斜井跑车防护装置可靠性研究

徐 强

（同煤集团马道头煤业有限责任公司， 山西 大同 037000）

1 工作原理以及系统的结构组成

斜井跑车装置的控制核心为PLC，为了明确串车组在巷道的具体位置，可以使用传感器进行检测，从而可以保证检测的有效性。在绞车启动的过程中，需要考虑到由PLC发起并且要做到对于编码器发出的脉络科学计数，可以结合计算的结果做出相应的转变，主要是利用计算结果将PLC转换成绞车旋转的方向和旋转的角度，从而可以保证串车组具体位置的确认，根据其具体的方向和位置进行有效的判断，如图1所示。

图1 ZDC新型斜井跑车防护装置结构图

当矿车在上车场时所有的挡车栏应当全部处于关闭的状态。

如果第一道挡车栏打开，就要立即做出判断。需要根据挡车栏进行确认，即当第一道挡车栏打开时，串车组应该下行到A1点。当第一道挡车栏关闭时，串车组应当下行至B点。当第二道挡车栏打开时，串车组应当下行至A2点，保证工作流程的有序性。

在串车组发生变化之时，要考虑将挡车栏打开，符合串车组从下车场接近至第二道挡车栏时的要求，如果达到了A2点，则需要注意关闭第二道挡车栏。到B点以后，需要立即打开第一道挡车栏。当串车组行至A1点的时候第一道的挡车栏又全部关闭[1]。综上所述为串车上行时。

当串车组在提升过程当中如果跑车发生了事故，一定会有矿车撞在形状似钢丝绳网结构的挡车栏上，这个时候安装在钢带上的力传感器应当会检测到对应的挡车栏上存在着一股冲击力。与此同时，控制装置会马上发出禁止所有挡车栏提起信号和停车信号，从而禁止矿车放行，防止跑车事故更加严重。在控制回路中，以上的这些信号形成互锁信号，可确保斜井防跑车装置的安全[2]。

2 系统中所存在的问题

由于挡车栏道数未按防护距离去计算设置，吸尘器损伤之后没有修复或者是固定的不牢固等一系列原因，对于跑车挡车栏来说没有能将串车组有效拦住。由于整个操作系统的传感器和编码器受到损伤，出现异常或安装的位置走位。PLC程序出现了故障或者是其他的原因，造成了挡车栏无法及时提取而导致拒动。

挡车栏并没有做到及时地进行提取和关闭，在挡车栏中由于动作点的不合理，上车场的串车组已经正常停车了，但是上部的挡车栏还没有全部关闭，上部的挡车栏仍然处于继续下放的状态。斜井跑车装置的结构相对简单，且制造比较容易，通过更改其机械、电气控制系统，使得该斜井跑车的防护装置的安全性、可靠性得到加强和认可，安全性的维护更加方便快捷，具有推广价值。

3 提高斜井跑车防护装置稳定性的方法

3.1 布置上部挡车栏位置

在设置上部挡车栏位置的时候不能仅仅以按照《煤矿安全规程》规定“在变坡点下方略大于1列车长度L1”为标准参考，挡车栏完成动作的全过程的时间T和该段时间串车组运行的最大速度V0同样都值得去考虑。挡车栏是否动作的报警时间通常情况下为3 s，完成关闭和打开挡车栏全部的过程动作时间为5～7 s，如果挡车栏在3 s没有完成动作或者在5～7 s没有完成动作的全部过程，会造成运行的过程中串车组撞上没有打开或全部打开的挡车栏。综上所述，上部挡车栏应该设置在变坡点的下方长度稍微大于L1（L1=TV0）的地点。

3.2 确定挡车栏的安全防护距离

考虑挡车栏的抗冲击能力，应当在布置斜井挡车栏栏数时考虑挡车栏的安全防护距离。最大挡车防护距离应当根据斜井巷道运输实际情况来进行计算：

式中：Lmax为挡车最大跑车的距离；E为挡车栏所具备的最大抗冲击能力；m为串车组总质量；v为串车组下放的最初始的速度；g为重力加速度；μ为串车组运行中的阻力系数；α为斜井轨道平面的倾角。

对挡车栏盲区的保护，需要考虑到挡车栏的作用。在进行提前开启的过程中会形成一个盲区，在这种环境下，容易增加下一道防护装置的冲击，造成不良影响。因此，这个盲区的实际安装距离将会在第二道防护装置设计的防护距离中被删除。

3.3 增加监视探头和监视屏

在绞车操作台前方的显眼位置设置监视屏，并且使用指示灯显示的方式，配合视频探头等来监视挡车栏的开启状态。常见的故障以及故障汉显功能和故障报警功能都是通过PLC设置的，设定出“自动”和“手动”等一系列不同的工作状态，这样才能让斜井防跑车装置更加完整、可靠、准确[3]。

3.4 连接绞车安全的回路

将绞车闭锁的远控端与装置由绞车开车的信号进行控制研究，绞车停车回路被接入停车控制端，和绞车运转相闭锁，运转装置时绞车得电，同理，相反则停车断电。当挡车栏发生了明显故障报警后，绞车的安全回路电源能够断开，让绞车运转不起来，达到了一种连锁保护的作用。

3.5 提供跑车防护装置的正确供电电源

绞车电源务必与斜井跑车防护装置的主机电源和每一套挡车栏的动力电源互相同步，可以利用独立开关进行远程控制，这样可以保证控制的安全性，同时也要注意如果巷道中有人车运行，要保持人车信号和供电电源的互锁。