浅论常闭式煤矿斜巷跑车防护装置的安装与应用技术

[摘 要]本文浅析煤矿井下斜巷跑车防护装置的结构与工作原理、其主要部件技术参数、安装与调整，以及试运行应注意的问题。

[关键词]斜巷跑车防护装置；常闭式；原理和参数；安装与调整；注意

中图分类号：TD553 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0375-01

煤矿为了运输的安全，其斜巷跑车防护则是煤矿运输的首要。为此，我矿在一轨道轨道斜巷上安装了一部ZDC30-2.5型常闭式斜巷跑车防护装置，淘汰了原机械式斜巷跑车防护装置，使得故障率高、矿车通行速度低的问题得到了有效的解决，最重要的是确保了斜巷运输的安全。从而实现了高速通行、低故障率和分散安装，集中控制的效果，有效防止了斜巷跑车运输事故的发生。

1 斜巷跑车防护装置的结构与工作原理

（1）跑车防护装置结构组成。ZDC30-2.5型斜巷跑车防护装置，其由挡车栏、收放绞车、电控箱、吸能器、旋转脉冲编码器、位置传感器、状态显示器、摄像头所组成。其中，挡车栏在斜巷轨道上方，于运输轨道垂直，安装在斜巷轨道阶段车场上方15-20m的位置，吸能器安装在挡车栏向上大于6m的位置，收放绞车则固定于挡车栏位置以上8m巷道顶板上；挡车栏由收放绞车通过钢丝绳牵引；编码器旋转发生脉冲进行计数以此来检测矿车的位置及运行方向，主电控箱、状态显示器则安装在绞车房，各阶段车场都安装可供绞车司机观察用的摄像头。

（2）工作原理。ZDC30-2.5型斜巷跑车防护装置采用BQH-24ZD型跑车防护装置用旋转脉冲编码器作为测距传感器，KXJ-127ZD跑车防护装置用电控箱内PLC作为控制核心，正常提物情况下，挡车栏处于常闭状态。提升机启动时，电控箱内PLC对编码器旋转发生脉冲进行计数，PLC根据计数的结果判断出矿车所在的位置、速度和运行方向，在自动状态检测到矿车的位置为设定提升点、下降点时或手动状态接收到状态显示器上提、下放信号时，PLC发出上升指令给隔爆兼本质安全型电控箱从而控制收放绞车动作，挡车栏提升或下放时状态显示器显示挡车栏状态。状态变化：（1）状态显示器挡车栏指示图随各地点的挡车栏的升降显示上提或下方到位时为绿色，升降期间闪烁。（2）该装置还具有手动运行模式。运行人行车或设备出现故障时，可通过电控箱触摸屏手动/自动进行转换控制。因此，控制是比较灵活方便，且可靠的。手动操作及挡车栏状态调整如下：按显示器“自动”按钮3秒，“手动”指示灯亮，进入手动状态，按显示器“脱机”按钮等指示灯“联机”灯亮，此时按住显示器上“上提”或“下放”按钮等对应限位传感器感应信号后，挡车栏上或挡车栏下指示灯由闪烁至亮，当挡车栏上提到位后，最大高度为1.5m+L（L为挡车拦下放到位后能使四根钢丝绳有效防护矿车的距离）调整上限位本质安全型位置传感器感应头与滑块间垂直距离≤5mm使其有信号后固定好；点动“下放”按钮，挡车栏下放，“挡车栏下”灯闪烁，挡车栏下放到位后，调整下限位本质安全型位置传感器感应头与滑块间垂直距离≤5mm使其有信号后固定好。

2 跑车防护装置主要部件技术参数

（1）ZDC30-2.5跑车防护装置：适用的巷道最大倾角：30°；额定抗冲击能量（J）：2.5MJ；最高矿车运行速度：5m/s；缓冲距离：0.3-10m；KXJ-127ZD跑车防护装置用电控箱。（2）供电电源：工作电压：AC127V；波动范围75%-110%。（3）接口形式：具有二路DC24V电压输出；具有RS485通讯接口（电控箱和XQJ-24矿用隔爆兼本质安全型显示器之间通讯）；具有6个PLC输出点（控制3组防跑车装置用隔爆兼本质安全型电控箱信号）。（4）BQH-24ZD跑车防护装置用旋转脉冲编码器：额定工作电压：DC24V；工作电流：≤50mA。电气性能：编码器输出信号为脉冲信号，其高电平：≥22V，低电平：≤0.6V；当编码器检测到转动信号后，输出变化脉冲信号；当转动信号消失时，编码器保持最后输出变化脉冲信号的状态。（5）XQJ-24状态显示器：供电电源：一路本安工作电压DC24V；工作电流：≤30mA；另一路非本安工作电压DC24V；工作电流：≤600mA；RS232通讯接口（显示器和KXJ-127ZD跑车防护装置用电控箱之间通讯）。（6）JF-150ZD跑车防护装置收放绞车：工作电压：AC380/660V；电机功率：1.5kW；隔爆型三相异步电机，型号为YB2-90L-4。提升速度：0.37m/s+0.05m/s。完成一次提升、下放时间≯4s，最大提升力：1500N。（7）位置传感器：采用取得安全标志准用证的产品。工作电压：DC22V-24V，工作电流：DC20mA。

3 跑车防护装置的安装与调整

安装：（1）缓冲器安装在变坡点下方，根据缓冲器所承受最大冲击动能及跑车质量设为7.5t，初速度为v0=5m/s，挡车栏的安装位置根据公式E=1/2mv02+mg（sinα-0.015cosα）L，式中：m为矿车重量；E为缓冲器能够承受的最大能量（MJ）；α为斜巷的倾角；L为跑车起点至挡车栏的距离（m）。由此得出L的参数（下表）。挡车栏的安装应保证装置正常工作及有效防护并处于常闭（人车运行时应在常开位置）。（2）缓冲器及挡车栏的安装：两缓冲器安装要以轨道中心对称，中心距离根据矿实际情况一般≥2m挖安装基础，缓冲器底板与地平面平且与巷道平行。每个安装基础先准备10根锚杆，按缓冲器底座固定螺孔的位置分布固定锚杆，然后用混凝土一次浇注完成（基础上表面须平行于轨道平面）。后再将缓冲器底座固定在安装基础上，并将缓冲器安装上。挡车栏门安装在缓冲器下方6m.处，挡车栏门通过挂脚固定在槽钢上，槽钢高度根据矿实际情况一般≥2.8m，槽钢两端埋入巷道深度应不小于0.5m并用混凝土浇注。离槽钢不大于2m处在巷道顶上打二个锚杆间距800mm，在锚杆上挂1个轮高度后应使档车网吊挂上提到位后，网架最底端距轨道面垂直高度应确保矿车能正常通行，其最大提升高度为1.5m。（3）旋转编码器安装和使用时的注意事项：编码器与深度指示器丝杆用齿轮传动，两齿轮咬合留有间隙确保编码器旋转灵活可靠；如和动力线并行配线，有时会受到感应造成误动作和损坏，请分开配线；如连线加长须采用屏蔽电缆且长度一般不超过10m，否则，会影响输入波形。（4）JF-150ZD型跑车防护装置用收放绞车：跑车防护装置用收放绞车作为提升挡车栏的执行机构其最大提升高度为1.5m，通过矿车高度为1.5m+L（L为挡车拦下放到位后能使四根钢丝绳有效防护矿车的距离），用8-M16螺丝固定在挡车栏上方6m处槽钢上，以不影响人和物料的通行为原则，槽钢高度根据矿实际情况一般≥2.2m确保矿车能正常通行，槽钢两端埋入巷道深度应不小于0.5m然后用混凝土一次浇注完成，且滑轮与收放绞车之间钢丝绳平行于巷道，提升钢丝绳采用6×19+FC-10，且在滚筒上绕3圈。（5）GED5本质安全型位置传感器：本质安全型位置传感器用M18螺母安装在挡车栏收放绞车本质安全型位置传感器支架上，且本质安全型位置传感器感应头与滑块间距离为≤5mm，根据挡车栏实际提升高度，固定好两只位置传感器。

运行与操作：（1）手动状态：按触摸屏“自动“按钮3秒，“手动”指示灯亮，进入手动状态，此时按触摸屏上“上提”或“下放”按钮，对应的“挡车栏上”或“挡车栏下”指示灯由闪烁至亮。（2）自动状态：系统切换到自动状态需满足以下条件：挡车栏要下放到位，否则需要进行手动调整。跑车防护装置状态显示器无故障显示（如有故障显示，则按一下“故障复位”按钮）。矿车停在上停车场固定位置（变坡点），此时深度指示为“0000”。满足上述条件后，按“手动”按钮，“自动”指示灯亮，系统进入自动运行状态。当矿车到达设定位置时，挡车栏自动上升和下放。

本斜巷跑车防护装置，性能优良，能有效防护矿车的下滑跑，确保斜巷运输的安全。自动化程度也比较高，维护使用方便。但是，安装与调试时应按要求进行，并要切实保障质量。平时使用期间应多检查，发现问题及时处理。

参考文献

[1] 田昌兵.刍议斜巷跑车防护装置在煤矿安全生产的应用[J].大科技，2011，5：431-432.

[2] 夏西进，等.常闭式斜巷跑车防护装置在斜巷轨道上的验与应用[J].山东煤炭科技，2013，3：254-255.