无轨胶轮车失速保护系统的研究与应用

安海鑫

（同煤集团挖金湾煤业有限公司，山西 大同 037042）

1 无轨胶轮车使用情况

同煤集团挖金湾煤业采用了无轨胶轮车方式，保障了辅运系统的安全高效运行。全矿在用无轨胶轮车共35 辆（人车15 辆、料车16 辆、装载机4 辆），副平硐3 724 m，（东）辅运巷2 234 m，（西）辅运巷1 900 m，综采工作面2 个，掘进巷道11 条。

2 无轨胶轮车失速问题

在挖金湾煤业的采矿过程中，辅运设备无轨胶轮车的使用量较大，由于存在超速行驶、刹车或挂挡失灵等安全问题，时有出现跑车事故。应对跑车事故可以采用摩擦条减速方式，具体方式如下：在巷道两侧预先安置缓冲摩擦条，当无轨胶轮车在巷道行驶过程中发生跑偏事故时，司机可以保持车身与巷道平行，并通过反复调整行驶方向与缓冲摩擦条进行接触摩擦，通过摩擦阻力实现减速。通过该方法，控制车辆逐渐降速，但该操作对司机的操作水平和驾驶水平有极高的要求，因此使用效果较差。

3 无轨胶轮车失速保护系统的研究

3.1 失速保护系统工作原理

失控保护系统的制动原理是源自航空母舰载机着陆模式拦截车辆而采取的制动措施，电控车对尾钩状态实行实时监测，并将尾钩工作情况实时上传到基站，当车辆发生制动失灵的情况时，接到信号的制动系统会释放尾钩，车辆无线基站发送警报信号后，尾钩释放成功，及时应对发生的制动失灵情况，该信息会即时上传至上位机系统，通过上位机软件系统实现预警，即时报告事故发生位置，警示其他作业车辆避让，减少安全事故的发生。

3.2 失速保护系统特点

无轨胶轮车具有运输速度快、运输效率高、前后拐弯、左右牵引的特点，可以运输多种不同类型的设备。无轨胶轮车还具有使用劳动力少、整车运输设备的特点，因此无轨胶轮车运输效率高，安全性高，整车运输设备装车后无需经过其他程序直接运输到掘进工作面，可以被广泛应用于各类设备的运输，可与30 多种设备共同使用，能够满足所有大型设备的搬运要求。矿用无轨胶轮车失速保护系统可实现车辆制动、巷道事故报警和区间测速等功能。

3.2.1 失速保护装置

无轨胶轮车通过尾钩释放车载传感器的方式达到车辆制动的效果，无轨胶轮车的失速保护装置与车辆本体连接在一起，在无轨胶轮车失速保护装置内增设智能LED 警报系统电子屏显示，在发生警报时可以及时发出警报保护其他车辆避让。

3.2.2 区间测速系统

ZWQ127 型无轨胶轮车测速装置是点对点测速方法，以无轨胶轮车失速保护装置为基础，当车辆行驶到巷道特定点时，区间测速系统会及时记录该区间的距离和时间，最大程度上反应出被测路段是否有超速行为。同时，区间测速系统配有ZSP127 型视频监控系统，及时对进出和驶出车辆进行监控。

3.2.3 交通管理系统

交通信号装置通过无线信号接收，红外信号接收等作业，保障车载无线信号经过十字路口时，车辆可实时接收红外线装置发送的无线信号，智能有效的控制交通车辆的正常运行；多功能软件调度平台智能一体化交通信号系统，即时掌握胶轮车的运行轨迹、违章信息等内容。

4 无轨胶轮车失速保护系统应用实例

4.1 基本参数设置

使用地点为挖金湾副平硐，应用条件如下页表1所示[1-2]。

4.2 车载装置

1）尾钩释放装置。尾钩释放装置与车辆原有的电气操控、机械操控系统不关联，它是一套独立的电控、液压、机械制动装置。

表1 无轨胶轮车失速保护装置应用基本参数

2）尾钩。尾钩材质采用Q345 以上合金钢，破断力不小于28 t；只有在车辆运行过程中发生失速问题，人为触动的情况下尾钩才能释放。尾钩在发生事故跑车拦截后应予以重新检测，检测不合格的予以更换。

3）车载无线基站。电压为DC 10 V～DC 26 V、电流≤600 mA；无线发射频率为433 MHz，无线发射距离为50～600 m（根据环境）；报警声音响度≥80 dB；需要在胶轮车上接12 V 或24 V 电源；位置传感器检测距离≥15 mm。

4.3 巷道安装设备

巷道安装设备配套的动力电缆为MYQ3*1、信号电缆为MKVVR6*1；无线接收控制器安装高度2.4 m，信号灯安装高度2.8 m，缓冲器安装在巷道底部，设备安装位置如图1 所示[3-4]。两台吸能器能够拦截车辆的最高条件为车辆重量≤15 t、速度≤80 km/h。无线接收控制器工作电压为AC127 V、工作电流≤1A；矿用本安型信号灯可视距离≥100 m，声音响度≥85 dB；配套的动力电缆为MYQ3*1、信号电缆为MKVVR6*1。

4.4 配套上位机软件

该软件显示井下区间测速路段运行车辆的信息，包括：车牌号码、驶入时间、驶出时间、平均速度，数据存储时间不得少于15 d 的全时段检测；实现无轨胶轮车运行工况的自动汇总，包括设备累计运行时间、维修周期、运输能力等信息；上位机软件能及时记录并储存数据，根据检测数据生成分析结果文件，并及时预警带病作业设备。

图1 巷道安装设备方位示意图

4.5 配套工控机

IPC-610 研华工控机配置：（Intel 酷睿i3 双核CPU、4 GB 内存、500 GB 硬盘、光驱）、显示器22 寸。该工控机由乙方提供，为原装正品，乙方提供的操作系统为正版window7 以上系统[5]。

5 应用效果

无轨胶轮车失速保护系统被广泛应用到矿井生产中后，不仅可有效保障无轨胶轮车由地面位置直接到达作业面，有效降低作业强度，而且可控制超速车辆、刹车失灵，保障无轨胶轮车的安全运行，缩短物料运输时间，为企业安全高产提供保障。