斜井跑車防護(hù)裝置可靠性研究

徐 強(qiáng)

（同煤集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 大同 037000）

1 工作原理以及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

斜井跑車裝置的控制核心為PLC，為了明確串車組在巷道的具體位置，可以使用傳感器進(jìn)行檢測，從而可以保證檢測的有效性。在絞車啟動(dòng)的過程中，需要考慮到由PLC發(fā)起并且要做到對(duì)于編碼器發(fā)出的脈絡(luò)科學(xué)計(jì)數(shù)，可以結(jié)合計(jì)算的結(jié)果做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，主要是利用計(jì)算結(jié)果將PLC轉(zhuǎn)換成絞車旋轉(zhuǎn)的方向和旋轉(zhuǎn)的角度，從而可以保證串車組具體位置的確認(rèn)，根據(jù)其具體的方向和位置進(jìn)行有效的判斷，如圖1所示。

圖1 ZDC新型斜井跑車防護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)?shù)V車在上車場時(shí)所有的擋車欄應(yīng)當(dāng)全部處于關(guān)閉的狀態(tài)。

如果第一道擋車欄打開，就要立即做出判斷。需要根據(jù)擋車欄進(jìn)行確認(rèn)，即當(dāng)?shù)谝坏罁踯嚈诖蜷_時(shí)，串車組應(yīng)該下行到A1點(diǎn)。當(dāng)?shù)谝坏罁踯嚈陉P(guān)閉時(shí)，串車組應(yīng)當(dāng)下行至B點(diǎn)。當(dāng)?shù)诙罁踯嚈诖蜷_時(shí)，串車組應(yīng)當(dāng)下行至A2點(diǎn)，保證工作流程的有序性。

在串車組發(fā)生變化之時(shí)，要考慮將擋車欄打開，符合串車組從下車場接近至第二道擋車欄時(shí)的要求，如果達(dá)到了A2點(diǎn)，則需要注意關(guān)閉第二道擋車欄。到B點(diǎn)以后，需要立即打開第一道擋車欄。當(dāng)串車組行至A1點(diǎn)的時(shí)候第一道的擋車欄又全部關(guān)閉[1]。綜上所述為串車上行時(shí)。

當(dāng)串車組在提升過程當(dāng)中如果跑車發(fā)生了事故，一定會(huì)有礦車撞在形狀似鋼絲繩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的擋車欄上，這個(gè)時(shí)候安裝在鋼帶上的力傳感器應(yīng)當(dāng)會(huì)檢測到對(duì)應(yīng)的擋車欄上存在著一股沖擊力。與此同時(shí)，控制裝置會(huì)馬上發(fā)出禁止所有擋車欄提起信號(hào)和停車信號(hào)，從而禁止礦車放行，防止跑車事故更加嚴(yán)重。在控制回路中，以上的這些信號(hào)形成互鎖信號(hào)，可確保斜井防跑車裝置的安全[2]。

2 系統(tǒng)中所存在的問題

由于擋車欄道數(shù)未按防護(hù)距離去計(jì)算設(shè)置，吸塵器損傷之后沒有修復(fù)或者是固定的不牢固等一系列原因，對(duì)于跑車擋車欄來說沒有能將串車組有效攔住。由于整個(gè)操作系統(tǒng)的傳感器和編碼器受到損傷，出現(xiàn)異常或安裝的位置走位。PLC程序出現(xiàn)了故障或者是其他的原因，造成了擋車欄無法及時(shí)提取而導(dǎo)致拒動(dòng)。

擋車欄并沒有做到及時(shí)地進(jìn)行提取和關(guān)閉，在擋車欄中由于動(dòng)作點(diǎn)的不合理，上車場的串車組已經(jīng)正常停車了，但是上部的擋車欄還沒有全部關(guān)閉，上部的擋車欄仍然處于繼續(xù)下放的狀態(tài)。斜井跑車裝置的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，且制造比較容易，通過更改其機(jī)械、電氣控制系統(tǒng)，使得該斜井跑車的防護(hù)裝置的安全性、可靠性得到加強(qiáng)和認(rèn)可，安全性的維護(hù)更加方便快捷，具有推廣價(jià)值。

3 提高斜井跑車防護(hù)裝置穩(wěn)定性的方法

3.1 布置上部擋車欄位置

在設(shè)置上部擋車欄位置的時(shí)候不能僅僅以按照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定“在變坡點(diǎn)下方略大于1列車長度L1”為標(biāo)準(zhǔn)參考，擋車欄完成動(dòng)作的全過程的時(shí)間T和該段時(shí)間串車組運(yùn)行的最大速度V0同樣都值得去考慮。擋車欄是否動(dòng)作的報(bào)警時(shí)間通常情況下為3 s，完成關(guān)閉和打開擋車欄全部的過程動(dòng)作時(shí)間為5～7 s，如果擋車欄在3 s沒有完成動(dòng)作或者在5～7 s沒有完成動(dòng)作的全部過程，會(huì)造成運(yùn)行的過程中串車組撞上沒有打開或全部打開的擋車欄。綜上所述，上部擋車欄應(yīng)該設(shè)置在變坡點(diǎn)的下方長度稍微大于L1（L1=TV0）的地點(diǎn)。

3.2 確定擋車欄的安全防護(hù)距離

考慮擋車欄的抗沖擊能力，應(yīng)當(dāng)在布置斜井擋車欄欄數(shù)時(shí)考慮擋車欄的安全防護(hù)距離。最大擋車防護(hù)距離應(yīng)當(dāng)根據(jù)斜井巷道運(yùn)輸實(shí)際情況來進(jìn)行計(jì)算：

式中：Lmax為擋車最大跑車的距離；E為擋車欄所具備的最大抗沖擊能力；m為串車組總質(zhì)量；v為串車組下放的最初始的速度；g為重力加速度；μ為串車組運(yùn)行中的阻力系數(shù)；α為斜井軌道平面的傾角。

對(duì)擋車欄盲區(qū)的保護(hù)，需要考慮到擋車欄的作用。在進(jìn)行提前開啟的過程中會(huì)形成一個(gè)盲區(qū)，在這種環(huán)境下，容易增加下一道防護(hù)裝置的沖擊，造成不良影響。因此，這個(gè)盲區(qū)的實(shí)際安裝距離將會(huì)在第二道防護(hù)裝置設(shè)計(jì)的防護(hù)距離中被刪除。

3.3 增加監(jiān)視探頭和監(jiān)視屏

在絞車操作臺(tái)前方的顯眼位置設(shè)置監(jiān)視屏，并且使用指示燈顯示的方式，配合視頻探頭等來監(jiān)視擋車欄的開啟狀態(tài)。常見的故障以及故障漢顯功能和故障報(bào)警功能都是通過PLC設(shè)置的，設(shè)定出“自動(dòng)”和“手動(dòng)”等一系列不同的工作狀態(tài)，這樣才能讓斜井防跑車裝置更加完整、可靠、準(zhǔn)確[3]。

3.4 連接絞車安全的回路

將絞車閉鎖的遠(yuǎn)控端與裝置由絞車開車的信號(hào)進(jìn)行控制研究，絞車停車回路被接入停車控制端，和絞車運(yùn)轉(zhuǎn)相閉鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)裝置時(shí)絞車得電，同理，相反則停車斷電。當(dāng)擋車欄發(fā)生了明顯故障報(bào)警后，絞車的安全回路電源能夠斷開，讓絞車運(yùn)轉(zhuǎn)不起來，達(dá)到了一種連鎖保護(hù)的作用。

3.5 提供跑車防護(hù)裝置的正確供電電源

絞車電源務(wù)必與斜井跑車防護(hù)裝置的主機(jī)電源和每一套擋車欄的動(dòng)力電源互相同步，可以利用獨(dú)立開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這樣可以保證控制的安全性，同時(shí)也要注意如果巷道中有人車運(yùn)行，要保持人車信號(hào)和供電電源的互鎖。