新型防跑車防護裝置的應用

賈青霄，劉 磊，吳傳偉

（兗州煤業股份有限公司楊村煤礦，山東 濟寧 272118）

0 引言

南三煤軌道上山位于兗州煤業股份有限公司楊村煤礦東翼大巷區域，是進入三煤軌道集中巷各綜采工作面的重要軌道運輸斜巷，承擔著較重的運輸任務。在斜巷提升運輸過程中，如果發生車輛跑車事故，在擋車攔常閉狀態下將車輛擋住，由于車輛與擋車欄硬性撞擊，往往造成車輛及擋車欄損壞。這種情形一旦發生，既耽誤生產影響提升運輸，也增加了維護乃至更換擋車欄的人力財力物力。為此，工區管理人員及技術人員集思廣益,通過現場觀察分析和研究，對現有擋車欄進行改造，增加了全斷面繩欄緩沖器，減輕了對擋車欄的損傷，明顯減少了影響提升運輸時間。

1 裝置組成

新型防跑車防護裝置具有操作簡單、安全可靠、性能優良的特點，主要由跑車防護裝置用隔爆兼本安型主控箱及輔助電控箱、反向迫開式框架、鋼絲繩、氣動收放器、傳感器、緩沖器組成。具備擋車功能和緩沖功能：當發生跑車事故時，全斷面繩欄能在繩欄常閉狀態下將礦車擋住，防止跑車事故進一步擴大；跑車事故發生后，車輛沖入全斷面繩欄中，能夠在緩沖器0.3～10m范圍內有效阻攔車輛，避免跑車事故造成更大事故和損失。

圖1 結構示意圖

裝置用緩沖器破壞拉力達到1250kN，有很高的安全性，可以有效阻攔斜巷運輸跑車，最大程度減少跑車事故危害。

2 工作原理

提升運輸時，要將擋車欄控制箱“主控旋鈕”打到“自動”檔，然后按下“啟動”按鈕，絞車運行，信號把鉤工要注意觀察擋車欄動作情況。

以下放車輛為例，車輛通過上變坡點后，由于斜巷上變坡點以下第一道擋車欄與斜巷提升大絞車連鎖且為自動控制，大絞車處深度指示器觸發行程開關，通過擋車欄電磁閥控制擋車欄開啟。車輛通過擋車欄后，此時大絞車處深度指示器脫離行程開關，擋車欄電磁閥失電，擋車欄關閉。車輛接近或通過下部擋車欄時，擋車欄起落與車輛接近或通過上部擋車欄時類似。

圖2 現場示意圖

3 安裝

跑車防護裝置用隔爆兼本安型主控箱：實現全自動控制的新型安全防護主控保護裝置,內部配置有西門子S7300CPU、PS-307電源模塊及O接口模塊,面板上安裝液晶顯示屏人機界面可顯示絞車鉤頭（車輛）位置和擋車欄的狀態,實現緊急情況報警功能。

跑車防護裝置用輔助電控箱：實現與主控裝置的信息傳輸,執行主機命令,對各擋車欄進行控制并反饋各擋車欄的狀態。

反向迫開式鋼絲繩擋車欄：擋車欄由反向迫開框架、鋼絲繩擋車欄組成。其打開與關閉由跑車防護裝置用氣動一級收放器進行控制,鋼絲繩完全放下,滿足架空乘人裝置座椅通過則有氣動二級收放器進行控制,氣動收放器由電磁氣控閥控制。

反向迫開框架：安裝在巷道頂部，根據巷道形狀尺寸設計加工專用固定架，固定架采用錨桿吊掛。

擋車網的編制與吊掛：擋車網鋼絲繩通過反向迫開架的預留孔穿過，共四道，擋車欄下放到位后，最下面一道鋼絲繩距離軌面約為200mm，各鋼絲繩間距為300mm。

緩沖器固定：緩沖器安裝采用6根直徑30mm的地腳螺栓固定在巷道底板上地腳螺栓長度為800mm,擋車欄采用28-6×37的鋼絲繩壓放在緩沖器里,緩沖器前端鋼絲繩留有大于10m余繩,吸能器與擋車欄距離大于5m。

傳感器：深度指示器上裝設的位置傳感器選用全金屬防撞型電感式傳感器,其具有無觸點,動作可靠、性能穩定、抗干擾能力強,使用壽命長,抗水、抗震耐腐蝕等特點,滿足煤礦井下復雜的使用環境,可以確保信號穩定可靠。實現斜巷擋車欄與斜巷提升大絞車聯動，大絞車處深度指示器觸發或脫離行程開關，通過橡套電纜（3×1.5+1×1）傳輸到擋車欄電磁閥控制擋車欄起落。

基礎固定：在軌道兩側的巷道底板上挖基礎坑，尺寸不小于 1000×900×1000（mm），每個安裝基礎先預備8根錨桿，按緩沖器底座固定螺栓的位置分布固定錨桿，然后用混凝土（c15）一次澆注完成。澆注后，基礎上表面須平行于軌道平面。待基礎完全凝固后再將緩沖器底座固定在安裝基礎上，然后將緩沖器安裝上。將擋車網留出的4根鋼絲繩分別穿過緩沖器壓板壓緊，并在緩沖器后留出余繩，注意擋車網繩之間的距離調節，不要過松或過緊。

裝置各部分安裝好后，按照設計的要求，正確連接裝置各部件，連接完成后，認真核對，確保連接無誤，緩沖器緊固螺栓緊固力為95N·m。

安裝完成后試運行，在擋車欄安裝點觀察提升方向，氣動控制箱打開或者關閉，擋車欄應提升或下放，檢查是否符合要求，有無影響車輛通過隱患，發現問題處理完方可投入使用。

4 試驗應用情況

在生產技術科的指導及相關單位的配合下，新型全斷面擋車欄在南三煤軌道上山上變坡點往下略大于1列車距離處進行了安裝試驗應用。

4.1 施工方案

1）將南三煤軌道上山架空乘人裝置電源7-1-J3-1軟啟動器停電閉鎖，并由電工在開關上懸掛“禁止合閘，有人工作”警示牌，施工負責人掛“檢修”標示牌。

2）拆除上變坡點以下的第一道擋車欄，然后往下山方向挪移6m并重新安裝好，在新型全斷面擋車欄安裝期間，使用手動控制方式操作。

3）安裝控制箱。①確定控制箱安裝位置。控制箱共5臺，1臺主控箱4臺輔助電控箱，主控箱和1號輔助控制箱安裝在上車場信號把鉤硐室內，使用預埋螺栓固定在巷幫上，并注意上方應無滴水，高度以信號工方便觀察顯示屏為準。2、3號輔控箱安裝在距離信號把鉤硐室110m的躲避硐室內，使用預埋螺栓固定在巷幫上，并注意上方應無滴水，高度以信號工方便觀察指示燈為準。4號輔助電控箱安裝在距離2、3號輔助電控箱90m的信號硐室內。②敷設控制箱所需電纜。從上車場往下山方向敷設電纜，并根據現場需要在安裝控制箱的位置提前留出電纜余量。所需要的電纜用扎帶固定在沿巷幫的電纜鉤上，連接絞車房及各個控制箱。接線完畢后將7-40-Y54照明綜保停電閉鎖，在上車場語通信號器電源側搭接電源，施工完畢后恢復照明電源。

4）提前對安裝反向迫開框架、擋車欄、氣缸等各種底座的位置進行點眼，由相關單位施工錨桿。

5）安裝反向迫開框架及擋車欄。確定反向迫開框架底座位置-→安裝反向迫開框架底座固定錨桿-→安裝反向迫開框架底座-→確定擋車欄懸掛底座位置-→安裝擋車欄懸掛底座錨桿-→安裝擋車欄懸掛底座-→安裝反向迫開框架-→安裝擋車欄。

6）安裝緩沖器。①確定緩沖器位置-→安裝緩沖器基礎-→安裝緩沖器底座-→安裝緩沖器鋼絲繩卡子。②安裝緩沖器前，由相關單位在軌道兩側的巷道底板上根據點眼位置施工錨桿，將緩沖器安裝固定后將φ28鋼絲繩穿過擋車網鋼管固定在緩沖器上，壓緊緩沖器壓板，并在緩沖器后留出10m余繩。

7）安裝氣缸及風源。確定氣缸位置-→安裝氣缸固定錨桿-→安裝氣缸導向滑輪錨桿-→安裝氣缸-→安裝氣缸鋼絲繩。兩個氣缸并排安裝在巷道頂部中央，根據巷道形狀尺寸設計加工專用固定架，固定架采用錨桿吊掛。

4.2 技術要求和標準

1）固定錨桿及起吊錨桿：型號：MSGLW-500/22×2200無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿，錨桿每孔分別選用MSCKb2350、MSCKb2370型錨固劑各一支，每根拉拔力不少于150kN。控制箱、視頻顯示器、攝像頭固定錨桿型號：M20×1.2m。

2）緩沖器固定錨桿外露長度100mm，氣動收放器固定錨桿外露長度550mm，其余錨桿外露長度為120mm～180mm。

3）每組錨桿施工外露長度盡量在同一平面，誤差小于50mm。

4）電氣、機械部分安裝嚴格執行機電設備完好標準。

在車輛提升運輸過程中，松車走鉤試驗時，能夠在緩沖器0.3～10m范圍內有效阻攔車輛，車輛未對擋車欄造成明顯損傷，僅僅緩沖器鋼絲繩橫向套管出現變形、緩沖器處鋼絲繩出現局部損傷情況。只需制定專項措施更換緩沖器鋼絲繩、套管等便于拆卸、安裝的部件，即可恢復擋車欄正常使用。

5 應用效果

1）新型全斷面擋車欄的成功應用，解決了當發生車輛跑車事故時，擋車攔常閉狀態將礦車擋住防止跑車事故進一步擴大的同時，但由于車輛與擋車欄硬性撞擊，擋車欄損壞的問題。

2）新型全斷面擋車欄的成功應用，減輕了對設備設施的損壞，減少了安全設施拆除、安裝的人工和材料費用，提高了車輛運輸效率，減少了影響提升運輸時間，提高了輔助運輸的安全可靠性。

3）新型全斷面擋車欄阻攔車輛時，對設備設施產生的損傷較小，易損傷部件如套管和鋼絲繩成本低，拆除、安裝工序簡便，方便攜帶和挪移，具有很好的實用性。