山 西 省 煤 炭

优 秀 学 术 论 文 评 审 表

论文题目     复合式斜井跑车防护系统设计与应用    

      申报学科组 煤炭技术工程与矿山工程组 学科组代码 13

      作者姓名  刘海平    职称  工程师      年龄   40     

      工作单位 （详细）同煤集团生产技术部   职务  科长  

      通讯地址 大同煤矿集团公司生产技术部   邮编 037003    

      联系电话      0352-7868355  13593036501          

      推荐单位       大同煤矿集团有限责任公司          

                                    2011年12月20日

     复合式斜井跑车防护系统设计与应用

刘海平

大同煤矿集团公司生产技术部    山西大同    037003

摘  要：煤矿斜井运输的防护是保障安全的重要环节，文章分析了目前煤矿生产中，斜井运输过程防护现状，介绍了复合式斜井跑车防护系统的性能、特点及工作原理，结合大同煤矿集团公司矿井的实际情况，简单介绍复合式斜井跑车防护系统的设计与应用，说明复合式斜井跑车防护系统在斜井运输中的重要性。

关健词：复合式；跑车防护系统；设计；

中图分类号：TD55⁺3                              文献标志码：B    文章编号：1003-496X（2011）09-0131-02

我国煤炭开采以井工为主，随着矿井负荷的增加，斜井提升工作量不断加重，发生跑车事故的概率也呈现上升趋势。现阶段，国内矿山运输事故的发生率已占到了事故死亡率的第3位，而斜井运输中发生的事故更占到了所有运输事故中的70%。因此，预防斜井运输事故，确保矿山安全生产已刻不容缓。

斜井“一坡三挡”是煤矿运输技术人员多年研究的课题，各煤矿曾自制了多种多样的挡车器、挡车栏、阻车器，但均不符合或不完全符合《煤矿安全规程》规定，防跑车作用也没有保证，甚至还有误动作发生；大同煤矿集团公司也投入大量资金购置了一些斜井智能型跑车防护装置，但使用效果均不好。因此安装功能齐备、灵敏可靠、集主动预防与被动防护于一体的的复合式斜巷跑车防护系统对于防止跑车事故发生，减轻事故损失，避免酿成恶性事故起到十分重要的作用。

1  现有跑车防护装置存在问题

近几年，国内经过多年的探索研究，斜巷安全防护有了一定的完善提高，在主要运输提升斜巷，基本实现了安全设施与绞车自动联锁，但各种安全防护设施仍存在不齐全、不完善、不配套等缺陷，小的联络斜巷仍存在着许多死角和不足。

（1）监控系统动作不灵敏，不可靠。以前挡车装置的监测控制主要为机械控制、机械-电气联控、光电子控制和多普勒雷达监控。这些装置及控制，要么比较简单，不能扩大生产及应用；要么比较复杂，投资多，运行费用高。而且挡车器误动作时有发生，严重威胁着煤矿生产和煤矿井下工人的人身安全。

（2）煤矿自制的各类挡车器多为手动操作控制，虽然也起到了一定的作用。但由于作业场所环境恶劣，手动控制响应速度慢等因素，还是难以防止由于操作工不使用或者错误使用挡车设施、钢丝绳断裂、矿车及连接装置缺陷造成的跑车事故。

（3）安全设施研发力度不够, 由于斜巷防跑车安全设施，计算较为复杂，研制开发难度较大，产品投资较大，回报利润和价值较小，且煤矿安全产品责任较大，一些厂家、科研机构、院校不愿涉足而导致一直不能很好开发。

（4）部分装置部件质量不过关，不能适应井下潮湿、防爆的恶劣环境，执行机构频繁动作可靠性差，如编码器易出故障且重新调试困难，需专业人员和专用调试设备，传感器、脱扣器、数据采集器、牵引电磁铁等部件容易损坏等。

2  复合式斜井跑车防护系统组成

复合式跑车防护系统是一个斜井轨道运输中，全视频、全过程、无缝隙的监测监控防护系统，实现了人料车自动识别；阻车器、挡车器相互闭锁；自动和手动相互配合的全方位防护功能系统。从煤矿安全性及运输效率考虑，在斜井巷道中设置阻车装置，联动式提门挡车门和柔性挡车栏以及跑车防护装置，组成复合式斜井安全防护系统^［1］。系统主要由ZZC660型阻车装置、ZDC30-1.2型跑车防护装置、ZSJ127型电视监视装置等组成，系统组成如,图1。

3  复合式斜井跑车防护系统系统工作原理

复合式跑车防护系统上电后，阻车装置处于关闭状态，提门式挡车门处于关闭，柔性挡车栏开启，3道跑车防护装置挡车栏下放到位，全程视频监视装置投入工作。

绞车启动后，主控器接收到绞车检测传感器SB信号，接通阻车装置、跑车防护装置电源。

矿车下行时，控制器接收到轨道传感器SD、视频监控装置、提升机深度指示器位置传感元件发出“正常运行到达”信号，输出控制阻车装置阻车器打开、同时控制操作箱进入工作状态，控制提门式挡车门打开，打开到位后，控制器接收到开启到位传感器SE后，控制关闭阻车装置用阻车器，矿车顺利通过提门式挡车门，矿车通过后，由视频监视装置、提升机深度指示器位置传感元件发出发出“正常运行通过”信号，控制提门式挡车门关闭；矿车下行到达第一道柔性挡车栏前方时，轨道传感器SE、视频监控装置、提升机深度指示器位置传感元件发出“正常运行到达”信号，联动提起柔性挡车栏，提起到位即检测到提起到位传感器SF信号后，矿车继续下行，允许跑车防护装置接收SA、视频监视装置、提升机深度指示器位置传感元件发出发出“正常运行通过”信号，第一道柔性挡车栏放下；同理通过第二道、第三道柔性挡车栏；相继关闭跑车防护装置挡车栏，矿车进入下平车场。矿车上行时，原理相同。矿车运行中，如若在任一位置检测传感器、视频监控装置、提升机深度指示器位置传感元件发出“非正常运行”信号，全系统阻车、挡车装置不动作，起到复合防护作用。

ZSJ127型电视监视装置是通过分布在斜井的各个摄像仪，对斜井中各段情况进行采集，摄像仪对采集的图像信号进行编码处理，然后将编码信号通过传输线传送给硬盘录像机，录像机收到数据信号后，先进行解码，再由硬盘录像机将接收的信号，根据设定要求，进行分析、合成、录制等处理，并与已设定好的图形比较，自动识别运动图像的运行速度，将其信息传输到系统控制箱，供系统采集系统判定；同时传送给液晶监视器，由液晶监视器显现出各监视点摄像仪摄取的图像信号，使绞车司机很清楚的看到矿车运行以及各监视点的实际工作图像，便于及时发现问题，保障生产过程的安全。

4  复合式跑车防护系统的主要特点

复合式斜井跑车防护系统总体设计中参照了国内外先进技术，结合国内制造技术水平现状和使用地点的适用性进行了总体设计，其主要要点是：

（1）监控系统，采用旋转编码器、压敏开关等多套传感器独立测速，PLC表决控制。这种方式能有效地降低由于监测系统错误，发生误动作、拒动作的概率以及减少电气元件自身发生故障．影响生产情况的发生。

(2）驱动装置，采用液压动力包的形式作为动力源。液压动力包与同规格的常规液压站相比，结构紧凑，体积小，重量轻，可以在车挡附近摆放，极大地减少了管路长度，保证油路供应顺畅。油缸动作灵活可靠。

(3) 车挡机构，采用钢丝绳框架式混合车挡。使用这种车挡机构在跑车事故发生后恢复生产快．造成损失小。

(4) 缓冲机构，采用卷筒摩擦式吸能。这种方式适应井下巷道的各种恶劣条件．而且属于变阻力吸能．对提升系统冲击小。

5  复合式斜井跑车防护系统的创新点

（1）系统通过采用复合集成方式，实现了跑车防护的高可靠性。

（2）系统采用采取阻车器与挡车栏联合闭锁技术，由被动式防护转变为主动防护和科学防护。

（3）系统采用多种传感测速、驱动、缓冲新技术，解决了以往跑车防护装置不通用的难题。

（4）系统稳定性强，自动化程度高，解决了以往跑车防护装置误动作或拒动作的难题。

6  复合式斜井跑车防护系统系统的应用

2009年在大同煤矿集团公司四台矿12#408第一暗斜井进行了工业性试验，该斜井全长180米，坡度15度，安装ZZC660型阻车装置、ZDC30-1.2型跑车防护装置（相互联锁）、ZSJ127型电视监视装置各1套，构成复合式跑车防护系统。系统运行以来，各项功能均达到或超过设计要求，能够实现车档联锁控制、手动自动切换操作、电视监控等功能。2010年在集团公司进行了推广使用。

7  结语

复合式跑车防护系统的成功研制，不仅消除了人为的操作失误和跑车事故,还大大减少了员工的劳动强度,提高了煤矿斜井管理技术水平，而且还为煤矿安全生产、提高工作效率创造了条件，带动了煤矿技术进步与发展。系统联锁、复合的创新模式进一步推动了国内跑车防护系统的新品种的开发和技术内容的创新，进一步提升了我国跑车防护系统的设计与制造水平和开发技术，改变了矿山斜井运输现有的装备局面，具有极高的推广价值。

参考文献
［1］周英露.斜井跑车装置的合理配置和使用.同煤科技，2002，92(2):19~21.

作者简介：刘海平（1970 -），男，飞禽走兽老虎机：繁峙县人，工程师、国家注册安全工程师，2010年毕业于中北大学，现在大同煤矿集团公司生产技术部从事矿井运输管理工作，发表论文数篇。

地址：山西大同新平旺大同煤矿集团公司生产技术部

邮编：037003

电话：(0325)7868355

Email：lhp0512005@163.com

About the author：

Liu Haiping, male, born in Nov. 1970, engineer, graduated from Datong College, now in charge of the mine transportation in Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department and have published many papers.

Address: Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department, Xinpingwang, Datong, Shanxi

Post Code: 037003

Tel: (0352) 7868355

Email：lhp0512005@163.com