鄭曉彬

（山西大同永定莊煤業(yè)公司，山西 大同 037000）

0 引言

在自動常閉式擋車系統(tǒng)中，會通過擋車欄實現(xiàn)對礦車通過的控制，一般擋車欄需要設置在斜巷邊坡點下方一列車長度的地方，在實際應用中通過常閉式擋車欄可以有效預防礦車的失控風險。不過在實際的自動常閉式擋車系統(tǒng)應用中，還存在擋車欄狀態(tài)指示不明確、缺乏速度檢測功能和自動化操作水平低的問題，在一定程度制約了自動常閉式擋車系統(tǒng)價值的發(fā)揮，因此有必要對礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)進行分析，在提高對該系統(tǒng)的了解程度后，提高應用價值。

1 礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)的原理

目前，自動常閉式擋車系統(tǒng)在煤礦井下有著較高的應用效果，其原理是擋車系統(tǒng)借助傳感器對礦車位置和速度進行感應并發(fā)出信號，在PLC 控制器接受傳感器信號并進行處理分析后，對電磁氣控閥的開關進行控制，進而實現(xiàn)擋車欄的自動升起、下落，實現(xiàn)礦車的通行、阻擋，該系統(tǒng)的運行原理可以參考圖1。

圖1 礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)原理

在礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)中，還有氣手動操作和電手動操作，對于電手動操作而言，可以在電自動操作出現(xiàn)問題時，通過切換按鈕轉換成電手動操作，實現(xiàn)對控制面板其他按鈕的控制。而出現(xiàn)停電事故時，在電自動、手動操作都無法有效使用下，可以將自動操作切換成氣手動操作，利用對操作臺按鈕的控制，避免停電對礦車上、下行產生影響[1]。

1.1 礦車下行

結合圖1 所示，當?shù)V車下行到傳感器A、B 位置時，A 傳感器會接收礦車下行的指令并對礦車進行檢測，B 傳感器會將礦車的速度、位置等信息發(fā)送給PLC 控制器，PLC 控制器會結合預先設計的礦車合理速度對當前礦車的速度進行判定，在速度正常的前提下PLC 控制器會發(fā)出電磁氣控閥動作信號，升起擋車欄，具體在顯示器中指示燈為紅亮；在速度過高下，PLC 控制系統(tǒng)無電磁氣控閥動作信號輸出，常閉擋車欄無動作并發(fā)出報警信號，提示周圍相關人員。當?shù)V車下行到傳感器C 位置時，代表礦車已經安全通過擋車欄，C 傳感器會發(fā)出對應的信號，PLC 控制器會將擋車欄下落的信號發(fā)送給電磁氣控閥，在擋車欄常閉后，顯示器指示燈為綠亮。

1.2 礦車上行

當?shù)V車上行中，在到達C 傳感器時，傳感器重復上述操作，在進行礦車上行指令接受礦車速度檢測和速度信號傳輸后，PLC 控制器在判定礦車速度安全后，發(fā)出電磁氣控閥動作信號，在擋車欄升起時，顯示器指示燈為紅亮；反之PLC 控制器判定礦車超速時，常閉擋車欄無動作且發(fā)出報警信號，提示周圍人員。當?shù)V車上行到傳感器B 時，PLC 控制器會接受B 傳感器的信號，控制電磁氣控閥動作，使擋車欄下落常閉，此時顯示器指示燈為綠亮。

2 礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)的部件組成

2.1 傳感器、PLC 主機

在傳感器選擇上，可以使用旋轉編碼器，當旋轉編碼器安裝在深度指示器的傳動軸上或者電機輸出軸上時，能實現(xiàn)對礦車上、下行位置和方向的監(jiān)測，同時向PLC 主體發(fā)送脈沖信號。結合旋轉編碼器所具有的精密性特點，為了提高應用效果要避免在安裝中粘上雜物，同時在緊固時要注意緊固力矩，一般控制在0.49 N·m 左右，并在電源關閉下進行配線工作[2]。

在礦用自動常閉式擋車系統(tǒng)中PLC 主機是該擋車系統(tǒng)中的核心組成部分，當絞車運轉時，PLC 會接收旋轉軸編碼器發(fā)出的脈沖信號，通過信號的分析處理，既可以確定絞車的旋轉方向和行程，也能了解礦車的位置和運動方向。當PLC 確定礦車到達預設的位置點后，會向提升機發(fā)出控制信號，使其進行擋車欄的上升和下落。需要提前將擋車欄的上升下落位置數(shù)據(jù)輸入到PLC 主機中，滿足礦車通行需要。

2.2 擋車欄、提升機

一般擋車欄所使用的鋼絲需要具有較強的韌性和強度，可以選擇6×37－Φ24 的鋼絲繩，要將鋼絲繩和Φ18 mm 的圓鐵用鐵絲綁扎。一般在擋車欄工作中，上升狀態(tài)下需要擋車欄最終離地距離不低于2.2 m；下落狀態(tài)中需要擋車欄最終懸離地0.4 m。需要注意的是，擋車欄跟吸能器的距離不能低于3.5 m，且用繩卡將擋車欄鋼絲繩和吸能器進行連接。

提升機主要用于擋車欄的上升和下落，一般需要在擋車欄上方5～10 m 的位置安裝提升機，具體需要固定在巷道工字梁的中間一側或頂部，避免對礦車和員工造成通行影響。需要注意的是，提升機的高度需要控制在軌道面之上2.2 m，且注意滾輪和滑輪之間的鋼絲繩保持平行狀態(tài)。

2.3 語音報警箱、信號控制箱

語音報警箱可以發(fā)出1 kHz 的音頻報警信號，可以為礦車上下行周圍的員工起到警示作用，同時也可以提醒司機，降低事故危險性。信號控制箱是自動常閉式擋車系統(tǒng)和核心部分，一般需要安裝在絞車房，避開潮濕的地方進行安裝。

2.4 吸能器

一般在吸能器的安裝中，會將6×37-Φ24 的鋼絲繩壓放在吸能器里，其中小圓柱端鋼絲繩會留有超過3 m 的余繩；大圓柱端鋼絲繩會留有超過1.5 m 的余繩，同時連接擋車欄。需要注意是，吸能器跟擋車欄的距離需要超過3.5 m，結合實際測試，吸能的最大沖擊動能承受為168×106N·m，可同時支持四輛礦車的需求。

3 自動常閉式擋車系統(tǒng)的運行注意事項

1）當進行擋車欄的下放時或者提升時，需要關注報警顯示器上對應的指示燈是否閃爍，一般擋車欄常閉時對應指示燈綠亮。

2）主絞車的提升速度不可超過2 m/s。

3）需要做好擋車欄等結構的定期檢查工作，確保系統(tǒng)運行的可靠性。

4）在出現(xiàn)停電事故時，為了確保系統(tǒng)運行的可靠性，需要在送電時手動提起擋車欄，并將礦車在副井口停車處進行位置校正，再結合系統(tǒng)操作進行，如果礦車在停電后不運動，可以直接按下手、自動轉換按鈕，使系統(tǒng)處于自動狀態(tài)。需要注意的是，在形成誤差超過3 m 時，要對礦車行程進行校正。

5）為了提高該系統(tǒng)的使用安全性，需要提升串車長度不超過10 m，且提升超長物料和進行快速運行時，需要手動提升擋車欄，不能切入自動狀態(tài)。

6）在進行系統(tǒng)維護時需要保證電機的相序不變。

7）需要對常見故障進行檢測和處理，見表1。

表1 系統(tǒng)常見故障及誘發(fā)因素、處理措施

4 結語

隨著信息時代的不斷發(fā)展，常閉式軌道斜巷擋車系統(tǒng)也得到了不同程度的優(yōu)化，在技術不斷成熟下，促進了該系統(tǒng)在斜巷防跑車工作中的價值，結合很多煤礦井下的常閉式擋車系統(tǒng)應用情況看，還不能有效了解和使用該系統(tǒng)，因此需要對該系統(tǒng)的原理、設備組成和運行注意事項進行分析，確保該擋車系統(tǒng)可以更好的發(fā)揮出功能豐富、維修成本低的特點，滿足煤礦安全開采需要。