斜巷軌道運輸安全自動控制系統應用分析

丁建國

（煤炭工業合肥設計研究院有限責任公司，安徽 合肥 230041）

1 概 述

淮南礦業集團公司共有13對生產礦井，小絞車1000余臺，井底車場及大巷運輸以電機車牽引礦車運輸為主，多數礦井運輸矸石采用電機車，部分礦井采用膠帶機運輸矸石。采區上下山基本采取絞車提升，提料斜巷多數采用小絞車運輸，起伏巷道和順槽基本采取小絞車、無極繩絞車或普通軌繩牽引卡軌車接力運輸。

淮南礦業集團公司下屬煤礦井下輔助運輸系統存在以下問題：

（1）輔助運輸裝備相對落后。輔助運輸大巷采用電機車，采區運輸使用小絞車接力，環節多，設備數量多，用人多，造成效率低，斷繩、掉道、“放大滑”、碰人等事故時有發生。

（2）安全防護裝置及自動化技術水平較低。目前集團公司礦井井下斜巷絞車及礦車安全防護裝置設置不到位，部分絞車、阻車器、跑車防護裝置等還沒有實現聯鎖動作，斜巷運輸過程中事故發生點沒有安裝視頻裝置。

2 安全自動控制系統設計

2.1 運輸工藝自動化

運輸中間環節增加列車推車機、阻車器、操車推車機、后阻車器、前阻車器等機械設備，實現了兩個運輸段的銜接，增加連續性。在自動操車技術上增加自動化控制系統、傳感器等設備，實現操車的自動控制，改變以往操車人工控制，提高生產效率，降低勞動強度，大大減少事故的發生率。

2.2 運輸設備自動化

采用無極繩牽引裝置、纏繞式絞車方式進行設備牽引，這兩種設備均具有成熟的自動化控制系統，保護功能完善。在其基礎上加強絞車電壓、電流、速度、壓力的監控，完善與輔助設備的閉鎖關系，并在通訊方面配裝漏泄通訊系統，增加數字化的工業視頻系統。

漏泄通訊系統，通信/信號基臺安裝于司機操作臺附近，完成司機與手持機通話、手持機與手持機自己通話，接收正常行車信號、發送回鈴信號、發出打鈴錯誤提示音信號，基臺具有前三次打鈴記憶功能。

（1）打鈴功能。打一下基臺指示燈紅燈亮，表示停車；打兩下黃燈快閃，表示快上；打三下綠燈快閃，表示快下；打四下黃燈亮，表示慢上；打五下綠燈亮，表示慢下。

（2）糾錯功能。打點超過五次基臺發打鈴錯誤提示音發回手持機告知無效，需重新打鈴。

（3）手持機操作緊急停車功能：輸出急停信號切斷絞車電源等功能。在緊急狀態下由手持機直接發出急停指令，基臺收到急停指令后輸出特定信號自動切斷絞車動力電源實現緊急停車。

2.3 輔助設備自動化

改變目前斜巷運輸的一些輔助設備的驅動方式，將道岔、阻車器、防護欄等由人工氣動控制改為可控制型的電動或液動型。道岔還應選擇具有遠控、遙控、手動控制型的可控型道岔。實現以下功能：

（1）顯示功能。在顯示控制器上監視斜坡軌道的道岔狀態，監測控制設備的工作狀態，也將顯示控制器進行聯網，實現更高層級的綜合監控。

（2）閉鎖功能。實現軌道線路閉鎖、轉轍機控制閉鎖、防護欄電氣聯鎖。

（3）權限管理功能。實現對現場道岔的集中控制、本地控制和遙控控制相互之間的權限切換。當該裝置停電或線路故障時實現自動解鎖，進行就地氣路或手搖轉換控制。

（4）條件關聯功能。依據軌道線路的開通狀態和設備自檢狀態，給出絞車控制裝置的起停條件，實現與絞車控制裝置的關聯功能。

（5）改變礦井輔助運輸軌道傳感器，目前主要為行程開關觸發式或光電收發式（含紅外式）為主。選用先進的軌道計軸傳感方式，可實現檢測機車的方向、速度、車皮數；具有漏檢車皮功能；具有機車過岔轉轍機拒動功能。軌道計軸傳感區間物理界限明確，安全系數高。

（6）以往操作方式主要以信號工打點方式進行操作，司機對現場情況無法掌握，根據目前現有監控技術，可以增加遠程監視，配裝數字化的工業電視系統，實現司機對現場情況的可視化、直觀化，更方便操作，增加安全性。

3 設備選型及布置

3.1 運輸及操車設備選型

（1）采用SQ-160型無極繩連續牽引設備。該設備由無極繩絞車、張緊裝置、梭車、尾輪、壓繩輪、托繩輪和人車等組成。采用機械傳動方式，絞車變速采用磨擦輪離合或者變頻調速方式?？芍苯永镁卢F有的軌道系統，不需對軌道及巷道進行改造。

（2）彎道銷齒推車機。包括若干首尾順序相連的推車器，每一推車器下部對稱設有四個滾輪，兩相鄰推車器之間經萬向鉸相鉸接。

（3）推車機專用道岔。軌道布置優先采用對稱道岔布置形式。

3.2 安全控制設備選型及布置

（1）設備布置

為實現斜巷輔助運輸安全自動化，斜巷內設置有阻車器、跑車防護裝置、電動司控道岔裝置、電視監視裝置、行人監測裝置等先進的安全控制設備，使斜井巷運輸設備完全安全可控。如圖1所示。

圖1 斜巷安全控制設備布置圖

（2）設備選型

① 采用ZZC660型阻車裝置設備。由靈敏度高、抗干擾性好的傳感器，智能化、控制功能強的控制器，動作可靠的電動推桿及阻車器、擋車器、控制按鈕等組成。

② 采用ZDC30-2.2型跑車防護裝置。由電控箱、速度傳感器、擋車欄、收放絞車、聲光監控箱和位移傳感器組成。

③ 采用ZKC127D型礦用電動司控道岔裝置。該裝置由控制器、發射機、岔位顯示器、電動轉轍機等組成。

④ 采用ZSJ127型電視監視裝置。電視監視裝置由攝像儀、錄像機、監視器及電源燈組成。

⑤ 采用ZJR127型行人監測裝置。由光電傳感器、電感式傳感器、控制器、聲光報警器箱及顯示裝置等組成。

4 應用效果分析

斜巷軌道運輸安全自動控制系統已在淮南礦業集團下屬多個礦井進行了應用，各礦在結合各自地質條件、采區布置安排以及設備情況的基礎上，對目前斜巷軌道運輸系統工藝進行自動控制改造，增加一系列安全防護設備和措施。通過本次軌道運輸安全自動控制系統改造，極大程度改善了集團公司井下輔助運輸的生產環境，提高生產安全可靠性，降低工人勞動強度，節省勞動時間，提高生產效率，促進了集團公司安全高效生產。

5 結語

（1）通過對煤礦井下運輸系統工藝重新改造布置，采用新設備、新技術、新工藝，能夠有效降低煤礦井下運輸事故，提高煤礦井下運輸系統的安全可靠性，提高礦井生產效率，實現建立一個以人為本、安全無險、技術先進的現代化礦井。

（2）在進行井下運輸系統改造時，需從礦井實際條件出發，充分利用礦井現有運輸系統和設備，減少系統改造初期投資和運行費用。