矿井斜井轨道运输系统改造与实践研究

2021-04-12＊吕闫

当代化工研究 2021年23期

＊吕闫

（山西华晋有限责任公司山西 044000）

引言

当前基于矿井斜巷轨道运输安全设备持续优化的背景下，挡车器种类从刚性过渡到柔性，控制形式也从原来的手工转换成自动，促进了斜巷轨道运输安全保障水平的全面提升。现以某矿斜巷轨道运输系统为例，斜巷运输系统加大技术改造力度，旨在从源头上促进矿井运输安全保障水平的全面提升。

1.工程概况

依据相关数据显示，某矿设计年生产能力是380万吨，当前生产汇集在南三采区。针对斜巷来说，其与南二采区以及南三采区处于互相连接的状态，主要用于矸石运输，其中巷道斜巷坡度是15°、斜长650m，断面通常以半圆拱形为主。无论是斜巷上口位置还是下口位置，均布设了与之相匹配的甩车，通常在以下几个方面较为适用：一是矿车调度；二是挂钩；三是摘钩。对斜巷进行深度剖析后，可以发现：其主要对JK-25/20的液压绞车进行了充分利用，该型号的液压绞车运行速度最高达4.7m/s，并且斜巷运输系统每次能够提高3～5辆矿车。由此可见，运输水平能够与材料运输、矸石运输需求保持一致。因为斜巷掘进完成时间不小于5年，那么在对斜巷运输系统安装的过程中没有在斜巷上部车场布设与之相匹配的信号硐室，没有在斜巷下坡头位置布设刚性梯子挡，也没有在斜巷上坡头位置布设相应的有联锁。从以下几点来实现对矿井斜巷运输系统的全面改造：一是通信系统；二是视频监控；三是安全防护等。

2.技术改造

调查发现，矿井运输事故所产生的危害主要原因为：一是斜巷安全监控系统不健全；二是矿井信号装置不健全；三是绞车调速装置过于落后。除此之外，矿井的斜巷主要以双钩提升方式为主，其下口主要对双轨-单轨-双轨这一方式进行了使用。单轨主要是铺在下口边坡点不小于10m的地方，单轨的上面与下面和相关道岔处于连接状态，向下的道岔属于弹簧道，但是向上的道岔属于手扳道岔，要让向上提升的矿车顺利地进入指定的轨道，就需要工作人员扳道岔，在将行驶方向加以转变。与此同时，为了让另外一个钩子上边下放的车辆不压道，让其畅通无阻地通过道岔，到下一个道岔之后进入到相应的空车道上。应当结合实际设置出一套斜巷运输综合监控系统，旨在实现和斜巷提升机之间的电气闭锁，同时还要有以下几种功能：一是自动报警；二是违章记录；三是数据自动存储。从当前的发展趋势来看，现阶段有的矿井斜巷已有了提升信号的系统和挡车的装置，绞车采用变频器来控制，然而这些装置都处于单独的状态，设备也几乎不是一个厂家生产出来的，同时系统均布设一套设备，致使出现资源浪费的情况，无论针对哪个厂家说，其设备规格以及型号均存在着较大的区别，所以导致管理与维护难度系数较高，并且信号系统也不健全，从而给绞车司机以及信号工带来较大的阻碍。针对斜巷轨道运输来说，其在当前煤矿生产中扮演着重要的角色。就矿井斜巷运输系统的安全稳定、跑车防护设备稳定性差的问题，对斜巷运输系统实施技术改造，对提高矿井运输安全保障水平、促进矿业产业健康发展均有着积极的作用。

(1)改造目标

主要改造目标有：第一，结合实际情况添加一定数量的斜巷通信装置，旨在促进通信水平的全面提升。第二，对新型跑车防护装置进行充分利用，矿车在实际工作期间可实现自动放行，倘若发生问题可在第一时间进行拦截。挡车栏能够达到自动上提抑或是自动下放的目的；一旦发生跑车事故，那么此时挡车栏动作，实现对事故矿车的有效拦截，并在此基础上吸收矿车冲击动能。第三，随时随地监督斜巷运输系统运行状况，在斜巷运输期间两边安装的防护装置要发挥出禁止人员通行的功能。

(2)改造措施

①增加信号硐室

从客观的角度来讲，因为该斜巷上部车场没有布设与之相匹配的信号硐室，所以在实际运输期间当钩工挂钩结束后还应当步行来到信号硐室将信号发出去。通常情况下，在钩工发出信号的过程中，不能实现对车辆运行状况的有效监控，这样会增加安全事故的概率。基于这种背景之下，斜巷轨道运输系统改造首要步骤就是要结合实际状况布设一定规格的信号硐室，即2.0m×1.5m×1.5m（高×宽×深），紧接着再把信号通信装置安装到指定的地方，为运输操作得以顺利进行带来益处，还能在一定程度上提升运输安全保障能力。

②对安全防护装置加以完善与优化

相关人员需要在斜巷里面安装相应的跑车防护装置。其主要由以下几个部分共同组成：一是主控箱；二是辅助控制箱；三是霍尔传感器；四是位置传感器；五是拉线开关；六是防护绞车；七是三道跑车防护装置。该装置是在不小于30°的条件下使用，旨在最大限度地降低安全事故发生的概率。在拦截跑动矿车的时候，相关人员可对缓冲器充分利用，同时还能够实现对矿车运行状况的实时监督，一旦发现问题能在第一时间制止矿车通过。结合调查可知，本次所采取的矿车防护装置存在着诸多优势，体现在以下几个方面：一是运行水平理想；二是可靠效果显著；三是检修起来省时省力。在斜巷里面安装的跑车防护装置能够对以下几个方面进行监测：一是矿车运行状态；二是矿车运行位置，同时还拥有报警功能以及自我诊断功能。倘若想要从源头上降低矿车入甩车场摘钩点情况的出现，抑或是减少矿车滑到大巷中，那么此时相关人员需要在指定的地方安装与之相匹配的手动控制阻车器，并且还要确保只有在车辆正常行驶的时候才可以开启阻车器。还需要在斜巷上部交叉点的地方对连锁挡车器进行科学布设，同时还要将其以往的电动控制全面改造成和绞车运输联动控制，最后挡车器的材质要以12号工字钢为主。

③对斜巷监控系统进行科学安装

需要在以下几个地方安装一定数量的防爆高清摄像头：一是斜巷绞车房；二是车场摘钩位置；三是车场挂钩位置。监控系统主要包括以下几点：一是移动摄像头；二是无线信号通信基站（在布置期间需要采取有效措施保障间距保持在不大于200m的范围内为宜）；三是本安型电源；四是交换机；五是通信光纤。相关人员需要把隔爆显示器安装到指定位置，绞车在运行期间，车载移动摄像头会利用Wi-Fi和信号通信基站展开相应的数据交换，紧接着借助于隔爆显示屏将矿车运行状况显示出来，监控到的矿车运行画面还能够借助于工业以太网环网上传到指定的监控中心中。

斜巷运输监控系统做好集中监控工作：一是挡车装置；二是防错道装置，同时全面的管理、完善并创新监控系统的功能，可以在很大程度上强化斜巷运输可靠性与稳定性，可对斜巷运输系统信号与参数进行科学检测，同时实现对上一次下放空车时所经过轨道的科学判断。借助于界面以中文的形式展示出来，并在此基础上对辅助声光的形式进行充分利用，目的是将每一种信息参数都呈现出来，并自动保存。依赖两级计算机控制系统，尽可能地把斜巷运输的事故率减少到最小，然后通过相关界面将以下几个方面展示出来：一是矿车运行轨道；二是道岔应扳方向。该系统会在以下几个方面发挥出不容小觑的价值：一是斜巷运输中；二是煤矿安全生产工作中。

④布置栅栏门

为了最大限度减少斜巷运输期间人员经过，需要在指定的地方安装的栅栏门，还要在栅栏门上面设置报警装置，栅栏门要与开关位置相吻合，且借助于通信电缆把接近开关工作状态接入至相应的隔爆显示器之上，可以实现对所有栅栏门具体状况的全面掌握，通过设置栅栏门的方式可以减少人员随意进出情况的发生，让斜巷运输的稳定性以及安全性得到有效强化。

3.现场应用效果

结合相关数据统计，在本次进行技术改造大概60d，经过技术改造之后的运输系统存在着较强的稳定性，而且添加的以下设备均能够起到缓解工作人员工作压力的作用：一是安全保护系统；二是信号通信系统；三是视频监控系统。相关工作人员从源头上避免了违规操作发生的次数，并在潜移默化当中将斜巷运输水平与质量加以提升。斜巷从原来每班挂钩次数15次上升到现在每班挂钩次数18次，并且斜巷运输量上升20%。在技术改造完毕之后的1.5年中，以下几种设备都能够实现无阻运行的目的：一是栅栏门；二是视频监控系统；三是跑车防护装置。不会受到复杂环境的影响，也没有再发生过一起安全事故，在很大程度上强化了矿井运输的可靠性与稳定性。显而易见，这次技术改造存在着较强的可行性。