新型防跑车防护装置的应用

贾青霄，刘 磊，吴传伟

（兖州煤业股份有限公司杨村煤矿，山东 济宁 272118）

0 引言

南三煤轨道上山位于兖州煤业股份有限公司杨村煤矿东翼大巷区域，是进入三煤轨道集中巷各综采工作面的重要轨道运输斜巷，承担着较重的运输任务。在斜巷提升运输过程中，如果发生车辆跑车事故，在挡车拦常闭状态下将车辆挡住，由于车辆与挡车栏硬性撞击，往往造成车辆及挡车栏损坏。这种情形一旦发生，既耽误生产影响提升运输，也增加了维护乃至更换挡车栏的人力财力物力。为此，工区管理人员及技术人员集思广益,通过现场观察分析和研究，对现有挡车栏进行改造，增加了全断面绳栏缓冲器，减轻了对挡车栏的损伤，明显减少了影响提升运输时间。

1 装置组成

新型防跑车防护装置具有操作简单、安全可靠、性能优良的特点，主要由跑车防护装置用隔爆兼本安型主控箱及辅助电控箱、反向迫开式框架、钢丝绳、气动收放器、传感器、缓冲器组成。具备挡车功能和缓冲功能：当发生跑车事故时，全断面绳栏能在绳栏常闭状态下将矿车挡住，防止跑车事故进一步扩大；跑车事故发生后，车辆冲入全断面绳栏中，能够在缓冲器0.3～10m范围内有效阻拦车辆，避免跑车事故造成更大事故和损失。

图1 结构示意图

装置用缓冲器破坏拉力达到1250kN，有很高的安全性，可以有效阻拦斜巷运输跑车，最大程度减少跑车事故危害。

2 工作原理

提升运输时，要将挡车栏控制箱“主控旋钮”打到“自动”档，然后按下“启动”按钮，绞车运行，信号把钩工要注意观察挡车栏动作情况。

以下放车辆为例，车辆通过上变坡点后，由于斜巷上变坡点以下第一道挡车栏与斜巷提升大绞车连锁且为自动控制，大绞车处深度指示器触发行程开关，通过挡车栏电磁阀控制挡车栏开启。车辆通过挡车栏后，此时大绞车处深度指示器脱离行程开关，挡车栏电磁阀失电，挡车栏关闭。车辆接近或通过下部挡车栏时，挡车栏起落与车辆接近或通过上部挡车栏时类似。

图2 现场示意图

3 安装

跑车防护装置用隔爆兼本安型主控箱：实现全自动控制的新型安全防护主控保护装置,内部配置有西门子S7300CPU、PS-307电源模块及O接口模块,面板上安装液晶显示屏人机界面可显示绞车钩头（车辆）位置和挡车栏的状态,实现紧急情况报警功能。

跑车防护装置用辅助电控箱：实现与主控装置的信息传输,执行主机命令,对各挡车栏进行控制并反馈各挡车栏的状态。

反向迫开式钢丝绳挡车栏：挡车栏由反向迫开框架、钢丝绳挡车栏组成。其打开与关闭由跑车防护装置用气动一级收放器进行控制,钢丝绳完全放下,满足架空乘人装置座椅通过则有气动二级收放器进行控制,气动收放器由电磁气控阀控制。

反向迫开框架：安装在巷道顶部，根据巷道形状尺寸设计加工专用固定架，固定架采用锚杆吊挂。

挡车网的编制与吊挂：挡车网钢丝绳通过反向迫开架的预留孔穿过，共四道，挡车栏下放到位后，最下面一道钢丝绳距离轨面约为200mm，各钢丝绳间距为300mm。

缓冲器固定：缓冲器安装采用6根直径30mm的地脚螺栓固定在巷道底板上地脚螺栓长度为800mm,挡车栏采用28-6×37的钢丝绳压放在缓冲器里,缓冲器前端钢丝绳留有大于10m余绳,吸能器与挡车栏距离大于5m。

传感器：深度指示器上装设的位置传感器选用全金属防撞型电感式传感器,其具有无触点,动作可靠、性能稳定、抗干扰能力强,使用寿命长,抗水、抗震耐腐蚀等特点,满足煤矿井下复杂的使用环境,可以确保信号稳定可靠。实现斜巷挡车栏与斜巷提升大绞车联动，大绞车处深度指示器触发或脱离行程开关，通过橡套电缆（3×1.5+1×1）传输到挡车栏电磁阀控制挡车栏起落。

基础固定：在轨道两侧的巷道底板上挖基础坑，尺寸不小于 1000×900×1000（mm），每个安装基础先预备8根锚杆，按缓冲器底座固定螺栓的位置分布固定锚杆，然后用混凝土（c15）一次浇注完成。浇注后，基础上表面须平行于轨道平面。待基础完全凝固后再将缓冲器底座固定在安装基础上，然后将缓冲器安装上。将挡车网留出的4根钢丝绳分别穿过缓冲器压板压紧，并在缓冲器后留出余绳，注意挡车网绳之间的距离调节，不要过松或过紧。

装置各部分安装好后，按照设计的要求，正确连接装置各部件，连接完成后，认真核对，确保连接无误，缓冲器紧固螺栓紧固力为95N·m。

安装完成后试运行，在挡车栏安装点观察提升方向，气动控制箱打开或者关闭，挡车栏应提升或下放，检查是否符合要求，有无影响车辆通过隐患，发现问题处理完方可投入使用。

4 试验应用情况

在生产技术科的指导及相关单位的配合下，新型全断面挡车栏在南三煤轨道上山上变坡点往下略大于1列车距离处进行了安装试验应用。

4.1 施工方案

1）将南三煤轨道上山架空乘人装置电源7-1-J3-1软启动器停电闭锁，并由电工在开关上悬挂“禁止合闸，有人工作”警示牌，施工负责人挂“检修”标示牌。

2）拆除上变坡点以下的第一道挡车栏，然后往下山方向挪移6m并重新安装好，在新型全断面挡车栏安装期间，使用手动控制方式操作。

3）安装控制箱。①确定控制箱安装位置。控制箱共5台，1台主控箱4台辅助电控箱，主控箱和1号辅助控制箱安装在上车场信号把钩硐室内，使用预埋螺栓固定在巷帮上，并注意上方应无滴水，高度以信号工方便观察显示屏为准。2、3号辅控箱安装在距离信号把钩硐室110m的躲避硐室内，使用预埋螺栓固定在巷帮上，并注意上方应无滴水，高度以信号工方便观察指示灯为准。4号辅助电控箱安装在距离2、3号辅助电控箱90m的信号硐室内。②敷设控制箱所需电缆。从上车场往下山方向敷设电缆，并根据现场需要在安装控制箱的位置提前留出电缆余量。所需要的电缆用扎带固定在沿巷帮的电缆钩上，连接绞车房及各个控制箱。接线完毕后将7-40-Y54照明综保停电闭锁，在上车场语通信号器电源侧搭接电源，施工完毕后恢复照明电源。

4）提前对安装反向迫开框架、挡车栏、气缸等各种底座的位置进行点眼，由相关单位施工锚杆。

5）安装反向迫开框架及挡车栏。确定反向迫开框架底座位置-→安装反向迫开框架底座固定锚杆-→安装反向迫开框架底座-→确定挡车栏悬挂底座位置-→安装挡车栏悬挂底座锚杆-→安装挡车栏悬挂底座-→安装反向迫开框架-→安装挡车栏。

6）安装缓冲器。①确定缓冲器位置-→安装缓冲器基础-→安装缓冲器底座-→安装缓冲器钢丝绳卡子。②安装缓冲器前，由相关单位在轨道两侧的巷道底板上根据点眼位置施工锚杆，将缓冲器安装固定后将φ28钢丝绳穿过挡车网钢管固定在缓冲器上，压紧缓冲器压板，并在缓冲器后留出10m余绳。

7）安装气缸及风源。确定气缸位置-→安装气缸固定锚杆-→安装气缸导向滑轮锚杆-→安装气缸-→安装气缸钢丝绳。两个气缸并排安装在巷道顶部中央，根据巷道形状尺寸设计加工专用固定架，固定架采用锚杆吊挂。

4.2 技术要求和标准

1）固定锚杆及起吊锚杆：型号：MSGLW-500/22×2200无纵肋螺纹钢式树脂锚杆，锚杆每孔分别选用MSCKb2350、MSCKb2370型锚固剂各一支，每根拉拔力不少于150kN。控制箱、视频显示器、摄像头固定锚杆型号：M20×1.2m。

2）缓冲器固定锚杆外露长度100mm，气动收放器固定锚杆外露长度550mm，其余锚杆外露长度为120mm～180mm。

3）每组锚杆施工外露长度尽量在同一平面，误差小于50mm。

4）电气、机械部分安装严格执行机电设备完好标准。

在车辆提升运输过程中，松车走钩试验时，能够在缓冲器0.3～10m范围内有效阻拦车辆，车辆未对挡车栏造成明显损伤，仅仅缓冲器钢丝绳横向套管出现变形、缓冲器处钢丝绳出现局部损伤情况。只需制定专项措施更换缓冲器钢丝绳、套管等便于拆卸、安装的部件，即可恢复挡车栏正常使用。

5 应用效果

1）新型全断面挡车栏的成功应用，解决了当发生车辆跑车事故时，挡车拦常闭状态将矿车挡住防止跑车事故进一步扩大的同时，但由于车辆与挡车栏硬性撞击，挡车栏损坏的问题。

2）新型全断面挡车栏的成功应用，减轻了对设备设施的损坏，减少了安全设施拆除、安装的人工和材料费用，提高了车辆运输效率，减少了影响提升运输时间，提高了辅助运输的安全可靠性。

3）新型全断面挡车栏阻拦车辆时，对设备设施产生的损伤较小，易损伤部件如套管和钢丝绳成本低，拆除、安装工序简便，方便携带和挪移，具有很好的实用性。