斜巷絞車自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用

武彭飛

（山西汾河焦煤股份有限公司回坡底煤礦， 山西 臨汾 031400）

引言

斜巷絞車自動(dòng)化控制技術(shù)及系統(tǒng)與已有的斜巷絞車提升運(yùn)輸控制系統(tǒng)技術(shù)相比具有極大的優(yōu)勢(shì)，首先在操作上，一名人員即可完成斜巷提升時(shí)對(duì)推車機(jī)、阻車器、信號(hào)操作、絞車運(yùn)行、斜巷防跑車裝置的操作運(yùn)行，通過(guò)設(shè)置控制器、傳感器操控道岔、阻車器、防跑車裝置等環(huán)節(jié)的運(yùn)行，并通過(guò)到位信號(hào)、編碼器信號(hào)反饋確認(rèn)是否具備開(kāi)車條件，通過(guò)故障報(bào)警、絞車閉鎖實(shí)現(xiàn)斜巷提升運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行[1-2]。

1 斜巷提升

山西某礦井下安裝4 部斜巷絞車，集中一、二、三、四級(jí)軌道采用4 部斜巷提升機(jī)，其中集中一級(jí)軌道安裝1 部中信重型機(jī)械公司生產(chǎn)的 2JKB2.5×1.2-30（集中軌道上部提升機(jī)）型雙滾筒提升機(jī)，提升距離為760 m，坡度10°；每個(gè)滾筒寬度為12 m、直徑為2.5 m，安裝南陽(yáng)防爆集團(tuán)生產(chǎn)的YB2-450M-10型電機(jī)，電機(jī)功率280 kW，電控系統(tǒng)采用焦作華飛生產(chǎn)的TH-12 型防爆電控系統(tǒng)，一次提升8 輛礦車。集中二級(jí)軌道安裝1 部中信重型機(jī)械公司生產(chǎn)的JKB2.5×2（-430 絞車）型提升機(jī)，提升距離為720 m，坡度10°；滾筒寬度為2 m、直徑為2.5 m，安裝南陽(yáng)防爆集團(tuán)生產(chǎn)的YBBP450M-10 型電機(jī)，電機(jī)功率280 kW，電控系統(tǒng)采用天津民益電氣有限公司生產(chǎn)的TKM-B/D-D2-6280 型電控系統(tǒng)，一次提升8 輛礦車。集中三級(jí)軌道安裝1 部中實(shí)洛陽(yáng)重型機(jī)械有限公司生產(chǎn)的JKB2.5×2/20（-550 絞車）型提升機(jī)，提升距離為608 m，坡度10°；滾筒寬度為2 m、直徑為2.5 m，安裝南陽(yáng)防爆集團(tuán)生產(chǎn)的YBBP450M-10 型電機(jī)，電機(jī)功率280 kW，電控系統(tǒng)采用天津民益電氣有限公司生產(chǎn)的TKM-B/D-D2-6315 型電控系統(tǒng)，一次提升8 輛礦車。集中四級(jí)軌道安裝1 部中實(shí)洛陽(yáng)重型機(jī)械有限公司生產(chǎn)的JKB2.5×2/20E（-650 絞車）型提升機(jī)，提升距離為585 m，坡度10°；滾筒寬度為2 m、直徑為2.5 m，安裝臥龍電氣南陽(yáng)防爆集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的YBBP450M-10 型電機(jī)，電機(jī)功率280 kW，電控系統(tǒng)采用中信重工開(kāi)誠(chéng)智能裝備有限公司生產(chǎn)的KT17102 型防爆電控系統(tǒng)，一次提升8 輛礦車。

2 系統(tǒng)改造方案

礦山斜井的絞車自動(dòng)化由于斜井運(yùn)輸?shù)奶厥庑裕\(yùn)行路線長(zhǎng)，斜井巷道坡度不一，多水平運(yùn)輸，井上車場(chǎng)與井下車場(chǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性等情況，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、運(yùn)輸環(huán)節(jié)技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)的收集，制定斜巷絞車智能化控制實(shí)施方案及技術(shù)改造路線，進(jìn)行視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝，將保護(hù)功能、聲光報(bào)警功能安裝投入，對(duì)絞車及推車機(jī)、安全設(shè)施的聯(lián)動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試運(yùn)行，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體方案

絞車房的設(shè)備改造在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上（原設(shè)備：操作臺(tái)、副臺(tái)、電源柜、整流柜、逆變柜，高壓開(kāi)關(guān)柜，動(dòng)力變壓器、回饋?zhàn)儔浩鞯龋┰黾恿私g車自動(dòng)化柜等輔助設(shè)備，其職能是通過(guò)DP 通信連接，和原有絞車的運(yùn)行系統(tǒng)的程序聯(lián)系在一起，把自動(dòng)化的設(shè)備和功能完整融入絞車控制體系中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行和保護(hù)，與絞車運(yùn)行系統(tǒng)通過(guò)程序編程完美融和。

2.1 增加自動(dòng)化柜

自動(dòng)化柜設(shè)有“自動(dòng)/手動(dòng)”旋鈕，在保留絞車原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，把自動(dòng)化功能簡(jiǎn)單分離開(kāi)，使絞車既有原來(lái)的半自動(dòng)化運(yùn)行，也有全自動(dòng)化運(yùn)行，通過(guò)旋鈕來(lái)選擇，能解決自動(dòng)運(yùn)行與檢修時(shí)需要手動(dòng)操作的實(shí)際操作問(wèn)題。同時(shí)還有各級(jí)保護(hù)的采樣，監(jiān)測(cè)設(shè)備振動(dòng)、溫度、煙霧、制動(dòng)閘盤溫度、制動(dòng)油壓、逆變器電流等，把各項(xiàng)保護(hù)通過(guò)編程進(jìn)入絞車各級(jí)保護(hù)，與信號(hào)系統(tǒng)建立通信，通過(guò)程序修改使絞車自動(dòng)識(shí)別信號(hào)，根據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)絞車智能調(diào)整速度，在無(wú)人值守自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下更加安全可靠。

2.2 增設(shè)遠(yuǎn)程控制臺(tái)

絞車的自動(dòng)化運(yùn)行，在井口車場(chǎng)信號(hào)室處設(shè)有遠(yuǎn)程控制臺(tái)，當(dāng)信號(hào)室發(fā)出運(yùn)行指令后，絞車按運(yùn)行信號(hào)指令開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，遠(yuǎn)程控制臺(tái)有一觸摸屏顯示器，把絞車的運(yùn)行情況通過(guò)畫面顯示給井口工作人員，使信號(hào)室工作人員更好地了解絞車的運(yùn)行情況，操控臺(tái)設(shè)有各種保護(hù)解除開(kāi)關(guān)，方便信號(hào)室工作人員操作，真正達(dá)到絞車房的無(wú)人值守運(yùn)行。操控臺(tái)設(shè)有速度選擇開(kāi)關(guān)，井口工作人員通過(guò)速度選擇開(kāi)關(guān)，可以使絞車在理想的速度運(yùn)行。

2.3 增加視頻系統(tǒng)

絞車的自動(dòng)化運(yùn)行離不開(kāi)視頻系統(tǒng)的輔助，工作人員能通過(guò)視頻顯示更快地了解絞車的運(yùn)行全貌，對(duì)重要設(shè)備和運(yùn)輸部位無(wú)死角監(jiān)測(cè)。

2.4 增加防跑車裝置

利用現(xiàn)代化的PLC 裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)斜井（巷）提升運(yùn)輸?shù)某ｉ]式擋車裝置的自動(dòng)化操作和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了斜井（巷）運(yùn)輸?shù)匿摻z繩脫鉤、斷繩防跑車，礦車超速自鎖及相應(yīng)的報(bào)警、顯示、統(tǒng)計(jì)等功能。系統(tǒng)主要將幾個(gè)各自獨(dú)立子系統(tǒng)兼容起來(lái)，解決了斜井提升系統(tǒng)功能單一造成誤動(dòng)作以及重復(fù)性投入的浪費(fèi)問(wèn)題，給安裝、維護(hù)工作帶來(lái)一定便利[3]。柔式防跑車裝置是一種常閉型裝置，該裝置由PLC 控制器、減速吸能器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、擋車網(wǎng)門和測(cè)速與到位的5 個(gè)傳感器組成。當(dāng)?shù)V車以正常速度到達(dá)距攔網(wǎng)門一定距離時(shí)，攔網(wǎng)門自動(dòng)開(kāi)啟，礦車通過(guò)，當(dāng)?shù)V車全部通過(guò)后攔網(wǎng)門將自動(dòng)放下關(guān)閉。如果礦車出現(xiàn)跑車或脫車等情況，由于攔車網(wǎng)門始終處于常閉狀態(tài)，將礦車柔性攔住，可起到防止跑車目的，如圖2 所示。

圖2 柔式防跑車裝置示意圖

3 應(yīng)用效果分析

1）通過(guò)PLC 程序編程使絞車具備自動(dòng)化運(yùn)行功能。信號(hào)工在車場(chǎng)完成掛車，觀察車場(chǎng)情況正常，發(fā)出絞車運(yùn)行信號(hào)，絞車電控系統(tǒng)接收到運(yùn)行指令，自動(dòng)辨別信號(hào)指令運(yùn)行方向，啟動(dòng)制動(dòng)油泵、潤(rùn)滑油泵系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)安全回路、啟動(dòng)回路、制動(dòng)工作閘回路、潤(rùn)滑回路自動(dòng)確認(rèn)后，根據(jù)車場(chǎng)情況，逆變器送電開(kāi)始工作，絞車開(kāi)始運(yùn)行，礦車在車場(chǎng)低速運(yùn)行至第一道擋車欄通過(guò)后，開(kāi)始自動(dòng)加速到正常速度運(yùn)行，這一過(guò)程無(wú)需司機(jī)操作，絞車自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)完成。礦車在到達(dá)井底車場(chǎng)前，自動(dòng)減速到爬行速度（低速），礦車緩慢輸送到井底車場(chǎng)，工作人員發(fā)出停車信號(hào)，絞車自動(dòng)停止運(yùn)行，絞車自動(dòng)完成一個(gè)提升循環(huán)。

2）斜巷絞車自動(dòng)化控制技術(shù)與目前已有的斜巷絞車提升運(yùn)輸控制系統(tǒng)技術(shù)相比具有極大的優(yōu)勢(shì)，首先在操作上，一名人員即可完成斜巷提升時(shí)推車機(jī)、阻車器、信號(hào)操作、絞車運(yùn)行、斜巷防跑車裝置的操作運(yùn)行，通過(guò)設(shè)置控制器、傳感器操控道岔、阻車器、防跑車裝置等環(huán)節(jié)運(yùn)行，并通過(guò)到位信號(hào)、編碼器信號(hào)反饋確認(rèn)是否具備開(kāi)車條件，通過(guò)故障報(bào)警、絞車閉鎖實(shí)現(xiàn)斜巷提升運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)斜巷采用提升機(jī)單勾提升運(yùn)輸?shù)膶?shí)施，斜巷提升時(shí)推車機(jī)將礦車推至變坡點(diǎn)處，阻車器打開(kāi)，然后向絞車房發(fā)點(diǎn)，絞車識(shí)別信號(hào)開(kāi)車，系統(tǒng)對(duì)開(kāi)車、推車機(jī)、阻車器、斜巷防跑車裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)作，節(jié)約了工時(shí)、人力和材料投入，對(duì)煤礦機(jī)電運(yùn)輸專業(yè)優(yōu)化和提升安全效益意義重大。