馬常勝

（大同煤礦集團大同地方煤炭有限責任公司， 山西 大同 037000）

引言

為了實現(xiàn)礦井生產(chǎn)高效、安全運行，需要設計一套安全且高效的煤礦井下輔助運輸系統(tǒng)，而猴車作為井下運輸裝置，由于其便捷性、安全性的特點，現(xiàn)已逐漸被廣泛應用。

猴車保護體系（電控）主要有操作臺（井下輔助）、電纜線路、電控設備、信號設備等。為了使得整套保護體系運轉(zhuǎn)更為順暢、安全、穩(wěn)定，本研究旨在實現(xiàn)猴車保護系統(tǒng)保護裝置的自動化，達到系統(tǒng)精簡操作的最終目的。

1 PLC 控制技術的應用

猴車現(xiàn)有電控安全保護系統(tǒng)雖然已經(jīng)較為完善，但仍存在一些問題?；赑LC 控制技術，對該系統(tǒng)進行改進，改進過程應將不同賦存條件下系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的需求予以考慮。所選擇的控制器應滿足兼容性高的要求，此外應充分考慮系統(tǒng)運行設計、控制設計等功能，在選型前基本確定系統(tǒng)設計過程中各個部件的基調(diào)。綜上，選擇了PLC 控制器（FX2N-24MT型號），并輔之外部拓展單元（FX2N-16 型號）。為了便于實現(xiàn)信號的傳輸以及數(shù)據(jù)執(zhí)行，全套系統(tǒng)選擇總線型結構?？刂葡?、輸入/輸出裝置、變頻設備等構成了PLC 控制系統(tǒng)，控制箱選用PLC 控制裝置（FX2N-24MT），在輸入/輸出過程中采用拓展單元（FX2N-16） 進 行[1]。 變 頻 裝 置 選 取 的 是FR-F740-CHT 型，該套裝置能夠在同種工頻狀態(tài)下實現(xiàn)自由切換和調(diào)整，其采用的通信接口是RS485型號，并能夠在多泵共同運轉(zhuǎn)時完成循環(huán)運行。為確保系統(tǒng)運行的高效性，該系統(tǒng)運行采取模擬信息的方式完成數(shù)據(jù)的收集、運行以及處理工作；此外該套系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)指示或代碼采取多種形式共同參與的方式，包括功能語句、梯形圖等形式。

2 猴車安全保護裝置組成與安裝位置

2.1 速度保護傳感裝置

支架、傳感裝置共同組成了速度保護系統(tǒng)，猴車速度如若超過設定的安全閾值，便會被速度保護系統(tǒng)檢測到，做出立即停車的行為；同時做出預警指令，及時提示施工人員注意安全。此外，速度保護系統(tǒng)界面上還會顯示“欠速保護”“超速保護”等指示信號，以充分保障乘車人員的安全，同時也對施工作業(yè)人員的安全負責。在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，為了平均布置在傳感裝置托輪上，速度保護傳感裝置的N 極指向外部，磁鋼極性需要保證一致。圖1 為速度保護傳感裝置安裝示意圖[2]。

圖1 速度保護傳感裝置安裝示意圖

2.2 重錘下限保護裝置

跑偏開關以及吊架共同組成了重錘下限保護裝置，施工作業(yè)過程中如若重錘發(fā)生降落行為（降低至距離底板高度不足200 mm 處），猴車安全保護設備便會接收到重錘下限保護裝置發(fā)出的指令和警示信號，猴車將會被電控安全保護系統(tǒng)終止運行，并及時提示施工人員注意安全，發(fā)出“危險”的信號。此外，為避免重錘落地后的一系列安全隱患，重錘下限警告也會及時顯現(xiàn)在電控安全保護系統(tǒng)顯示屏的位置，以避免猴車牽引繩力度不夠產(chǎn)生的打滑現(xiàn)象。在安裝重錘下限保護裝置時，應將擋板布置在設備滑輪架中，擋板之上另外布置重錘下限保護開關；同時配套使用鋼絲繩（3 mm 直徑），鋼絲繩的長度應滿足以下條件：重錘與底板的最小間隔200 mm，其長度應與該間距相同。重錘下限保護裝置設置了重錘下落的安全閾值，如若重錘發(fā)生緊急下落，一旦下落距離超過安全閾值時，鋼絲繩則會接觸到重錘下限保護裝置，使得重錘下限保護裝置采取相應的預警措施，做出一系列的安全保護行為。圖2 展示了重錘下限保護裝置開關安裝過程[3]。

圖2 重錘下限保護裝置開關安裝示意圖

2.3 吊繩保護裝置

猴車運轉(zhuǎn)過程中，吊繩保護裝置的作用是針對吊繩（輸送鋼絲）掉落問題，即時采取相應的措施，由監(jiān)控系統(tǒng)做出停機信號，使得猴車免于安全事故，及時終止運轉(zhuǎn)。圖3 為吊繩保護裝置，該裝置被安裝在猴車支架上，與輸送吊繩牢固接觸。

2.4 急停保護裝置

鋼絲繩、吊架、跑偏開關等配件構成了急停保護裝置。鋼絲繩的安裝位置較高，應在距離地面1 200 mm 的高度上安裝，鋼絲繩的安裝位置應滿足每隔100 m 的位置加固一個啟停開關，以使足夠的啟停開關可以控制鋼絲繩，鋼絲繩（3 mm）應與啟停開關相連接。在猴車工作過程中，施工人員控制啟停開關時可通過某一位置拉動鋼絲繩實現(xiàn)。整個系統(tǒng)能夠根據(jù)啟停開關降落情況來判斷是否需要向控制系統(tǒng)發(fā)出停機信號，該信號被控制系統(tǒng)接收后，能夠向猴車做出停車指示，并播報信號預警，同時在顯示屏上予以提示，顯示“急停故障”的信號。啟停開關在操控工人松開開關之后，便會及時恢復正常工作。

圖3 吊繩保護裝置

3 猴車安全保護裝置設備選型

設備選擇應首先滿足礦井作業(yè)的安全需求，這不僅是任何施工作業(yè)必須堅守的原則，更是由于猴車運行環(huán)境決定的，這是因為猴車安全保護設備長期在井下運行，且所處的礦井環(huán)境多變復雜，因此，設備安全性能的提升顯得十分必要。表1 所示即為設備選型統(tǒng)計表。

表1 設備選型情況統(tǒng)計表