周冬莉 韓國慶

（1.河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北省唐山市，063000；2.開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司，河北省唐山市，063000）

礦井斜巷運(yùn)輸信號控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

周冬莉1韓國慶2

（1.河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北省唐山市，063000；2.開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司，河北省唐山市，063000）

根據(jù)0044礦井斜巷對監(jiān)控系統(tǒng)的要求，給出了監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能。詳細(xì)分析了監(jiān)控系統(tǒng)信號控制部分的要求，提出了對擋車器、風(fēng)門以及柵欄門部分控制實現(xiàn)思路。礦井斜巷運(yùn)輸采用變頻調(diào)速無極繩絞車和完善的信號控制系統(tǒng)有利于提高礦井的安全生產(chǎn)水平和工作效率，實現(xiàn)了斜井絞車自動化控制。

無極繩絞車 礦井斜巷 信號控制

礦井斜巷是采區(qū)運(yùn)輸材料、矸石、設(shè)備等物資的主要通道，運(yùn)輸量較大。運(yùn)行期間，車場道岔、擋車器、信號等由各車場把鉤工操作，由于司機(jī)只能通過聽信號開車而無法看到斜巷的情況，所以發(fā)生礦車掉道、翻車或撞傷人等事故的隱患較大。開灤集團(tuán)唐山礦業(yè)分公司0044斜井是連接12水平與14水平的主要運(yùn)輸巷道，巷道最上位標(biāo)高為－678 m，最下位標(biāo)高為－947m，高差為269m，運(yùn)輸長度為1564m，最大傾角為21°，平均傾角為16°。斜巷內(nèi)有2道風(fēng)門，中部有1條十字交叉巷道，上下口采用“一坡三擋”。通過選用JWB－132J型變頻調(diào)速無極繩絞車雙向運(yùn)輸方式和防爆變頻控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了斜井絞車自動化控制，提高了礦井安全生產(chǎn)水平和工作效率。

1 監(jiān)控系統(tǒng)綜述

1.1 0044礦井斜巷對監(jiān)控系統(tǒng)的要求

整個運(yùn)行系統(tǒng)要求實時通訊聯(lián)系、沿線系統(tǒng)自動動作、絞車行進(jìn)過程中擋車器自動開啟與閉鎖以及風(fēng)門自動打開與閉合，具體要求如下：

（1）監(jiān)控系統(tǒng)能對各道岔、擋車器、風(fēng)門、行車進(jìn)行控制并實現(xiàn)故障報警；

（2）監(jiān)控系統(tǒng)能對各車場設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行電視監(jiān)視，同時將畫面反饋到司機(jī)和主調(diào)度室；

（3）實時反映礦車的實際運(yùn)行位置，能夠直觀看到現(xiàn)場的實際情況；

（4）利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控。

1.2 0044礦井斜巷監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和功能

整個監(jiān)控系統(tǒng)主要由信號控制保護(hù)、語言控制、電視監(jiān)測和無線通訊四大部分組成。信號控制保護(hù)部分主要是以PLC為核心，配以顯示器的人機(jī)界面，具備實時監(jiān)控、過卷保護(hù)以及岔道語言警示和沿道語言通訊功能。語言控制部分具有打點、通話和急停功能，并且能分辯出哪個語音聲光信號急停裝置動作。電視監(jiān)視部分采用防爆視頻監(jiān)控，通過現(xiàn)場防爆攝像機(jī)的圖像采集，把現(xiàn)場視頻圖像清晰直觀地顯示在礦用隔爆型監(jiān)視器上。

2 信號控制保護(hù)部分的控制要求

信號控制保護(hù)部分包括2個風(fēng)門、3個擋車器以及4個柵欄門控制對象和2個過卷保護(hù)。斜巷由上車場到下車場（下運(yùn)）時，通過的控制對象順序分別為：1＃柵欄門、1＃擋車器、2＃擋車器（1＃與2＃連動）、3＃柵欄門、4＃柵欄門、1＃風(fēng)門、2＃風(fēng)門、3＃擋車器、2＃柵欄門。0044礦井斜巷信號控制位置示意圖如圖1所示。

圖1 0044礦井斜巷信號控制位置示意圖

2.1 擋車器控制要求

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中傾斜井巷內(nèi)“一坡三擋”的設(shè)置要求，0044礦井斜巷變坡點下設(shè)置1＃和2＃擋車器，坡底設(shè)置3＃擋車器。梭車下運(yùn)時的流程為：接近1＃擋車器→打開1＃擋車器→閉合2＃擋車器→通過1＃擋車器→打開2＃擋車器→閉合1＃擋車器。下運(yùn)時1＃和2＃擋車器不能同時打開，3＃擋車器的動作過程與1＃擋車器相同。要求故障停車時，離擋車器最近的梭車距離擋車器不小于3 m。若主控系統(tǒng)沒有接到擋車器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號應(yīng)視為故障，同時控制梭車緊急停車。擋車器的工作狀態(tài)要求有聲光報警指示。

2.2 風(fēng)門控制要求

如圖1所示，斜巷中下部有1＃和2＃兩個風(fēng)門，間距為50m，并且1＃和2＃風(fēng)門不能同時打開。要求故障停車時，離風(fēng)門最近的梭車距離風(fēng)門不小于3m。梭車下運(yùn)時，先打開1＃風(fēng)門，梭車通過后關(guān)閉1＃風(fēng)門，2＃風(fēng)門控制與1＃風(fēng)門相同。如果風(fēng)門未能完全打開，應(yīng)將信號傳到主控系統(tǒng)，系統(tǒng)控制梭車緊急停車并發(fā)出報警信號。風(fēng)門的工作狀態(tài)要求有聲光報警指示。

2.3 柵欄門的控制要求

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，0044礦井斜巷上井口和下井口安裝有1＃和2＃兩個柵欄門，在斜巷中部和T2022連接處安裝3＃和4＃兩個柵欄門，避免T2022和0044斜巷同時通車。接到起車指令后，1＃和2＃兩個柵欄門打開，3＃和4＃兩個柵欄門關(guān)閉。梭車運(yùn)行過程中，1＃、2＃、3＃和4＃柵欄門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，防止人員和物品誤入。柵欄門的工作狀態(tài)要求有聲光報警指示。

3 信號控制保護(hù)部分的實現(xiàn)

3.1 擋車器控制的實現(xiàn)

根據(jù)故障停車時離擋車器最近的梭車距離擋車器不小于3m的要求，控制擋車器的接近開關(guān)應(yīng)該安裝在擋車器前22m和擋車器后5m的位置。

梭車下運(yùn)經(jīng)過22m處的接近開關(guān)時，控制1＃擋車器打開，控制2＃擋車器閉合，主控系統(tǒng)接到1＃和2＃擋車器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回信號后，梭車通過1＃擋車器；當(dāng)梭車運(yùn)行至5m處的接近開關(guān)時，控制1＃擋車器閉合，控制2＃擋車器打開，主控系統(tǒng)接到1＃和2＃擋車器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回信號后，梭車通過2＃擋車器。3＃擋車器的控制過程與1＃擋車器相同。

梭車上運(yùn)經(jīng)過5m處的接近開關(guān)時，控制3＃擋車器打開，主控系統(tǒng)接到3＃擋車器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回信號后，梭車通過3＃擋車器；當(dāng)梭車運(yùn)行至22m處的接近開關(guān)時，控制3＃擋車器閉合。1＃和2＃擋車器的控制同3＃擋車器相同。若主控系統(tǒng)未接到擋車器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回信號應(yīng)視為故障停車。

3.2 風(fēng)門控制的實現(xiàn)

控制風(fēng)門開關(guān)采用礦用本安型紅外傳感發(fā)送器、礦用本安型紅外傳感接收器和防爆磁性接近開關(guān)。根據(jù)控制要求，在距離1＃風(fēng)門20m處安裝接近開關(guān)A控制1＃風(fēng)門的打開，在距1＃風(fēng)門3m處安裝接近開關(guān)B控制1＃風(fēng)門的關(guān)閉。控制2＃風(fēng)門打開和關(guān)閉的接近開關(guān)C和接近開關(guān)D安裝位置與1＃風(fēng)門相同。

梭車下運(yùn)經(jīng)過接近開關(guān)A處時，控制1＃風(fēng)門打開，同時檢測1＃風(fēng)門是否已開到位并將信號返回給主控系統(tǒng)，梭車通過1＃風(fēng)門。當(dāng)梭車運(yùn)行至接近開關(guān)B處時，控制1＃風(fēng)門閉合。當(dāng)梭車經(jīng)過接近開關(guān)C處時控制2＃風(fēng)門打開，此時檢測2＃風(fēng)門是否已開到位并將信號返回給主控系統(tǒng)，梭車通過2＃風(fēng)門。當(dāng)梭車運(yùn)行接近開關(guān)D處時，控制2＃風(fēng)門閉合。梭車上運(yùn)時控制過程與下運(yùn)相同。

梭車上運(yùn)或下運(yùn)時，如果檢測到1＃風(fēng)門或2＃風(fēng)門沒有開到位，則將接近開關(guān)檢測信號發(fā)送給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)啟動程序完成梭車的緊急停車并發(fā)出報警信號。在1＃風(fēng)門和2＃風(fēng)門的控制程序中設(shè)置電氣互鎖，兩道風(fēng)門的外接電路中采用電氣和機(jī)械雙重閉鎖功能，避免1＃風(fēng)門與2＃風(fēng)門同時打開。同時采用LED屏幕報警和語音報警兩種報警方式，當(dāng)車輛經(jīng)過時，可發(fā)出多種語音提示信號，故障狀態(tài)下可發(fā)出聲光報警信號。

3.3 柵欄門的控制實現(xiàn)

1＃和2＃兩個柵欄門的開關(guān)狀態(tài)用行程開關(guān)檢測。接到起車指令后，主控系統(tǒng)首先檢測1＃和2＃兩個柵欄門的工作狀態(tài)，如果柵欄門處于關(guān)閉狀態(tài)，主控系統(tǒng)發(fā)出指令控制柵欄門打開，梭車啟動，否則視為故障停車。3＃和4＃兩個柵欄門采用電磁鎖控制。接到起車指令后，主控系統(tǒng)首先檢測3＃和4＃兩個柵欄門上電磁鎖工作狀態(tài)，如果電磁鎖置鎖則啟動梭車。若電磁鎖解鎖，主控系統(tǒng)發(fā)出指令給電磁鎖置鎖，之后梭車才能運(yùn)行。

3.4 其他控制與顯示

主控系統(tǒng)開機(jī)后，液晶顯示屏MT5520T顯示無極繩絞車運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行畫面，液晶顯示屏能顯示梭車在巷道中的位置和運(yùn)行的距離。若在運(yùn)行過程中出現(xiàn)機(jī)頭過卷、機(jī)尾過卷、急停、擋車器未完全開啟、風(fēng)門未完全打開、風(fēng)門未完全關(guān)閉等故障時，系統(tǒng)自動發(fā)出停車指令，顯示畫面會自動跳轉(zhuǎn)到故障畫面，并顯示出故障類型以及故障發(fā)生的時間和確認(rèn)時間。待故障解除后，按下操作的臺上返回按鈕，顯示畫面會自動跳轉(zhuǎn)到運(yùn)行狀態(tài)畫面。

4 結(jié)論

0044礦井斜巷運(yùn)輸信號控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，具備實時監(jiān)控、過卷保護(hù)、岔道語言警示以及沿道語言通訊等功能。變頻調(diào)速無極繩絞車配以完善的信號控制系統(tǒng)，安裝使用后起車平穩(wěn)，實現(xiàn)了斜巷絞車自動化控制，節(jié)省了大量人力，降低了巡視的勞動強(qiáng)度，提高了距離較遠(yuǎn)的礦井斜巷運(yùn)輸?shù)陌踩a(chǎn)水平和工作效率。

［1］ 田寶豐，高春生，劉天習(xí).JZB－1型斜巷運(yùn)輸智能綜合閉鎖裝置及其應(yīng)用［J］.中國煤炭，2004（4）

［2］ 魏巍.礦井斜巷運(yùn)輸綜合監(jiān)控系統(tǒng)［D］.淮南：安徽理工大學(xué)，2006

［3］ 高春礦.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展前景［J］.煤炭技術(shù)，2004（11）

［4］ 侯宇剛.礦井軌道斜巷人車安全閉鎖裝置的研究［J］.工礦自動，2009（1）

Actualization of signal control for transportation in No.0044inclined shaft

Zhou Dongli1，Han Guoqing2
（1.Hebei Energy Institue of Vocation and Technology，Tangshan，Hebei 063000，China；2.Tangshan Mining Branch Company，Kailuan Group，Tangshan，Hebei 063000，China）

According to the requirements for the monitoring system used in No.0044inclined shaft，its general structure and functions were described.The signal control system was analyzed in detail，and the ideas for the actualization of each control part including air door and road－blocker were proposed.The speed control via variable frequency of endless rope winch equipped with perfect signal control system for the transportation in No.0044inclined shaft is favorable for the production safety and work efficiency rising，achieving automatic control of inclined shaft winch.

endless rope winch，inclined shaft，signal control

TD55

A

周冬莉（1972－），女，河北省景縣人，河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，主要從事煤礦電氣自動化方面的研究。

（責(zé)任編輯 路 強(qiáng)）