KHJ礦用電機(jī)車綜合保護(hù)裝置的應(yīng)用

魯曉偉+謝景耀+洪緒武

【摘 要】河南能源鶴煤公司三礦井下平巷物料運(yùn)輸工作主要依靠電機(jī)車完成，電機(jī)車承擔(dān)著物料在各水平車場的集結(jié)和分散的運(yùn)輸任務(wù)，由于礦井老化，運(yùn)輸物料和回收矸石運(yùn)輸任務(wù)十分繁重，電機(jī)車的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全成為制約物料運(yùn)輸效率的關(guān)鍵所在。因此，多功能、智能化的電機(jī)車綜合保護(hù)裝置成為煤礦井下電機(jī)車的發(fā)展趨勢。

【Abstract】Henan Energy and Chemical Industry Group Co. Ltd. He Coal Company Third Mine underground coal mine material transportation work mainly depends on the motor car.The motor car undertakes assembling and dispersing the material at all levels of the yard. Due to the aging of the mine， the transport of materials and waste recycling task is very heavy， and the operation efficiency and safety of the electric vehicle become the key to restricting the efficiency of material transportation. Therefore， multifunctional and intelligent electric vehicle comprehensive protection device has become the development trend of coal mine electric locomotive.

【關(guān)鍵詞】智能化；綜合保護(hù)；運(yùn)輸安全；運(yùn)輸效率

【Keywords】intellectualization； comprehensive protection； transportation safety； transportation efficiency

【中圖分類號】TD64 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）08-0165-02

1 引言

煤礦井下運(yùn)輸在煤礦安全生產(chǎn)中屬于事故多發(fā)專業(yè)，電機(jī)車運(yùn)輸中使用普遍，運(yùn)輸任務(wù)重，大負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，維修和保養(yǎng)工作持續(xù)無法跟上，嚴(yán)重制約了煤礦的安全生產(chǎn)工作。隨著現(xiàn)代化的安全生產(chǎn)工藝要求和自動化程度的不斷發(fā)展，迫切需要一種綜合性的電機(jī)車的保護(hù)控制設(shè)備，以滿足安全和生產(chǎn)的需要。

2 項(xiàng)目背景

2.1 礦井概況

河南能源集團(tuán)鶴煤公司三礦（以下簡稱鶴煤三礦），始建于1956年，1958年12月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力60萬噸/年，經(jīng)過幾次大規(guī)模的技術(shù)改造，現(xiàn)核定年生產(chǎn)能力為135萬噸/年。礦井采用立井、暗斜井多水平開拓，開拓方式為立井多水平雙翼開拓，采用走向長壁傾斜分層全部垮落式采煤方法。

鶴煤三礦井下大巷軌道機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)主要分為一水平大巷機(jī)車運(yùn)輸、二水平大巷機(jī)車運(yùn)輸、三水平大巷機(jī)車運(yùn)輸，現(xiàn)重點(diǎn)將二水平大巷電機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行介紹。二水平共有6臺8T電機(jī)車，其中3輛車負(fù)責(zé)拉煤，1輛車負(fù)責(zé)北翼運(yùn)輸及行人下山提升物料，2輛車負(fù)責(zé)人車運(yùn)輸。二水平大巷機(jī)車運(yùn)輸主要包括二水平南翼運(yùn)輸線拉煤及2303工作面的供車與物料回收，二水平北翼3204工作面、3200工作面物料供應(yīng)與回收，三水平行人下山物料供應(yīng)及渣車運(yùn)輸，二水平北翼人車運(yùn)輸。

2.2 井下運(yùn)輸系統(tǒng)介紹

鶴煤公司本部礦井原設(shè)計(jì)井型較小，屬于多水平、上下山開拓方式，井下輔助運(yùn)輸基本為軌道運(yùn)輸。近年來，由于采掘裝備技術(shù)水平的迅速提高，輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、用人多、勞動強(qiáng)度大等因素已成為發(fā)展機(jī)械化的一個瓶頸。目前，輔助運(yùn)輸仍然主要采用接力方式運(yùn)輸，即物料裝車后—副井—水平運(yùn)輸大巷—采區(qū)主要斜巷—采掘工作面或巷修地點(diǎn)，物料經(jīng)多次轉(zhuǎn)載才能抵達(dá)目的地，部分采掘頭面還存在手拉肩扛現(xiàn)象。

2.3 井下機(jī)車保護(hù)裝置的使用現(xiàn)狀

目前我礦主要在用機(jī)車電機(jī)車保護(hù)裝置多數(shù)為隨車攜帶的單一的保護(hù)裝置，技術(shù)老化，系統(tǒng)分散，控制的靈活性差，且各電機(jī)車廠家不同保護(hù)裝置的配備功能差異較大，不易于操作，操作人員勞動強(qiáng)度大，電機(jī)車運(yùn)行效率低，且易引起操作失誤，造成設(shè)備損壞，甚至人員傷亡，嚴(yán)重制約了煤礦生產(chǎn)任務(wù)的完成，并隨著煤礦企業(yè)對安全生產(chǎn)的要求和重視程度無法滿足對安全的需要。單一老化的機(jī)車保護(hù)裝置無法保證電機(jī)車井下全天候安全運(yùn)行。為此，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的全面保護(hù)集中控制就顯得更加必要。

3 KHJ系列礦用電機(jī)車保護(hù)裝置工作原理及功能介紹

本系統(tǒng)功能特點(diǎn)：該裝置采用了模塊化結(jié)構(gòu)。軟件簡單合理，硬件簡潔緊湊，大大增強(qiáng)了抗干擾能力和可靠性。

該裝置采用高性能礦用本安轉(zhuǎn)速傳感器、霍爾傳感器及甲烷傳感器，分別對速度、門閉鎖、離座閉鎖和檔位狀態(tài)進(jìn)行采樣，信號經(jīng)光電隔離、運(yùn)算處理后送入 PLC，由 PLC 進(jìn)行判斷處理，結(jié)果送顯示終端。當(dāng)電機(jī)車運(yùn)行過程中出現(xiàn)欠壓、過載、漏電、瓦斯超限等故障時，由主機(jī)控制繼電器動作，輸出斷電信號，控制電機(jī)車停止運(yùn)行。并揚(yáng)聲器聲音報警。重要數(shù)據(jù)通過裝置主機(jī)前面板按鈕輸入主機(jī)，掉電后數(shù)據(jù)不會丟失。

①電流顯示、過載保護(hù)（機(jī)車超載保護(hù)）功能。在線顯示機(jī)車運(yùn)行電流，可設(shè)定過載保護(hù)電流值，當(dāng)電流大于設(shè)定值時，顯示屏過載告警，揚(yáng)聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。機(jī)車動力線路發(fā)生短路故障時，縮小了事故范圍；正常使用中遏制了駕駛?cè)藛T超載行駛。②速度和里程顯示、超速預(yù)警、超速保護(hù)功能。在線顯示機(jī)車運(yùn)行速度和行駛里程?？稍O(shè)定超速保護(hù)值和超速時限，當(dāng)速度超過設(shè)定值時，顯示屏提示超速，揚(yáng)聲器聲音報警，持續(xù)超速大于設(shè)定超速時間后，輸出斷電停車信號。遏制了駕駛?cè)藛T超速行駛。③絕緣監(jiān)測保護(hù)功能。當(dāng)電機(jī)車漏電流大于 20mA 時，顯示屏顯示“漏電故障”，揚(yáng)聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。起到防止漏電事故擴(kuò)大的作用，杜絕了漏電線路持續(xù)打火。④門閉鎖保護(hù)功能。在停車狀態(tài)駕駛室門未關(guān)閉到位時，顯示屏提示門未關(guān)閉，閉鎖機(jī)車不能運(yùn)行。在運(yùn)行過程中若門開啟，顯示屏提示門開啟，同時揚(yáng)聲器聲音報警，延時輸出斷電停車信號。起到遏制機(jī)車門不關(guān)閉或關(guān)閉不到位機(jī)車行駛作用，規(guī)范了駕駛?cè)藛T駕車習(xí)慣。⑤人員離座閉鎖、斷電保護(hù)功能。在停車狀態(tài)當(dāng)駕駛?cè)藛T離開駕駛座椅時，顯示屏“離座狀態(tài)”閃爍預(yù)警，閉鎖機(jī)車不能行駛。在運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)駕駛?cè)藛T離開駕駛座椅時，顯示屏“離座狀態(tài)”閃爍預(yù)警，持續(xù)離座時間數(shù)秒（可設(shè)定）后揚(yáng)聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。在停車狀態(tài)下駕駛?cè)藛T離開駕駛座椅時，閉鎖機(jī)車動力電源不能啟車；遏制了駕駛?cè)藛T低檔位、低速行駛中下車動力電源不斷電帶來的安全隱患。⑥瓦斯斷電保護(hù)功能。主機(jī)外接瓦斯傳感器，瓦斯超限時瓦斯傳感器輸出信號，主機(jī)顯示“瓦斯斷電”故障，揚(yáng)聲器聲音報警，輸出斷電停車信號。代替了瓦斯斷電儀，節(jié)省了機(jī)車駕駛室的空間。⑦啟車回零功能。裝置輸出斷電信號控制機(jī)車停止行駛后，只有調(diào)速手柄搬回零位時，才能解除對機(jī)車閉鎖，方可從低速檔繼續(xù)開動機(jī)車，否則閉鎖機(jī)車不能運(yùn)輸，杜絕了駕駛?cè)藛T高檔位啟車，大電流沖擊對設(shè)備損壞和突然高速啟車帶來的安全隱患。⑧授權(quán)開啟功能。用戶可根據(jù)需要，對裝置設(shè)置開啟密碼，只有輸入密碼正確后，方可開啟裝置，解除對機(jī)車閉鎖，防止無機(jī)車駕駛資格人員操作機(jī)車，減少事故隱患。⑨行駛記錄及故障查詢功能。記錄機(jī)車?yán)塾?jì)運(yùn)行時間、行駛里程；超速時間、超速值等各類故障發(fā)生時的時間及類別并能查詢。⑩ 聯(lián)機(jī)脫機(jī)功能。裝置可設(shè)置為脫機(jī)或聯(lián)機(jī)兩種工作狀態(tài)。脫機(jī)：裝置正常運(yùn)行。各項(xiàng)參數(shù)和故障狀態(tài)正常顯示，發(fā)生故障時（瓦斯超限除外），繼電器不動作，機(jī)車正常運(yùn)行。為使用方的安全管理及故障分析提供科學(xué)依據(jù)。

4 社會經(jīng)濟(jì)效益及推廣意義

KHJ系列礦用電機(jī)車保護(hù)裝置系統(tǒng)完成后，可實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時間、減少現(xiàn)場操作人員、提高經(jīng)濟(jì)效益，為煤炭企業(yè)高產(chǎn)高效、減人提效、安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障，具有廣泛的推廣意義和社會經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益突出

綜保裝置一身具備了離座保護(hù)、門閉鎖保護(hù)、超速提示，欠壓提醒，漏電保護(hù)等11項(xiàng)機(jī)車保護(hù)功能，如果按照單獨(dú)安裝每種保護(hù)裝置的話，粗略估計(jì)每臺將會節(jié)約資金5萬元。按照三礦井下電機(jī)車數(shù)量10臺計(jì)算，每年將會節(jié)約購買單項(xiàng)配件開支50萬元。

4.2 安全效益得到全面驗(yàn)證

機(jī)車綜合保護(hù)裝置是一種全方位的機(jī)車保護(hù)設(shè)備，它同時具備了離座保護(hù)、門閉鎖保護(hù)、超速保護(hù)，欠壓提醒，漏電保護(hù)，瓦斯報警斷電等11項(xiàng)機(jī)車保護(hù)功能。駕駛司機(jī)習(xí)慣性違章得到徹底遏制，最大限度的保護(hù)駕駛司機(jī)的人身安全，避免了機(jī)車運(yùn)行出現(xiàn)各種安全事故現(xiàn)象，有效保護(hù)了機(jī)車和人的安全，保證安全生產(chǎn)“0”傷亡目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[1]。

4.3 各功能的集中控制，并實(shí)現(xiàn)了各種機(jī)車故障隨時顯示的功能

任何故障都可以通過顯示屏判斷顯示，并由揚(yáng)聲器報警，持續(xù)故障將會引起機(jī)車自動進(jìn)入延遲斷電程序。直接有效的幫助駕駛司機(jī)判斷故障，規(guī)范開車行為，避免了對機(jī)車的損害，減少機(jī)車零部件的磨損，降低了材料消耗，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價值。節(jié)約了運(yùn)輸時間，提高了工作效率，保證了各項(xiàng)重大運(yùn)輸系統(tǒng)正常持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉員生，王昭陽.ZBZ-8M礦用隔爆型照明信號綜合保護(hù)裝置在超化煤礦研究與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（08）：106.endprint