1、1双冗余常闭型斜井跑车防护装置的应用及研究摘要：邢东矿在斜巷运输中应用了双冗余斜井跑车防护装置，提高了设备运行的准确性，有效地提高了斜巷溜车跑车的拦截率，为斜坡运输安全提供了良好保障。 关键词：双冗余斜巷跑车防护 1 研究的目的和意义 目前，在国内大多数煤矿生产过程中，轨道运输是生产物料的主要运输方式。矿井运输系统线路长、涉及面广，贯穿于煤矿生产的各个环节，通过使用新设备及新技术，促进煤矿企业提高安全水平，建立隐患排查治理长效机制，稳定地区煤矿安全生产，构建安全和谐的社会生活环境具有十分重要的意义。 在斜巷轨道运输过程中，因断绳脱钩发生跑车事故时有发生，不但会将巷道内敷设的电缆及风水管路撞坏，
2、而且会造成井巷内作业人员的伤亡事故，给矿井生产带来巨大的危害。 邢东矿副暗斜井全长 1025m，平均坡度达到 13，提升绞车为 2m 单筒提升绞车，巷道内有 2 处行人岔口。副暗斜井是连接-760 与-980 水平的进风、物料运输主要通道，物料运输量大，工作繁忙，日均提升钩次达到 20 钩/天。副暗斜井的安全畅通与否，是能否保障矿井安全生产的关键因素。该矿在斜巷内安装了 5 部双冗余型常闭式跑车防护装置，构建了斜巷跑车拦截网络，确保了斜巷运输安全。 22 主要研究内容 2.1 设备的组成及工作原理 邢东矿所使用的双冗余型常闭式跑车防护装置主要由 PLC 控制箱、挡车栏、执行部件与检测勾头位置的
3、传感器等组成。如图 1： 2.1.1 双冗余跑车防护装置工作原理如下：常闭式跑车防护装置由PLC 系统控制箱控制。绞车下回时，当钩头位置下回至挡车栏上方距挡车栏 80m 处，PLC 控制器发出指令，控制电磁阀动作，开启挡车栏使矿车通行，当钩头位置下回至挡车栏下方距挡车栏位置 50m 时，PLC 控制器发出指令，控制电磁阀动作，关闭挡车栏；绞车提升时，当钩头位置提升至距挡车栏位置 50m 时，PLC 发出指令，控制电磁阀动作，开启挡车栏使矿车通行，当钩头位置提升至挡车栏上方距该挡车栏 80m 时，PLC 控制器发出指令，关闭挡车栏。常闭式跑车防护装置完成一个动作循环。假如矿车出现断绳跑车或有未连
4、挂的车辆滑入斜巷中时，由于挡车栏处于常闭状态，会将矿车拦截住，确保了井下作业人员和设备的安全。 该设备的双冗余检测系统是该设备的重要特点，采用了双传感器检测绞车主轴转动的速度与距离，该电气系统主要由：PLC 控制系统、绞车主轴监测系统，直流电源板、电磁阀和挡车栏位置检测传感器组成。其中，PLC 控制系统是设备运行的核心部分，其直接控制挡车栏的闭合。 2.1.2 电气系统工作原理如下：供电后，直流电源板提供 24V 直流电源，4 个传感器由 PLC 接口板提供电源处于工作状态，并将信息反馈至绞车操作台显示屏上。PLC 通过采集与绞车滚筒相关联的 A、B 传感器数据计算绞车提升速度与钩头实际位置并
5、发出相关控制信号；当挡车栏处3于常闭状态时，传感器 C、D 共同检测挡车栏位置信息，并通过 PLC 控制器反馈回操作台显示屏。当绞车运转时，若绞车钩头运行速度在正常的速度范围内，且距挡车栏 50m 时，PLC 系统发出控制信号，操作挡车栏提升，使矿车通过；当矿车距挡车栏的距离大于 50m 时，该 PLC 系统发出指令，控制挡车栏闭合。一旦矿车脱钩断绳跑车，挡车栏因为不采集矿车信息，使拦车栏仍处于常闭状态，对矿车进行有效拦截，可以避免斜巷溜车伤人事故的发生。 3 研究结论及项目推广应用情况 通过副暗斜井轨道运输中双冗余型跑车防护装置中的应用，有效杜绝了因传感器损坏而造成的运输撞档掉道翻车事故，大
6、大提高了副暗斜井运输的安全系数。 实践证明，双冗余型跑车防护装置比单传感器检测式跑车防护装置具有更稳定可靠的安全系数，能够更好地完成脱钩车辆的拦截作用，达到安全生产的目的。 4 技术创新点及技术关键 双冗余型常闭式跑车防护装置的特点如下： 绞车速度与挡车栏的状态由两套传感器进行检测，输入 PLC 控制器中，构成了冗余系统，提高了设备正常运转率。有效地解决了因传感器损坏而造成的设备误动作。 设备具有实时监控显示屏，绞车司机能够实时掌握设备的运行状态，并对运输情况进行提前预判，降低设备运行时的故障率。 设备与绞车进行了电气闭锁，一旦设备发生故障，PLC 控制器会切4断绞车电路，真正有效地做到了绞车
7、提升时要求的设备正常运转。 实现了挡车栏的常闭功能，在任何时候，副暗斜井出现跑车事故，挡车栏均能实现 100%拦截。 实现了数控自动化，回料过程中，各挡车栏随着物料列车的通行而打开、关闭。 实现了柔性拦车技术，通过延长拦截发生时间，从而减小挡车栏所受物料车碰撞时的冲击力。 具有先进的预警系统，在挡车栏发生故障时，绞车房内故障报警器提醒故障。 5 社会效益 安全装备的安装及使用无法带来直接的经济效益，但它所带来的社会效益与安全效益是可观的。通过我们在斜巷运输中引进双冗余型跑车防护装置后，极大提升我矿斜巷物料运输的安全性，确保斜巷物料及坡底把勾人员的安全。 首次在邢东矿斜巷运输中应用双冗余型常闭式
8、跑车防护系统，填补了邢东矿在本领域的空白，对于此类设备在邢东矿斜巷提升中应用积累了重要的经验。并且该设备比一般跑车防护装置的 PLC 采集数据更加准确，确保了拦车网门的动作更加正确，更能有效拦截斜行跑车，确保斜坡运输的安全顺利。 参考文献： 1肖丹，李谢玲.安全系统工程在煤矿安全管理中的应用J.价值工程，2011（01）. 52高志扬.煤矿企业安全文化建设的现状及对策研究J.价值工程，2011（02）. 3李海.浅谈我国中小型煤矿企业安全事故的原因与对策J.价值工程，2011（22）. 作者简介：刘俊宏（1985-） ，男，山西临汾人，助理工程师，现任冀中能源股份公司邢东矿运输区技术主管，研究方向：矿山机电运输。
