常闭式跑车防护装置在彭庄煤矿轨道斜巷的应用

【摘 要】为了保证轨道斜巷的安全运行，我们在东翼采区轨道下山处安装了4台ZDC30-1.2型常闭式跑车防护装置。该装置自动判定来往车辆运行状态，通过自动控制挡车栏，对常速下的矿车放行，对超速跑车有效拦截，保障了斜坡下部人员和设备的安全。

【关键词】跑车防护 自动控制 安全

中图分类号：X752文献标识码： A

一、电气工作原理

ZDC30-1.2型常闭式跑车防护装置由四只传感器（速度传感器2个，分别用“SA”和“SC”表示，位移传感器2个，分别用“SE”和“SF”表示）、电控箱、挡车栏（吸能器）、收放绞车、绞车房处声光监控箱及电视监视系统组成。

电气总体原理图

装置通电后，电控箱将通过接口板使四个传感器处于等待状态，同时PLC将自动判别挡车栏是否下放到位，如果没有下放到位，控制收放绞车将挡车栏下放到位，监控箱红灯点亮。

以矿车下行通过为例：当有矿车下行通过传感器SA时，传感器SA将检测到的矿车下行通过的信号传递给PLC电控箱，如在正常速度范围内，PLC电控箱将控制电机正转，上提挡车栏，红灯熄灭，黄灯点亮，挡车栏上提到传感器SE时，SE将发出挡车栏到位信号，停止上提挡车栏，监控箱绿灯点亮。当矿车下行通过传感器SC后，SC将发出矿车下行通过挡车栏信号，PLC电控箱将控制电机反转，下放挡车栏，同时熄灭绿灯，点亮黄灯，挡车栏下放到传感器SF时，停止下放挡车栏，监控箱红灯点亮。如果矿车速度超出正常速度，挡车栏保持常闭状态，对跑车进行有效拦截，保障了坡底人员和设备的安全。

矿车上行通过时，原理同上。

二、常闭式跑车防护装置的安装

1、11采区轨道运输概况

1.1 轨道参数：轨道下山斜巷总长800m，倾角11°~22°，巷道起伏大，断面为5m×3.8m(宽×高），铺设轨道（轨距600mm）及配套标准道岔6副，轨道外侧距离巷帮最大距离3400mm，最小500m，轨道与巷道内安装的12#工字钢梁高度为2.3m。该斜巷共有5个中部车场，各车场平均间距为160米，主要担负11采区物料运输。

1.2 运输设备：轨道下山绞车房处安装有1台JSDB-25型双速绞车，提升钢丝绳型号为6×19S+FC-Ф28mm。慢速档（0.2m/s)运行时外层最大静张力250kN，内层最大静张力390kN，快速档（1.51m/s)运行时，外层最大静张力30kN。快速档是正常运行速度，一次最多提升轻车5辆，重车3辆；当运输综采支架时选择慢速档。

2、安装位置

2.1 传感器间距的确定及安装

在轨道下山第二中部车场口、第三中部车场口、第四中部车场口、第五中部车场口向下各装有1套常闭式跑车防护装置。各车场平均间距为160米，以二、三车场之间的常闭式防跑车装置的安装为例：

安装位置图

对160米距离进行划分，分为A、B、C、D四段。

A段为二车场口变坡点（或道岔）到传感器SA的距离，取20m；

B段为传感器SA到吸能器的距离，取20m；

C段为吸能器到传感器SC的距离，取20m；

D段为传感器SC到三车场口的距离，取100m。

在确定好“SA”、“SC”的位置处，选择离巷帮最近的轨道侧（间距500mm），在轨道道筋板上确定传感器安装的水平位置，进行左右打孔，使孔间距136mm，固定好传感器后，调整传感器顶面与矿车车轮沿之间的距离为3～8mm。

2.2 吸能器及收放绞车（挡车栏）的安装

在巷道与轨道之间挖基础，将吸能器放入基础中，用混凝土一次浇注成功。

挡车栏由三根钢管及钢丝绳组成，并编织成网状结构，一边和吸能器相连，一边吊挂在收放绞车上。

收放绞车安装在巷道内12#工字钢梁上。收放绞车提升速度为0.3m/s，12#工字钢梁至轨道垂直距离为2.3m，将挡车栏从下限位提升到2.3m高度需要2.3/0.3=7.7(s)。

轨道下山绞车房JSDB-25双速绞车的正常绳速（快速档）为1.51m/s，矿车常速下行由B段进入C段需要20/1.51=13.3(s),因13.3s>7.7s,由此能够保证矿车正常通过挡车栏。如果常速上行由C段进入B段，同样13.3s>7.7s，矿车正常通过。

2.3 电气设备及监视设备的安装

电控箱安装在收放绞车附近的巷帮上，声光监控箱安装在双速绞车旁的操作台上，并和电视监视设备一道，构成常闭式跑车防护装置的监测监控系统。

三、应用中的问题及相应措施

该装置在轨道下山投入使用以来，运行正常，起到了很好的自动防护作用，降低了事故隐患发生的可能性。

应用中出现过几次挡车栏挂车现象，分析原因，可能是：

1、由于矿车在车场口往复经过同一传感器SA或SC，致使挡车栏上提以后又提前下放，矿车经过时被挂车。

2、上提或下放挡车栏在规定时间内未检测到SE或SF信号，PLC自动使电机断电停止工作，声光监控箱发出报警信号后，未及时采取必要措施。

3、轨道下山因空气潮湿、水雾等，使矿车与轨面产生铁锈、污泥，对传感器SA或SC造成一定的信号屏蔽，致使收放绞车发生误动作。

4、车辆装载物料不标准，超高超宽造成挂车。

针对以上问题，采取的措施主要有：

1、各车场信号把钩工对通过的车辆密切注意，发现问题及时通知绞车司机。

2、绞车司机在矿车经过防跑车装置区域时，要通过电视监视系统观察挡车栏状态是否正常，把握好时间间隔，出现异常，及时停止双速绞车运行。

3、安排专职人员，每天对轨面上的传感器进行清理维护，确保其灵敏可靠。

4、严禁超高超宽车辆通过。

四、经济效益比较

常闭式跑车防护装置的优点在于实现了对矿车跑车事故的全自动化防护，提高了矿井的现代化水平。在应用中，比起手动常闭式保险杠、气动式保险杠，具有明显优势。

手动常闭式保险杠属传统人工操作保险设施，闭合速度慢，安全性能差，且操作者自身需要加强安全保护，其经济效益明显落后。

气动式保险杠利用井下压缩空气，采用伸缩气缸做动力，加装了控制阀，消除了人工操作保险杠的安全隐患，易于操作，安全性能提高，实现了半自动化控制，比起手动保险杠，提高了经济效益。

常闭式跑车防护装置的投入使用，省掉了人工操作这个环节，实现了全自动化控制，且系统性能良好，便于维护，是一种新型的保险设施，具有显著的经济效益，利于在轨道斜巷推广应用。

结束语

该装置主要应用于煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在30°以下的单轨或双轨提升运输斜巷中。该装置的突出特点是安全可靠，成本低廉、安装简单、使用维护方便。在彭庄煤矿已安装使用，实践证明，其寿命长，性能稳定，可靠安全，值得进一步推广。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册，北京：化学工业出版社

[2]郭建祥.新型摆杆式斜井防跑车装置，煤矿机械