斜巷軌道運(yùn)輸安全自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

丁建國

（煤炭工業(yè)合肥設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230041）

1 概 述

淮南礦業(yè)集團(tuán)公司共有13對(duì)生產(chǎn)礦井，小絞車1000余臺(tái)，井底車場及大巷運(yùn)輸以電機(jī)車牽引礦車運(yùn)輸為主，多數(shù)礦井運(yùn)輸矸石采用電機(jī)車，部分礦井采用膠帶機(jī)運(yùn)輸矸石。采區(qū)上下山基本采取絞車提升，提料斜巷多數(shù)采用小絞車運(yùn)輸，起伏巷道和順槽基本采取小絞車、無極繩絞車或普通軌繩牽引卡軌車接力運(yùn)輸。

淮南礦業(yè)集團(tuán)公司下屬煤礦井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)存在以下問題：

（1）輔助運(yùn)輸裝備相對(duì)落后。輔助運(yùn)輸大巷采用電機(jī)車，采區(qū)運(yùn)輸使用小絞車接力，環(huán)節(jié)多，設(shè)備數(shù)量多，用人多，造成效率低，斷繩、掉道、“放大滑”、碰人等事故時(shí)有發(fā)生。

（2）安全防護(hù)裝置及自動(dòng)化技術(shù)水平較低。目前集團(tuán)公司礦井井下斜巷絞車及礦車安全防護(hù)裝置設(shè)置不到位，部分絞車、阻車器、跑車防護(hù)裝置等還沒有實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖動(dòng)作，斜巷運(yùn)輸過程中事故發(fā)生點(diǎn)沒有安裝視頻裝置。

2 安全自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 運(yùn)輸工藝自動(dòng)化

運(yùn)輸中間環(huán)節(jié)增加列車推車機(jī)、阻車器、操車推車機(jī)、后阻車器、前阻車器等機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)運(yùn)輸段的銜接，增加連續(xù)性。在自動(dòng)操車技術(shù)上增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)、傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)操車的自動(dòng)控制，改變以往操車人工控制，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大減少事故的發(fā)生率。

2.2 運(yùn)輸設(shè)備自動(dòng)化

采用無極繩牽引裝置、纏繞式絞車方式進(jìn)行設(shè)備牽引，這兩種設(shè)備均具有成熟的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，保護(hù)功能完善。在其基礎(chǔ)上加強(qiáng)絞車電壓、電流、速度、壓力的監(jiān)控，完善與輔助設(shè)備的閉鎖關(guān)系，并在通訊方面配裝漏泄通訊系統(tǒng)，增加數(shù)字化的工業(yè)視頻系統(tǒng)。

漏泄通訊系統(tǒng)，通信/信號(hào)基臺(tái)安裝于司機(jī)操作臺(tái)附近，完成司機(jī)與手持機(jī)通話、手持機(jī)與手持機(jī)自己通話，接收正常行車信號(hào)、發(fā)送回鈴信號(hào)、發(fā)出打鈴錯(cuò)誤提示音信號(hào)，基臺(tái)具有前三次打鈴記憶功能。

（1）打鈴功能。打一下基臺(tái)指示燈紅燈亮，表示停車；打兩下黃燈快閃，表示快上；打三下綠燈快閃，表示快下；打四下黃燈亮，表示慢上；打五下綠燈亮，表示慢下。

（2）糾錯(cuò)功能。打點(diǎn)超過五次基臺(tái)發(fā)打鈴錯(cuò)誤提示音發(fā)回手持機(jī)告知無效，需重新打鈴。

（3）手持機(jī)操作緊急停車功能：輸出急停信號(hào)切斷絞車電源等功能。在緊急狀態(tài)下由手持機(jī)直接發(fā)出急停指令，基臺(tái)收到急停指令后輸出特定信號(hào)自動(dòng)切斷絞車動(dòng)力電源實(shí)現(xiàn)緊急停車。

2.3 輔助設(shè)備自動(dòng)化

改變目前斜巷運(yùn)輸?shù)囊恍┹o助設(shè)備的驅(qū)動(dòng)方式，將道岔、阻車器、防護(hù)欄等由人工氣動(dòng)控制改為可控制型的電動(dòng)或液動(dòng)型。道岔還應(yīng)選擇具有遠(yuǎn)控、遙控、手動(dòng)控制型的可控型道岔。實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）顯示功能。在顯示控制器上監(jiān)視斜坡軌道的道岔狀態(tài)，監(jiān)測控制設(shè)備的工作狀態(tài)，也將顯示控制器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更高層級(jí)的綜合監(jiān)控。

（2）閉鎖功能。實(shí)現(xiàn)軌道線路閉鎖、轉(zhuǎn)轍機(jī)控制閉鎖、防護(hù)欄電氣聯(lián)鎖。

（3）權(quán)限管理功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場道岔的集中控制、本地控制和遙控控制相互之間的權(quán)限切換。當(dāng)該裝置停電或線路故障時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)解鎖，進(jìn)行就地氣路或手搖轉(zhuǎn)換控制。

（4）條件關(guān)聯(lián)功能。依據(jù)軌道線路的開通狀態(tài)和設(shè)備自檢狀態(tài)，給出絞車控制裝置的起停條件，實(shí)現(xiàn)與絞車控制裝置的關(guān)聯(lián)功能。

（5）改變礦井輔助運(yùn)輸軌道傳感器，目前主要為行程開關(guān)觸發(fā)式或光電收發(fā)式（含紅外式）為主。選用先進(jìn)的軌道計(jì)軸傳感方式，可實(shí)現(xiàn)檢測機(jī)車的方向、速度、車皮數(shù)；具有漏檢車皮功能；具有機(jī)車過岔轉(zhuǎn)轍機(jī)拒動(dòng)功能。軌道計(jì)軸傳感區(qū)間物理界限明確，安全系數(shù)高。

（6）以往操作方式主要以信號(hào)工打點(diǎn)方式進(jìn)行操作，司機(jī)對(duì)現(xiàn)場情況無法掌握，根據(jù)目前現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)，可以增加遠(yuǎn)程監(jiān)視，配裝數(shù)字化的工業(yè)電視系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)司機(jī)對(duì)現(xiàn)場情況的可視化、直觀化，更方便操作，增加安全性。

3 設(shè)備選型及布置

3.1 運(yùn)輸及操車設(shè)備選型

（1）采用SQ-160型無極繩連續(xù)牽引設(shè)備。該設(shè)備由無極繩絞車、張緊裝置、梭車、尾輪、壓繩輪、托繩輪和人車等組成。采用機(jī)械傳動(dòng)方式，絞車變速采用磨擦輪離合或者變頻調(diào)速方式?？芍苯永镁卢F(xiàn)有的軌道系統(tǒng)，不需對(duì)軌道及巷道進(jìn)行改造。

（2）彎道銷齒推車機(jī)。包括若干首尾順序相連的推車器，每一推車器下部對(duì)稱設(shè)有四個(gè)滾輪，兩相鄰?fù)栖嚻髦g經(jīng)萬向鉸相鉸接。

（3）推車機(jī)專用道岔。軌道布置優(yōu)先采用對(duì)稱道岔布置形式。

3.2 安全控制設(shè)備選型及布置

（1）設(shè)備布置

為實(shí)現(xiàn)斜巷輔助運(yùn)輸安全自動(dòng)化，斜巷內(nèi)設(shè)置有阻車器、跑車防護(hù)裝置、電動(dòng)司控道岔裝置、電視監(jiān)視裝置、行人監(jiān)測裝置等先進(jìn)的安全控制設(shè)備，使斜井巷運(yùn)輸設(shè)備完全安全可控。如圖1所示。

圖1 斜巷安全控制設(shè)備布置圖

（2）設(shè)備選型

① 采用ZZC660型阻車裝置設(shè)備。由靈敏度高、抗干擾性好的傳感器，智能化、控制功能強(qiáng)的控制器，動(dòng)作可靠的電動(dòng)推桿及阻車器、擋車器、控制按鈕等組成。

② 采用ZDC30-2.2型跑車防護(hù)裝置。由電控箱、速度傳感器、擋車欄、收放絞車、聲光監(jiān)控箱和位移傳感器組成。

③ 采用ZKC127D型礦用電動(dòng)司控道岔裝置。該裝置由控制器、發(fā)射機(jī)、岔位顯示器、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)等組成。

④ 采用ZSJ127型電視監(jiān)視裝置。電視監(jiān)視裝置由攝像儀、錄像機(jī)、監(jiān)視器及電源燈組成。

⑤ 采用ZJR127型行人監(jiān)測裝置。由光電傳感器、電感式傳感器、控制器、聲光報(bào)警器箱及顯示裝置等組成。

4 應(yīng)用效果分析

斜巷軌道運(yùn)輸安全自動(dòng)控制系統(tǒng)已在淮南礦業(yè)集團(tuán)下屬多個(gè)礦井進(jìn)行了應(yīng)用，各礦在結(jié)合各自地質(zhì)條件、采區(qū)布置安排以及設(shè)備情況的基礎(chǔ)上，對(duì)目前斜巷軌道運(yùn)輸系統(tǒng)工藝進(jìn)行自動(dòng)控制改造，增加一系列安全防護(hù)設(shè)備和措施。通過本次軌道運(yùn)輸安全自動(dòng)控制系統(tǒng)改造，極大程度改善了集團(tuán)公司井下輔助運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)環(huán)境，提高生產(chǎn)安全可靠性，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)了集團(tuán)公司安全高效生產(chǎn)。

5 結(jié)語

（1）通過對(duì)煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)工藝重新改造布置，采用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝，能夠有效降低煤礦井下運(yùn)輸事故，提高煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠性，提高礦井生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)建立一個(gè)以人為本、安全無險(xiǎn)、技術(shù)先進(jìn)的現(xiàn)代化礦井。

（2）在進(jìn)行井下運(yùn)輸系統(tǒng)改造時(shí)，需從礦井實(shí)際條件出發(fā)，充分利用礦井現(xiàn)有運(yùn)輸系統(tǒng)和設(shè)備，減少系統(tǒng)改造初期投資和運(yùn)行費(fèi)用。