山 西 省 煤 炭
優 秀 學 術 論 文 評 審 表
論文題目 復合式斜井跑車防護系統設計與應用
申報學科組 煤炭技術工程與礦山工程組 學科組代碼 13
作者姓名 劉海平 職稱 工程師 年齡 40
工作單位 （詳細）同煤集團生產技術部 職務 科長
通訊地址 大同煤礦集團公司生產技術部 郵編 037003
聯系電話 0352-7868355 13593036501
推薦單位 大同煤礦集團有限責任公司
2011年12月20日
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表一 論文摘要（由作者本人填寫）
煤礦斜井運輸的防護是保障安全的重要環節，文章分析了目前煤礦生產中，斜井運輸過程防護現狀，介紹了復合式斜井跑車防護系統的性能、特點及工作原理，結合大同煤礦集團公司礦井的實際情況，簡單介紹復合式斜井跑車防護系統的設計與應用，說明復合式斜井跑車防護系統在斜井運輸中的重要性。
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所報學術會議 及報送年月 |
中國煤炭學會煤礦運輸專業委員會 2011年學術年會 |
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在何種刊物 上發表過 |
在《煤礦安全》2011年第9期發表 刊號：CN21-1232/TD |
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表二 申報單位初評意
申報單位負責人簽字 申報單位蓋章 年 月 日 |
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表三 省學會評委會專家意見
審閱人簽字 年 月 日 |
復合式斜井跑車防護系統設計與應用
劉海平
大同煤礦集團公司生產技術部 山西大同 037003
摘 要：煤礦斜井運輸的防護是保障安全的重要環節，文章分析了目前煤礦生產中，斜井運輸過程防護現狀，介紹了復合式斜井跑車防護系統的性能、特點及工作原理，結合大同煤礦集團公司礦井的實際情況，簡單介紹復合式斜井跑車防護系統的設計與應用，說明復合式斜井跑車防護系統在斜井運輸中的重要性。
關健詞：復合式；跑車防護系統；設計；
中圖分類號：TD55+3 文獻標志碼：B 文章編號：1003-496X（2011）09-0131-02
我國煤炭開采以井工為主，隨著礦井負荷的增加，斜井提升工作量不斷加重，發生跑車事故的概率也呈現上升趨勢?，F階段，國內礦山運輸事故的發生率已占到了事故死亡率的第3位，而斜井運輸中發生的事故更占到了所有運輸事故中的70%。因此，預防斜井運輸事故，確保礦山安全生產已刻不容緩。
斜井“一坡三擋”是煤礦運輸技術人員多年研究的課題，各煤礦曾自制了多種多樣的擋車器、擋車欄、阻車器，但均不符合或不完全符合《煤礦安全規程》規定，防跑車作用也沒有保證，甚至還有誤動作發生；大同煤礦集團公司也投入大量資金購置了一些斜井智能型跑車防護裝置，但使用效果均不好。因此安裝功能齊備、靈敏可靠、集主動預防與被動防護于一體的的復合式斜巷跑車防護系統對于防止跑車事故發生，減輕事故損失，避免釀成惡性事故起到十分重要的作用。
1 現有跑車防護裝置存在問題
近幾年，國內經過多年的探索研究，斜巷安全防護有了一定的完善提高，在主要運輸提升斜巷，基本實現了安全設施與絞車自動聯鎖，但各種安全防護設施仍存在不齊全、不完善、不配套等缺陷，小的聯絡斜巷仍存在著許多死角和不足。
（1）監控系統動作不靈敏，不可靠。以前擋車裝置的監測控制主要為機械控制、機械-電氣聯控、光電子控制和多普勒雷達監控。這些裝置及控制，要么比較簡單，不能擴大生產及應用；要么比較復雜，投資多，運行費用高。而且擋車器誤動作時有發生，嚴重威脅著煤礦生產和煤礦井下工人的人身安全。
（2）煤礦自制的各類擋車器多為手動操作控制，雖然也起到了一定的作用。但由于作業場所環境惡劣，手動控制響應速度慢等因素，還是難以防止由于操作工不使用或者錯誤使用擋車設施、鋼絲繩斷裂、礦車及連接裝置缺陷造成的跑車事故。
（3）安全設施研發力度不夠, 由于斜巷防跑車安全設施，計算較為復雜，研制開發難度較大，產品投資較大，回報利潤和價值較小，且煤礦安全產品責任較大，一些廠家、科研機構、院校不愿涉足而導致一直不能很好開發。
（4）部分裝置部件質量不過關，不能適應井下潮濕、防爆的惡劣環境，執行機構頻繁動作可靠性差，如編碼器易出故障且重新調試困難，需專業人員和專用調試設備，傳感器、脫扣器、數據采集器、牽引電磁鐵等部件容易損壞等。
2 復合式斜井跑車防護系統組成
復合式跑車防護系統是一個斜井軌道運輸中，全視頻、全過程、無縫隙的監測監控防護系統，實現了人料車自動識別；阻車器、擋車器相互閉鎖；自動和手動相互配合的全方位防護功能系統。從煤礦安全性及運輸效率考慮，在斜井巷道中設置阻車裝置，聯動式提門擋車門和柔性擋車欄以及跑車防護裝置，組成復合式斜井安全防護系統［1］。系統主要由ZZC660型阻車裝置、ZDC30-1.2型跑車防護裝置、ZSJ127型電視監視裝置等組成，系統組成如,圖1。
3 復合式斜井跑車防護系統系統工作原理
復合式跑車防護系統上電后，阻車裝置處于關閉狀態，提門式擋車門處于關閉，柔性擋車欄開啟，3道跑車防護裝置擋車欄下放到位，全程視頻監視裝置投入工作。
絞車啟動后，主控器接收到絞車檢測傳感器SB信號，接通阻車裝置、跑車防護裝置電源。
礦車下行時，控制器接收到軌道傳感器SD、視頻監控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發出“正常運行到達”信號，輸出控制阻車裝置阻車器打開、同時控制操作箱進入工作狀態，控制提門式擋車門打開，打開到位后，控制器接收到開啟到位傳感器SE后，控制關閉阻車裝置用阻車器，礦車順利通過提門式擋車門，礦車通過后，由視頻監視裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發出發出“正常運行通過”信號，控制提門式擋車門關閉；礦車下行到達第一道柔性擋車欄前方時，軌道傳感器SE、視頻監控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發出“正常運行到達”信號，聯動提起柔性擋車欄，提起到位即檢測到提起到位傳感器SF信號后，礦車繼續下行，允許跑車防護裝置接收SA、視頻監視裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發出發出“正常運行通過”信號，第一道柔性擋車欄放下；同理通過第二道、第三道柔性擋車欄；相繼關閉跑車防護裝置擋車欄，礦車進入下平車場。礦車上行時，原理相同。礦車運行中，如若在任一位置檢測傳感器、視頻監控裝置、提升機深度指示器位置傳感元件發出“非正常運行”信號，全系統阻車、擋車裝置不動作，起到復合防護作用。
ZSJ127型電視監視裝置是通過分布在斜井的各個攝像儀，對斜井中各段情況進行采集，攝像儀對采集的圖像信號進行編碼處理，然后將編碼信號通過傳輸線傳送給硬盤錄像機，錄像機收到數據信號后，先進行解碼，再由硬盤錄像機將接收的信號，根據設定要求，進行分析、合成、錄制等處理，并與已設定好的圖形比較，自動識別運動圖像的運行速度，將其信息傳輸到系統控制箱，供系統采集系統判定；同時傳送給液晶監視器，由液晶監視器顯現出各監視點攝像儀攝取的圖像信號，使絞車司機很清楚的看到礦車運行以及各監視點的實際工作圖像，便于及時發現問題，保障生產過程的安全。
4 復合式跑車防護系統的主要特點
復合式斜井跑車防護系統總體設計中參照了國內外先進技術，結合國內制造技術水平現狀和使用地點的適用性進行了總體設計，其主要要點是：
（1）監控系統，采用旋轉編碼器、壓敏開關等多套傳感器獨立測速，PLC表決控制。這種方式能有效地降低由于監測系統錯誤，發生誤動作、拒動作的概率以及減少電氣元件自身發生故障．影響生產情況的發生。
(2）驅動裝置，采用液壓動力包的形式作為動力源。液壓動力包與同規格的常規液壓站相比，結構緊湊，體積小，重量輕，可以在車擋附近擺放，極大地減少了管路長度，保證油路供應順暢。油缸動作靈活可靠。
(3) 車擋機構，采用鋼絲繩框架式混合車擋。使用這種車擋機構在跑車事故發生后恢復生產快．造成損失小。
(4) 緩沖機構，采用卷筒摩擦式吸能。這種方式適應井下巷道的各種惡劣條件．而且屬于變阻力吸能．對提升系統沖擊小。
5 復合式斜井跑車防護系統的創新點
（1）系統通過采用復合集成方式，實現了跑車防護的高可靠性。
（2）系統采用采取阻車器與擋車欄聯合閉鎖技術，由被動式防護轉變為主動防護和科學防護。
（3）系統采用多種傳感測速、驅動、緩沖新技術，解決了以往跑車防護裝置不通用的難題。
（4）系統穩定性強，自動化程度高，解決了以往跑車防護裝置誤動作或拒動作的難題。
6 復合式斜井跑車防護系統系統的應用
2009年在大同煤礦集團公司四臺礦12#408第一暗斜井進行了工業性試驗，該斜井全長180米，坡度15度，安裝ZZC660型阻車裝置、ZDC30-1.2型跑車防護裝置（相互聯鎖）、ZSJ127型電視監視裝置各1套，構成復合式跑車防護系統。系統運行以來，各項功能均達到或超過設計要求，能夠實現車檔聯鎖控制、手動自動切換操作、電視監控等功能。2010年在集團公司進行了推廣使用。
7 結語
復合式跑車防護系統的成功研制，不僅消除了人為的操作失誤和跑車事故,還大大減少了員工的勞動強度,提高了煤礦斜井管理技術水平，而且還為煤礦安全生產、提高工作效率創造了條件，帶動了煤礦技術進步與發展。系統聯鎖、復合的創新模式進一步推動了國內跑車防護系統的新品種的開發和技術內容的創新，進一步提升了我國跑車防護系統的設計與制造水平和開發技術，改變了礦山斜井運輸現有的裝備局面，具有極高的推廣價值。
參考文獻
［1］周英露.斜井跑車裝置的合理配置和使用.同煤科技，2002，92(2):19~21.
作者簡介：劉海平（1970 -），男，山西省繁峙縣人，工程師、國家注冊安全工程師，2010年畢業于中北大學，現在大同煤礦集團公司生產技術部從事礦井運輸管理工作，發表論文數篇。
地址：山西大同新平旺大同煤礦集團公司生產技術部
郵編：037003
電話：(0325)7868355
Email：lhp0512005@163.com
About the author：
Liu Haiping, male, born in Nov. 1970, engineer, graduated from Datong College, now in charge of the mine transportation in Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department and have published many papers.
Address: Datong Coal Mine Group Co. Ltd Product and Technology Department, Xinpingwang, Datong, Shanxi
Post Code: 037003
Tel: (0352) 7868355
Email：lhp0512005@163.com
