煤礦用絞車控制信號裝置應用與研究

張兆山 王敬冰 何 偉

(兗礦集團 濟寧二號煤礦，山東 濟寧272072)

0 概述

目前煤礦，井下輔助運輸系統基本上都是采用絞車運輸方式，而絞車運輸信號、開啟操作沒有嚴格的控制系統，沒有防護閉鎖設施，可以說任何人都可以隨意操作。如：不是絞車司機可以開絞車，不是信號工可以發信號，不是當班安排的專職崗位工也可以發信號、開絞車。由此給絞車運輸安全造成不可控的風險因素，給絞車運輸的管理造成困難，經常發生絞車運輸系統事故。

為了實現絞車運輸安全管理，規范崗位人員操作行為，有效保證持證上崗，落實專職崗位責任，控制運輸事故。研究開發絞車操作人員識別、絞車控制和通信信號為一體的絞車信號控制裝置（以下簡稱控制裝置），是完善絞車運輸安全和管理的有效手段。

1 組成及工作原理

控制裝置主要由隔爆兼本安型絞車控制信號裝置主機、本安型絞車控制信號裝置輔機、本安型絞車控制信號裝置用識別卡及屏蔽電纜等組成。

當識別卡距離主機0-5 米范圍之內時，控制裝置主機（輔機）讀取識別卡的信息，通過和設定信息比較，確認該卡有效時，可以對控制裝置主機（輔機）進行操作，控制裝置主機輸出3 個觸點來控制絞車的驅動防爆開關和語音報警裝置；控制裝置主機和控制裝置輔機具有語音通訊、打點和急停功能，當控制裝置主機或控制裝置輔機按下急停按鈕時，控制裝置主機輸出點斷開，控制絞車驅動防爆開關的斷開。

2 裝置特點

（1）防：裝置功能的實現，把輔助運輸的安全保護工作由以前的人防提高到技防的層面，由主觀的人為的遵章提升到客觀的設備的限制。

（2）管：裝置通過人員識別的手段，把當班班長、安監員、絞車司機、信號工的崗位管理及資格認證做到了有效管理。實現了切實的持證上崗，解決了崗位工的年審問題，由被動管理提升為主動管理。

（3）查：裝置的記錄功能保證了每一次操作都有據可查，為數據的追溯提供了可能，打消操作工違章的僥幸心理，降低絞車事故的隱患。

3 裝置功能

（1）識別：主機內設有識別模塊，當識別卡距離主機0-5 米范圍之內時，主機即可讀取識別卡的信息，通過和設定信息比較，來確認該卡是否有效，當有效時，才可對主機進行操作。識別卡的有效性可以通過鍵盤進行設定。

（2）輸出：主機具有控制輸出功能，輸出3 個觸點來控制絞車的驅動防爆開關。

（3）管理：通過專用軟件對識別卡的管理，來實現對操作工、崗位工的資格認證及時效管理。

（4）控制：通過人員識別的手段，做到當班班長、安監員、絞車司機三位一體的確認，每班必須滿足該條件方可開車。

（5）通訊：主機和輔機之間具有單工語音通訊功能，采用音頻線直接音頻傳輸，提高了音頻傳輸的抗干擾性。

（6）記錄：主機具有至少999 次的操作記錄，記錄內容包含操作時間、操作項、操作源、操作卡號等內容。

（7）顯示：主機和輔機可顯示系統時間、顯示識別卡號、打點次數、打點來源、輸出觸點狀態及閉鎖狀態。

（8）沿線廣播功能

4 技術參數

（1）額定工作電壓Ue：AC127V（允許波動范圍：75%～110%Ue）；

（2）工作頻率：2.4GHz；

（3）識別距離：≤5m；

（4） 輸出信號為非本安型，2 路無源接點輸出，接點容量為AC36V/5A；

（5）傳輸方式為直連傳輸，最大傳輸距離2km；

（6）通話及打點響度不小于85dB；

（7）通訊電纜：六芯屏蔽電纜。

5 安裝使用方法

根據煤礦井下斜巷運輸布置形式，絞車信號控制裝置安裝方式有兩種。

5.1 布置方式一

（1）安裝方式見圖1。

圖1 方式一

（2）控制說明

主機控制磁力開關，從而控制絞車的工作狀況。開動絞車的條件為：1# 輔機打點，將打點信息傳送給主機，主機進行回點確認，將信息返回給1# 輔機（即1# 輔機打點，主機必須要回點），此時主機才可開啟絞車。實現二級轉發的功能。

（3）以下情況不能開動絞車：

①2# 輔機打點，將信息傳送給主機，主機不能開動絞車；

②主機打點，但沒有得到1# 輔機的確認（即1# 輔機沒有打點），主機不能開動絞車；

③1# 輔機打點，主機沒有回點，主機不能開動絞車；

④開動絞車的條件滿足，但允許操作超時（時間可設置），主機不能開動絞車。需重新打點確定，在規定時間內操作。

5.2 布置方式二

（1）安裝方式見圖2。

圖2 方式二

（2）控制說明：

主機控制磁力開關，從而控制絞車的工作狀況。開動絞車的條件為：1# 輔機打點，將打點信息傳送給主機，主機進行回點確認，將信息返回給1# 輔機（即1# 輔機打點，主機必須要回點），此時主機才可開啟絞車。實現二級轉發的功能。

（3）以下情況不能開動絞車：

①2#、3#、4# 輔機打點，將信息傳送給主機，主機不能開動絞車；

②主機打點，但沒有得到1# 輔機的確認（即1# 輔機沒有打點），主機不能開動絞車；

③1# 輔機打點，主機沒有回點，主機不能開動絞車；

④開動絞車的條件滿足，但允許操作超時（時間可設置），主機不能開動絞車，需重新打點確定，在規定時間內操作。

6 現場應用及效果

2012 年10 月份，在濟寧二號煤礦北翼進風大巷第一斜巷安裝了1 套煤礦用絞車控制信號裝置。該斜巷全長176 米，上變坡點至絞車房35 米，絞車型號為JD-5 型調度絞車。控制裝置布置方式見圖1，安裝方案為絞車附近位置安裝一臺控制裝置主機，斜巷上變坡點信號硐室安裝一臺控制裝置輔機（1# 輔機），斜巷下變坡點信號硐室安裝一臺控制裝置輔機（2# 輔機），識別卡12 個（每臺設備配4 個識別卡），按三八制出勤考慮，每班配備3 個識別卡，剩余3 個識別卡備用。

作業人員經過現場培訓后，很快就掌握了控制裝置的使用和設置方法，能夠完全替代現有打點信號裝置，實現了絞車控制、人員識別、通訊信號和打點記錄等功能，消除了一人多崗和無證上崗的現象。與原信號聯系方式相比，還增加了絞車司機的回點確認，很好的避免了聽錯信號誤行車的行為。同時還可以通過對識別卡的交接，實現作業人員的現場交接班。該裝置切實做到了對絞車運輸的防、管、查，很大程度上消除了運輸事故的發生。

7 改進建議

（1）由于運輸作業人員多為老弱病、素質相對較低的一類人員，絞車控制信號裝置主機上按鈕應該盡量減少、一目了然，把不常用的系統設置按鈕改為觸摸屏式，讓絞車司機不可見，使裝置更加安全、便于操作。

（2）行車打點信號應實現物理上的二級轉發，即斜巷所有打點信號都要通過上車場信號硐室進行轉發，斜巷其他所有信號源不可直接向絞車房發出開車信號，減少司機不必要的確認。

（3）控制裝置主、輔機應該具備打點信號源的識別功能，避免因打點與回點間隔太短，出現信號累加的現象，使裝置的記錄功能更加準確無誤。

（4）識別卡應具備低電壓報警功能，提示管理人員及時更換電池，避免使用過程中出現電壓不足影響作業的現象。