國繼征 薛德強(qiáng) 張慶

摘要：文章介紹了協(xié)莊煤礦斜巷軌道提升綜合綜合配套運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)狀，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中存在各類安全問題進(jìn)行研究，減少人為操作環(huán)節(jié)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高運(yùn)輸安全系數(shù)，確保安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：斜巷軌道；運(yùn)輸安全；配套運(yùn)輸系統(tǒng)

1概述

協(xié)莊煤礦現(xiàn)有4條斜井、4條采區(qū)軌道上、下山；其中，1#副井提升機(jī)由洛陽礦山機(jī)械廠生產(chǎn)，型號(hào)2JK-3.5/20，額定最大靜張力為15噸，最大靜張力差10.5噸，主電機(jī)為YR143/39-12-630kw，提升方式為斜井雙勾串車、人物混合提升，提升容器為一噸礦車五輛，XRC人車三輛，井筒斜長1360米，井筒最大傾角為22度，鋼絲繩為6×7-φ34.5，長度1800米，所配電控為TKD-A-0289型及KZG-180/320-3三相可控硅動(dòng)力制動(dòng)電源柜。為了確保斜巷軌道安全運(yùn)輸，保證人員安全，對(duì)1#副井軌道提升系統(tǒng)化完善，其中，平巷上車場(chǎng)安裝完成彎道推車機(jī)、雙PLC控制斜巷防跑車裝置、實(shí)踐安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2課題提出

我國部分煤礦只具有簡(jiǎn)單的推車設(shè)備，如對(duì)拉小絞車、無極繩等調(diào)車方式，車輛調(diào)車主要靠人工完成，不但消耗體力大、所需時(shí)間長，而且安全系數(shù)極低，極易造成人員傷亡事故?！睹旱V安全規(guī)程》第三百七十條規(guī)定，傾斜井巷內(nèi)安設(shè)能夠?qū)⑦\(yùn)行中斷繩、脫鉤的車輛阻止住的跑車防護(hù)裝置，為解決煤礦斜巷運(yùn)輸中存在上車場(chǎng)彎道推車、斷繩跑車、“行車行人”等問題，在斜巷軌道安裝完成彎道推車機(jī)、雙PLC控制斜巷防跑車裝置、實(shí)踐安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

3 實(shí)施過程

3.1彎道推車機(jī)安裝應(yīng)用

其工作原理：采用YKC型液壓站，液壓站設(shè)有電磁溢流閥，當(dāng)電磁換向閥不工作時(shí)，電磁溢流閥卸荷，液壓泵空載運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電磁閥工作時(shí)，電磁溢流閥動(dòng)作，保證系統(tǒng)穩(wěn)定壓力。液壓站與設(shè)備工作機(jī)構(gòu)（馬達(dá)）采用高壓膠管或高壓鋼管連接，通過馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)從而帶動(dòng)繩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)主動(dòng)小車的往復(fù)工作。

斜巷彎道操車優(yōu)點(diǎn)：

一是可實(shí)現(xiàn)彎道推車、過道岔推車。

二是低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)推車機(jī)驅(qū)動(dòng)繩輪，取代了電動(dòng)推車機(jī)的一整套傳動(dòng)裝置。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅成本降低，更主要的是故障點(diǎn)少，故障率低，維護(hù)方便。

三是液壓系統(tǒng)的調(diào)速、調(diào)壓功能使推車機(jī)的推力、速度皆可調(diào)整為最理想狀態(tài)，不僅操作者得心應(yīng)手，而且保護(hù)了設(shè)備，延長了設(shè)備壽命。

四是以一臺(tái)液壓站作為整套設(shè)備的動(dòng)力源，把以往氣動(dòng)、電動(dòng)或電動(dòng)、電液推桿相混雜使用變?yōu)閱我坏囊簤候?qū)動(dòng)。

五是液壓站采用雙電機(jī)雙泵的雙液壓源系統(tǒng)，其中一臺(tái)泵工作，另一臺(tái)泵備用，系統(tǒng)使用安全可靠。

六是以一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)整套設(shè)備，并且當(dāng)設(shè)備不動(dòng)作時(shí)，此電機(jī)處于空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，節(jié)省了電力，降低了生產(chǎn)運(yùn)營費(fèi)用，延長了設(shè)備壽命。

七是推車機(jī)使用低速大扭矩液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，不需要減速機(jī)構(gòu)，安裝布置方便，減少了投資。傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，可滿載起動(dòng)，而且換向時(shí)不需要停機(jī)。

八是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力、流量對(duì)設(shè)備的載荷、速度進(jìn)行控制。液壓系統(tǒng)設(shè)有加熱裝置，當(dāng)油溫過低時(shí)，加熱器工作，保證介質(zhì)溫度。

九是液壓系統(tǒng)的液壓溢流保護(hù)功能充分保護(hù)了推車機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，即使發(fā)生頂牛、別卡，液壓溢流閥會(huì)使系統(tǒng)壓力保持恒定，使機(jī)械結(jié)構(gòu)不受損害。

十是液壓系統(tǒng)設(shè)有過載保護(hù)，當(dāng)溢流裝置出現(xiàn)問題不溢流或電機(jī)“飛車”時(shí)，過載保護(hù)起作用，將直接控制電機(jī)工作，保證整個(gè)液壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

3.2斜巷防跑車裝置安裝

工作原理：為保證跑車防護(hù)裝置的正常使用，專業(yè)與泰安科創(chuàng)公司聯(lián)合研制雙PLC控制系統(tǒng)，首先在車房主控箱內(nèi)安裝雙PLC控制系統(tǒng)，兩套PLC互相獨(dú)立，互為備份，相互冗余，正常工作時(shí)，以其中一套PLC為主控單元，備用PLC的外部控制線路和主PLC一致，并仍然采集輸入信息，但閉鎖其全部輸出信號(hào)，兩個(gè)PLC對(duì)各自采集的傳感器信息進(jìn)行處理，當(dāng)有一套PLC出現(xiàn)異常，備份PLC會(huì)自動(dòng)接管控制，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“雙線制控制與保護(hù)。

安裝使用過程：綜合保護(hù)裝置采用位置傳感器來對(duì)礦車的運(yùn)行位置和擋車欄的提升高度進(jìn)行定位。第一處安裝在提升機(jī)（或提升絞車）的絞車深度指示器上，深度指示器安裝有編碼器，傳感元件為軸編碼傳感器，可有效定位礦車運(yùn)行位置。第二處安裝在電動(dòng)收放器上，傳感元件為接近開關(guān)，可有效定位擋車欄的提升高度。第三處安裝在擋車攔固定支架上，傳感元件為接近開關(guān)，用于檢測(cè)擋車欄是否提升到位。第四處安裝在斜巷變坡點(diǎn)軌道內(nèi)側(cè)或安裝在深度指示器上，傳感元件為接近開關(guān)，起到清零限位的作用。

當(dāng)提升機(jī)（或提升絞車）向下送車時(shí)，當(dāng)最前面的礦車（頭車）到達(dá)距離擋車欄一定距離時(shí)，電動(dòng)收放器接收到軸編碼傳感器發(fā)出的控制信號(hào)，提升裝置將擋車欄提起，礦車通過。同樣，當(dāng)提升機(jī)（或提升絞車）再次向上提車時(shí)，向下松車時(shí)的尾車成為了頭車，當(dāng)最后面的礦車（尾車）經(jīng)過并離開擋車欄同樣距離時(shí)，電動(dòng)收放器再次接收到軸編碼傳感器發(fā)出的控制信號(hào)，擋車欄落下。

如果正常過車時(shí)，擋車欄提起不到位或因故障未提起，保護(hù)裝置將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

如果礦車出現(xiàn)跑車或脫軌等情況時(shí)，由于攔車欄門始終處于常關(guān)閉狀態(tài)，將礦車柔性攔住，保證了井下工作人員和設(shè)備的安全。

3.3斜巷運(yùn)輸監(jiān)控裝置安裝

該系統(tǒng)主要由片口預(yù)警分站、乘人地點(diǎn)屏蔽分站、讀卡分站、控制臺(tái)四大部分構(gòu)成。

預(yù)警分站主要安裝于各人員上下片口，用于檢測(cè)片口人員信息，讀卡分站讀取到片口內(nèi)的人員識(shí)別卡信息后，即會(huì)在片口音響發(fā)出報(bào)警信號(hào)以提示人員退回到安全區(qū)域。

乘人地點(diǎn)屏蔽分站安裝于各片口安全區(qū)域內(nèi)，主要用于屏蔽安全區(qū)域及乘人地點(diǎn)內(nèi)人員信息，以避免讀卡分站及預(yù)警分站發(fā)生誤動(dòng)作，影響絞車提升。

讀卡分站主要依靠自身信息采集控制單元接收巷道中所有人員識(shí)別卡的無線射頻信號(hào)，并通過絞車房?jī)?nèi)的控制臺(tái)主界面顯示，以提示絞車司機(jī)巷道內(nèi)有人。

4效益分析

4.1彎道推車機(jī)效益分析

安全效益：實(shí)現(xiàn)推車過彎道、道岔，保證上車場(chǎng)調(diào)車安全高效。減少崗位人員和操作環(huán)節(jié)，無重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率，消除安全隱患，提高運(yùn)輸安全性和可靠性。

經(jīng)濟(jì)效益：彎道操車每天節(jié)約3個(gè)崗位工，年節(jié)省人員工資9萬元；年節(jié)約無極繩鋼絲繩費(fèi)用2萬元。

4.2斜巷跑車防護(hù)裝置效益分析

安全效益：跑車防護(hù)裝置雙PLC控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，使跑車防護(hù)裝置運(yùn)行更趨安全、穩(wěn)定，同時(shí)該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，切換快捷，保證跑車防護(hù)裝置的正常使用，提高斜巷提升安全系數(shù)，保證提升安全。

經(jīng)濟(jì)效益：斜巷綜合保護(hù)裝置每天節(jié)約3個(gè)巡檢工，年節(jié)省人員工資9萬元。

4.3斜巷運(yùn)輸監(jiān)控裝置效益分析

社會(huì)效益：該系統(tǒng)基于礦井人員定位系統(tǒng)，具有人員檢測(cè)、身份識(shí)別等功能，徹底杜絕了“行車行人”的情況出現(xiàn)，為礦井采區(qū)軌道實(shí)施封閉巷道管理創(chuàng)造了有利條件，提供了合理、安全的檢測(cè)手段，確保斜巷提升安全。

作者簡(jiǎn)介：

國繼征，男，山東新泰人，協(xié)莊煤礦機(jī)電礦長，高級(jí)工程師，從事井下機(jī)電運(yùn)輸管理工作。