坪上煤業斜井運輸安全系統改造研究

栗 晉

（晉能控股煤業集團沁秀公司， 山西 晉城 048006）

引言

斜井軌道運輸是煤礦井下運輸作業的重要部分，也是運輸事故頻發的重點監管區域。統計表明，斜井運輸事故中，由于工人的不規范操作引發的事故占比78.9%，而運輸安全設施不完善也是造成事故的重要間接原因之一[1]。近年來隨著煤礦安全監管力度的不斷加大和自動化水平的不斷提升，斜井運輸的安全設施和自動化控制也不斷升級完善，并逐步朝著精細化、智能化方向發展。

1 現場概況

坪上煤業為沁秀公司主力生產礦井，主采3 號煤層，由副斜井承擔井下運輸任務。副斜井總長為200 m，最大坡度為14°，井上下出口分別布置兩個車場，斜井中部為與8025 泵房、8070 甲、7043 甲連接的橫管。副斜井運輸方式為ZL200-130-600D 型齒軌車運輸，在副斜井上坡點設置有兩組風控擋車器，下坡點為兩組電控梯子檔。現場副斜井提升作業主要存在如下問題，一是躲避硐室設施不完善，上部車場無信號硐室，信號工作業時存在安全隱患；二是防跑車裝置可靠性差，極易出現誤動作；三是人員不規范操作、監管不到位，無法對副斜井內人員動態進行實時掌控[2]。因此，必須對副井運輸系統進行安全性改造，提升運輸安全水平。

2 改造方案

2.1 加鑿信號硐室

在上部車場交叉處開鑿信號硐室，如圖1 所示。由圖1 可知，在交叉口變坡點位置增設主信號硐室，硐室尺寸為1.5 m×2 m×1.5 m，能夠滿足一個工人的正常活動空間。硐室內部設置了串聯信號指示裝置、通信聯絡電話等，信號工能夠在硐室內直接打信號操作，有效避免了信號工在主信號硐室和上部車場間往返，以及把鉤工對車場車輛掌握不清晰等問題。

圖1 副斜井改造后示意圖

2.2 改進防跑車裝置

在上車場下方安裝型號為ZDC60-4.4 的防跑車裝置，如圖2 所示。圖2 中，ZDC60-4.4 型防跑車裝置主要由磁力啟動器、PLC 控制箱、防護小絞車、位移傳感器及門式擋車欄組成。當礦車發生溜車或放飛車事故時，傳感器立即將信號傳輸至控制箱，由控制箱發出指令使小絞車及吸能器動作，將門式擋車欄提升至指定高度，阻擋車輛繼續下滑[3]；吸能器能夠對礦車進行緩沖式攔截，降低礦車滑行速度或使其掉道，避免造成更大損失。

圖2 ZDC60-4.4 的防跑車裝置系統圖

2.3 增設視頻監控及聲光報警裝置

在上部、下部車場安裝固定視頻攝像機，在運行礦車上安裝移動無線攝像機，在副斜井巷道口安設無線基站，在巷道內內每隔150 m 安設無線數據上傳分站，借助礦方以太網實現現場畫面的實時可視化傳輸，其流程如圖3 所示。

圖3 視頻監控系統可視化流程圖

圖3中，當礦車提升時，礦車上的移動無線攝像機通過無線信號，將現場畫面實時傳輸至交換基站，一路經工業以太網傳輸至地面安全調度中心，由安全調度中心對現場畫面進行遠程監控和實時調度；另一路傳輸至井下絞車房內系統的顯示器，由絞車司機進行遠程操控，實現了斜井運輸系統的可視化和無人化操作[4]。此外，通過上部、下部車場的固定視頻攝像機也能對車場內人員操作情況和車輛運行狀況進行動態監控，提升現場人員操作的安全性，提高了車輛調度的工作效率。

3 應用效果

本項目于2019 年8 月開始在副斜井進行了為期兩個月的現場試驗。試驗期間未發生跑車、側翻等安全事故，每班礦車提升量由原來的12 車提高到15 車，運輸效率提升25%。綜上可知，運輸系統改造后運行良好，躲避硐室各類裝置安全有效，防跑車裝置動作可靠，監控系統能夠有效規范職工行為，有效提升了副斜井運輸的安全可靠性。