文/豆军强

某煤矿是一座年产90万吨的基建矿井，其副斜井主要担负井下材料和设备的运输任务，井筒内敷设有各类电缆及管路，同时兼做进风井口和安全出口。副斜井斜长256m，井筒倾角22°，采用单钩串车提升，车场型式为上、下平车场。

副斜井提升机房内安装一套JTP-1.2型矿用提升绞车，额定转速r=741r/min。配行星齿轮减速器及恒力矩液压站，减速比i=24.6。电控部分采用低压供电，变频控制。建设期间提升容器为KFVH-6翻斗式矿车，自重540kg，载重1980kg，轨距600mm。

根据煤矿安全规程第三百七十条部分规定：倾斜巷道内使用串车提升时必须遵守以下两条规定：

（1）在倾斜巷道内安设能够将运行中短绳脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。

（2）在变坡点下方略大于一列车长度的地点设置能够防止未连挂的车辆继续往下跑的挡车栏。

1 跑车防护装置原理简介

跑车防护装置由光电测速传感器、电控箱、收放绞车、报警显示器、挡车栏等部分组成。车位传感器由两台光电测速传感器组成，其分别安装于挡车栏上方和下方一定距离的轨道两侧。挡车栏由收放绞车牵引，电控箱和收放绞车放置于巷道硐室内。报警显示器安装于井口信号房或绞车房内。

挡车栏保持常闭状态，当矿车以正常的速度上行或下行接近挡车栏时，车位传感器检测到信号，电控箱控制挡车栏升起；当矿车顺利通过挡车栏后远离挡车栏时，车位传感器再次检测到信号，电控箱控制挡车栏下降。

当矿车发生跑车事故或其他故障时，车位传感器检测到超速信号，电控箱控制挡车栏保持常闭状态。同时由于绞车与挡车栏闭锁控制，绞车停止运行，报警显示器显示相应的故障，确保井筒内人员和设备的安全。

为满足煤矿安全规程及相关规定的要求，本次设计选取数台ZDC30-2.2斜井跑车防护装置构成斜井跑车防护系统，确保在矿井建设及生产过程中大斜坡运输的安全。

2 全断面挡车栏的安装方案设计计算

2.1 初始条件

巷道全长：256m

巷道倾角：22°

绞车最大提升速度：

一次提升最大串车质量：

ZDC30-2.2型跑车防护装置主要性能和技术参数如下：

环境条件：煤矿井下，防爆；

2.2 设计计算

2.2.1 跑车防护装置最大安设间距计算

（1）按串3辆矿车设计计算。

矿车在下放运行中的初始动能：

式中：v — 最大提升速度，v=1.89m/s。

跑车防护装置最大吸能量：E=2200000J。

允许最大跑车距离：

式中：f — 矿车与轨道的摩察系数，f=0.015。

中部跑车防护装置允许最大安装间距：L0=70m。

（2）按运输最大件设计计算。

矿车在下放运行中的初始动能：

式中：v — 最大提升速度，v=1.89m/s。

跑车防护装置最大吸能量：E=2200000J。

允许最大跑车距离：

式中：f — 矿车与轨道的摩察系数，f=0.015。

中部跑车防护装置允许最大安装间距：L=52m

根据上述计算，最终确定中部跑车防护装置安设距离为52米。

2.2.2 挡车栏钢丝绳的选型计算

跑车最大速度：

式中：f — 矿车与轨道的摩察系数，f=0.015。

图1：全断面挡车栏布置图

s — 跑车防护装置最大安装间距，取52m。

（1）串车跑车撞击挡车栏瞬间，挡车栏所受的力：

式中：t — 串车与挡车栏的撞击时间，取0.1s。

（2）运输大件的平板车撞击挡车栏瞬间，挡车栏所受的力：

式中：t — 串车与挡车栏的撞击时间，取0.1s。

本次设计挡车栏选取8道φ22mm钢丝绳。

2.2.3 吊挂钢丝绳的选型

因为在运输过程一旦发生跑车事故，当车辆冲撞挡车栏时极易引起反弹，如果在二次冲击前因吊挂挡车栏的钢丝绳断裂脱落，则挡车栏立即失效。所以，吊挂挡车栏的钢丝绳强度不应小于挡车栏钢丝绳的强度。本次设计中吊挂挡车栏的钢丝绳亦采用φ22mm钢丝绳。

3 挡车栏的安装方案

3.1 挡车栏安设总体方案

（1）根据以上计算，初步计划在井筒内安设5套常闭式斜井跑车防护装置（全断面挡车栏）。随着掘进工作面的推进逐级进行安装。第一台安设在井口变坡点下方约20m处，防止未连挂的车辆继续往下跑车，即同时承担挡车栏的作用；最后一台安设在井底车场上方约28m处，其余3台均匀分布（间距约52m）安设在井筒内，将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住。

（2）为了避免建设期间掘进工作界面放炮时对挡车栏及其附属设备造成不利的影响，同时保证掘进工作面耙装机等各类设备正常工作时所必须的空间，根据现场实际情况确定工作面距其最近一道挡车栏的距离始终介于28m至80m之间。

（3）以井口为起始点，当掘进工作面推进至48米处时，在距井口20米处装设第一道挡车栏。此后，每当工作面推进至距最近一道挡车栏80米处时，在距离该挡车栏52米处装设挡车栏。以此类推，最终完成5套挡车栏的安设。

3.2 全断面挡车栏的具体安装断面图

（1）全断面挡车栏采用吊挂式布置，利用巷道锚索作为挂钩，三道吊挂钢丝绳等间距排列。

（2）为保证挡车栏钢丝绳的有效性，安装时最上方一道钢丝绳不得超出矿车轮廓线的水平上沿。

（3）为提升挡车栏钢丝绳的强度，可将中部拦截矿车的钢丝绳穿过2吋无缝钢管，并用锁链连接，亦保证了在发生跑车时各条钢丝绳拦截的同时性。

全断面挡车栏具体布置见图1。

3.3 跑车防护装置其他注意事项

（1）在绞车运行过程中，巷道内的所有人员一律应遵循“行车不行人”规定，进入最近的躲避硐内进行避让，避免发生跑车后车内的矸石、物料或其他设备引起伤亡，确保自己的人身安全。

（2）为防止发生跑车事故后，挡车栏因车位传感器灵敏度不足导致挡车栏不能正常工作，可以在挡车栏中间部分安装适当数量的捕车器。

（3）为避免矿车在经过最后一道挡车栏后发生跑车事故，车辆进入井底车场，应在井底车场入口处装设平台阻车器。

4 小结

在矿井建设和生产过程中，斜井提升系统在运行过程中发生跑车事故的频率较高，危害最大，如何采取科学的方法去避免或减轻跑车事故所造成的危害是本文的首要出发点，我认为只能从跑车事故的原因上抓起。

（1）设备的不安全状态及人的不安全行为。例如设备存在严重缺陷，包括绞车制动失灵等等，如绞车司机对设备性能缺乏了解，不按相关规程进行操作，误操作甚至违章操作等均可能引起跑车事故，因此，确保设备质量过关是防止跑车事故的前提，绞车司机及信号工等人员严格遵守操作规程是防止跑车事故的关键。

（2）矿井运输管理存在漏洞。例如对提升设备的管理及检查存在纰漏，一些应该每天进行检查的项目没有做到如实检查，填报虚假记录，检修时理应更换的配件未及时进行更换等，亦容易酿成跑车事故。因此，针对运输系统做到严格管理，不留漏洞是防止跑车事故发生的核心。

综上所述，跑车事故的防止不能仅仅依赖于跑车事故发生后的各类安全防范措施，更多地应依赖于事前的预防，包括运输系统的管理，人员对相关操作规程的敬畏及遵守以及高质量的设备等。