無軌膠輪車失速保護系統(tǒng)的研究與應用

安海鑫

（同煤集團挖金灣煤業(yè)有限公司，山西 大同 037042）

1 無軌膠輪車使用情況

同煤集團挖金灣煤業(yè)采用了無軌膠輪車方式，保障了輔運系統(tǒng)的安全高效運行。全礦在用無軌膠輪車共35 輛（人車15 輛、料車16 輛、裝載機4 輛），副平硐3 724 m，（東）輔運巷2 234 m，（西）輔運巷1 900 m，綜采工作面2 個，掘進巷道11 條。

2 無軌膠輪車失速問題

在挖金灣煤業(yè)的采礦過程中，輔運設備無軌膠輪車的使用量較大，由于存在超速行駛、剎車或掛擋失靈等安全問題，時有出現跑車事故。應對跑車事故可以采用摩擦條減速方式，具體方式如下：在巷道兩側預先安置緩沖摩擦條，當無軌膠輪車在巷道行駛過程中發(fā)生跑偏事故時，司機可以保持車身與巷道平行，并通過反復調整行駛方向與緩沖摩擦條進行接觸摩擦，通過摩擦阻力實現減速。通過該方法，控制車輛逐漸降速，但該操作對司機的操作水平和駕駛水平有極高的要求，因此使用效果較差。

3 無軌膠輪車失速保護系統(tǒng)的研究

3.1 失速保護系統(tǒng)工作原理

失控保護系統(tǒng)的制動原理是源自航空母艦載機著陸模式攔截車輛而采取的制動措施，電控車對尾鉤狀態(tài)實行實時監(jiān)測，并將尾鉤工作情況實時上傳到基站，當車輛發(fā)生制動失靈的情況時，接到信號的制動系統(tǒng)會釋放尾鉤，車輛無線基站發(fā)送警報信號后，尾鉤釋放成功，及時應對發(fā)生的制動失靈情況，該信息會即時上傳至上位機系統(tǒng)，通過上位機軟件系統(tǒng)實現預警，即時報告事故發(fā)生位置，警示其他作業(yè)車輛避讓，減少安全事故的發(fā)生。

3.2 失速保護系統(tǒng)特點

無軌膠輪車具有運輸速度快、運輸效率高、前后拐彎、左右牽引的特點，可以運輸多種不同類型的設備。無軌膠輪車還具有使用勞動力少、整車運輸設備的特點，因此無軌膠輪車運輸效率高，安全性高，整車運輸設備裝車后無需經過其他程序直接運輸到掘進工作面，可以被廣泛應用于各類設備的運輸，可與30 多種設備共同使用，能夠滿足所有大型設備的搬運要求。礦用無軌膠輪車失速保護系統(tǒng)可實現車輛制動、巷道事故報警和區(qū)間測速等功能。

3.2.1 失速保護裝置

無軌膠輪車通過尾鉤釋放車載傳感器的方式達到車輛制動的效果，無軌膠輪車的失速保護裝置與車輛本體連接在一起，在無軌膠輪車失速保護裝置內增設智能LED 警報系統(tǒng)電子屏顯示，在發(fā)生警報時可以及時發(fā)出警報保護其他車輛避讓。

3.2.2 區(qū)間測速系統(tǒng)

ZWQ127 型無軌膠輪車測速裝置是點對點測速方法，以無軌膠輪車失速保護裝置為基礎，當車輛行駛到巷道特定點時，區(qū)間測速系統(tǒng)會及時記錄該區(qū)間的距離和時間，最大程度上反應出被測路段是否有超速行為。同時，區(qū)間測速系統(tǒng)配有ZSP127 型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，及時對進出和駛出車輛進行監(jiān)控。

3.2.3 交通管理系統(tǒng)

交通信號裝置通過無線信號接收，紅外信號接收等作業(yè)，保障車載無線信號經過十字路口時，車輛可實時接收紅外線裝置發(fā)送的無線信號，智能有效的控制交通車輛的正常運行；多功能軟件調度平臺智能一體化交通信號系統(tǒng)，即時掌握膠輪車的運行軌跡、違章信息等內容。

4 無軌膠輪車失速保護系統(tǒng)應用實例

4.1 基本參數設置

使用地點為挖金灣副平硐，應用條件如下頁表1所示[1-2]。

4.2 車載裝置

1）尾鉤釋放裝置。尾鉤釋放裝置與車輛原有的電氣操控、機械操控系統(tǒng)不關聯，它是一套獨立的電控、液壓、機械制動裝置。

表1 無軌膠輪車失速保護裝置應用基本參數

2）尾鉤。尾鉤材質采用Q345 以上合金鋼，破斷力不小于28 t；只有在車輛運行過程中發(fā)生失速問題，人為觸動的情況下尾鉤才能釋放。尾鉤在發(fā)生事故跑車攔截后應予以重新檢測，檢測不合格的予以更換。

3）車載無線基站。電壓為DC 10 V～DC 26 V、電流≤600 mA；無線發(fā)射頻率為433 MHz，無線發(fā)射距離為50～600 m（根據環(huán)境）；報警聲音響度≥80 dB；需要在膠輪車上接12 V 或24 V 電源；位置傳感器檢測距離≥15 mm。

4.3 巷道安裝設備

巷道安裝設備配套的動力電纜為MYQ3*1、信號電纜為MKVVR6*1；無線接收控制器安裝高度2.4 m，信號燈安裝高度2.8 m，緩沖器安裝在巷道底部，設備安裝位置如圖1 所示[3-4]。兩臺吸能器能夠攔截車輛的最高條件為車輛重量≤15 t、速度≤80 km/h。無線接收控制器工作電壓為AC127 V、工作電流≤1A；礦用本安型信號燈可視距離≥100 m，聲音響度≥85 dB；配套的動力電纜為MYQ3*1、信號電纜為MKVVR6*1。

4.4 配套上位機軟件

該軟件顯示井下區(qū)間測速路段運行車輛的信息，包括：車牌號碼、駛入時間、駛出時間、平均速度，數據存儲時間不得少于15 d 的全時段檢測；實現無軌膠輪車運行工況的自動匯總，包括設備累計運行時間、維修周期、運輸能力等信息；上位機軟件能及時記錄并儲存數據，根據檢測數據生成分析結果文件，并及時預警帶病作業(yè)設備。

圖1 巷道安裝設備方位示意圖

4.5 配套工控機

IPC-610 研華工控機配置：（Intel 酷睿i3 雙核CPU、4 GB 內存、500 GB 硬盤、光驅）、顯示器22 寸。該工控機由乙方提供，為原裝正品，乙方提供的操作系統(tǒng)為正版window7 以上系統(tǒng)[5]。

5 應用效果

無軌膠輪車失速保護系統(tǒng)被廣泛應用到礦井生產中后，不僅可有效保障無軌膠輪車由地面位置直接到達作業(yè)面，有效降低作業(yè)強度，而且可控制超速車輛、剎車失靈，保障無軌膠輪車的安全運行，縮短物料運輸時間，為企業(yè)安全高產提供保障。