司馬礦齒軌卡軌車風(fēng)動(dòng)擋車器改造設(shè)計(jì)

吳連勇

(潞安化工集團(tuán) 司馬煤業(yè)公司， 山西 長(zhǎng)治 047105)

《煤礦安全規(guī)程》第三百七十條中明確指出，應(yīng)在傾斜井巷內(nèi)設(shè)置可以阻止跑車運(yùn)行的防護(hù)裝置，凡新設(shè)計(jì)的運(yùn)輸斜巷，必須同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的擋車裝置[1].阻車器，又被稱為擋車器，是為了防止跑車事故、減少跑車事故對(duì)人員傷害的擋車裝置[2].

司馬礦井下輔助運(yùn)輸方式為德國沙爾夫ZL200-80齒軌卡軌車，配合有專用落地軌道，運(yùn)輸量大，爬坡能力強(qiáng)，能滿足在30°的坡道上運(yùn)送30 t貨載的需求，可一次將設(shè)備與人員運(yùn)輸?shù)轿?。該礦現(xiàn)已建立累計(jì)15 000余米齒軌車運(yùn)輸線路，實(shí)現(xiàn)了二采區(qū)、三采區(qū)齒軌卡軌車運(yùn)輸全覆蓋。該輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中采用風(fēng)動(dòng)擋車器，當(dāng)齒軌卡軌車在運(yùn)輸作業(yè)通過擋車器時(shí)，需停下齒軌車，人工操作進(jìn)行開閉擋車器，效率低且勞動(dòng)成本高。因此，提出遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制擋車器開閉的方案，在原有擋車器風(fēng)動(dòng)操作基礎(chǔ)上進(jìn)行模塊改造，以實(shí)現(xiàn)擋車器開閉自動(dòng)化控制。

1 改造前風(fēng)動(dòng)擋車器工作原理

風(fēng)動(dòng)擋車器系統(tǒng)由控制手擋、通風(fēng)管路、過濾器、單向閥、截止閥、蓄能器、排氣節(jié)流閥、換向閥氣缸、擋車塊等組成，見圖1.

卡軌車行進(jìn)至擋車器前時(shí)，司機(jī)預(yù)判距離提前停車，跟車工下車后步行至擋車器操作手把前，將手把由“0”位打到“1”位，此時(shí)截止閥通過風(fēng)源,風(fēng)源由進(jìn)氣口I連通接口B，氣缸右腔作用收回氣缸推桿,接口A連通出氣口O將氣缸左腔空氣排出, 擋車器隨之打開；跟車工將手把由“1”位打到“2”位，截止閥接通風(fēng)源,進(jìn)氣口I連通接口A，進(jìn)入氣缸左腔室推出氣缸推桿,接口B連通出氣口O將右腔室氣體排出, 擋車器隨之關(guān)閉。

圖1 風(fēng)動(dòng)擋車器圖

2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

1) 上平處擋車器與變坡點(diǎn)下方的跑車防護(hù)欄處于聯(lián)鎖狀態(tài)，兩處阻車器不能同時(shí)開合。

2) 擋車器和跑車防護(hù)欄正常時(shí)常閉，僅當(dāng)卡軌車經(jīng)過時(shí)開合。

3) 擋車器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控控制，實(shí)現(xiàn)與卡軌車聯(lián)動(dòng)。在卡軌車運(yùn)行時(shí)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控自動(dòng)打開，過安全裝置后遙控關(guān)閉阻車器。

4) 當(dāng)遠(yuǎn)距離遙控控制或控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，可手動(dòng)控制擋車器開閉。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 改造后擋車器工作模塊設(shè)計(jì)

改造后擋車器工作模塊包括遙控器、控制系統(tǒng)、電磁閥、風(fēng)動(dòng)阻車器、風(fēng)動(dòng)控制模塊、信息提示模塊。其中電磁閥選擇LD74A-23兩位三通；控制系統(tǒng)主要包括PLC主控制器、本安型語音模塊、本安型顯示模塊、位置傳感器、無線通訊模塊。控制系統(tǒng)工作原理見圖2.

圖2 控制系統(tǒng)工作原理圖

3.2 改造后擋車器系統(tǒng)工作原理

在卡軌車行進(jìn)過程遇到擋車器時(shí)，可由司機(jī)在車廂內(nèi)按下遠(yuǎn)程遙控?fù)踯嚻靼粹o，向控制器發(fā)出指令，控制器接收到信號(hào)后，電磁閥感應(yīng)動(dòng)作，風(fēng)源進(jìn)入進(jìn)氣口I連通接口B，氣缸右腔作用從而收回氣缸推桿,接口A連通出氣口O將氣缸左腔空氣排出,同時(shí)位置傳感器檢測(cè)阻車塊的位置，在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)阻車塊到達(dá)指定位置并反饋給主控制器控制電磁閥，顯示模塊以及語音模塊顯示阻車器的狀態(tài)，提供操作觀測(cè)攔車器動(dòng)作狀態(tài)，擋車器可打開；當(dāng)列車通過后，再次按下相應(yīng)擋車器按鈕，向控制器發(fā)出指令，電磁閥感應(yīng)后移動(dòng)閥芯，使氣流換向，進(jìn)氣口I連通接口A，進(jìn)入氣缸左腔室推出氣缸推桿,接口B連通出氣口O將右腔室氣體排出, 擋車器隨之關(guān)閉[3-4].改造后擋車器的工作原理見圖3.

圖3 改造后擋車器的工作原理圖

同時(shí)，此改造保留了原來的風(fēng)動(dòng)操作功能，在風(fēng)動(dòng)控制單元上設(shè)置了風(fēng)控按鈕，這樣在電控出現(xiàn)故障等緊急情況下，還可進(jìn)行手動(dòng)操作，可以有效保證運(yùn)輸過程安全。

4 應(yīng)用效果

1) 提升了工作效率。使用原手動(dòng)控制風(fēng)動(dòng)擋車器，每通過一道擋車器時(shí)齒軌卡軌車司機(jī)需停車2次，跟車工需上下車進(jìn)行手動(dòng)操作，作業(yè)影響時(shí)間為2 min，每班運(yùn)輸至少需要開閉約20道擋車器，總共影響約40 min.改造后，司機(jī)在車上即可開閉擋車器，不需要人員上下車操作手把，此時(shí)該齒軌卡軌車行駛速度為1 m/s，同理計(jì)算得一部齒軌車每班可多行駛40×60×1=2 400 m.相同作業(yè)時(shí)間內(nèi)，工作效率高。

2) 降低了勞動(dòng)成本。原來每部齒軌卡軌車需配備6名運(yùn)輸人員，改造后僅需要配備4人即可滿足運(yùn)輸要求。司馬礦井下現(xiàn)配備6部齒軌卡軌車，每班可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸減員12人。

5 結(jié) 語

通過安裝使用遠(yuǎn)距離遙控式攔車器,解決了制約其運(yùn)輸效率的擋車器人工開閉問題，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控開閉擋車器，在提高輔助運(yùn)輸系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的同時(shí)降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。