黃超群

摘 要 安徽太平礦業(yè)有限公司，是一家井下開采的金屬礦山，其井下工作面分布較廣、中段較多，中段與中段之間的礦石和材料調(diào)度運(yùn)輸，主要依靠斜井提升卷揚(yáng)機(jī)，由鋼絲繩將礦車從低水平中段提升至高水平中段。那么，如何確保斜井提升過程的安全，杜絕斷繩跑車事故至關(guān)重要。我們結(jié)合現(xiàn)有的斜井提升設(shè)備，積極探索，從斜井提升安全裝置使用技術(shù)出發(fā)，設(shè)計安裝了適用效果好、安全可靠性高的防跑車裝置。當(dāng)鋼絲繩在斜坡道上突發(fā)斷繩時，能夠?qū)⒌V車有效進(jìn)行攔截，從技術(shù)上有效杜絕的跑車設(shè)備事故。

關(guān)鍵詞 斜巷;防跑車;裝置;擋車欄

1裝置的工作原理

斜井防跑車裝置是通過在運(yùn)輸斜巷上分段安裝擋車欄，通過電控裝置自動打開和關(guān)閉擋車欄，僅僅當(dāng)?shù)V車通過時，擋車欄自動打開，其他時間始終處于關(guān)閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對斷繩或失控的礦車有效進(jìn)行攔截。該裝置與斜巷卷揚(yáng)機(jī)形成有效聯(lián)鎖，確保了提升容器的安全。

斜井防跑車裝置采用旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器作為測距傳感器，裝置的電控箱內(nèi)配有PLC核心控制器，卷揚(yáng)正常提升情況下，擋車欄始于常閉狀態(tài)。當(dāng)?shù)V車運(yùn)行至擋車欄位置時，擋車欄提前自動開啟，礦車經(jīng)過后，擋車欄自動關(guān)閉。擋車欄的數(shù)量根據(jù)斜巷總長度設(shè)定，一般控制在60米/個。

擋車欄分為自動控制和手動檢修兩種狀態(tài)。投入自動狀態(tài)后，控制系統(tǒng)自動識別編碼器的深度計數(shù)，監(jiān)控畫面顯示礦車的實(shí)時運(yùn)行位置、速度和運(yùn)行方向，當(dāng)運(yùn)行到設(shè)定運(yùn)行區(qū)間后，擋車欄根據(jù)預(yù)設(shè)的提升點(diǎn)、下降點(diǎn)驅(qū)動收放絞車動作，實(shí)現(xiàn)擋車欄的自動開啟和關(guān)閉。控制系統(tǒng)還設(shè)有手動檢修狀態(tài)，操作人員可以根據(jù)實(shí)際工作需要，旁路控制程序，手動實(shí)現(xiàn)擋車欄開啟或關(guān)閉狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)生跑車時，礦車沖擊擋車欄，緩沖器緩沖0.3～3m后礦車被可靠攔住，同時擋車欄發(fā)出故障報警信號，并將信號傳送給卷揚(yáng)機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)安全回路立即自動斷開，停止提升作業(yè)[1]。

2裝置的構(gòu)成

防跑車裝置分為機(jī)械和電控兩個部分。其中，機(jī)械部分主要由擋車欄、緩沖器、提升絞車、鋼絲繩、生根鋼構(gòu)件以及相應(yīng)的緊固連接件等組成。電控部分主要由電控箱、旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器、狀態(tài)顯示器、位置傳感器、隔爆型電鈴等組成，如圖一所示。

防跑車裝置的安裝適用性強(qiáng)，機(jī)械部分主要安裝在斜坡運(yùn)輸巷道內(nèi)，生根鋼構(gòu)件安裝在巷道兩側(cè)邊幫，擋車欄由4根Φ26*20m的鋼絲繩固定而成，通過收放絞車實(shí)現(xiàn)升降，緩沖器可以有效緩沖礦車的撞擊，確保有效攔截。電控部分安裝在卷揚(yáng)操作室內(nèi)，通過電源線、控制線、信號線與控制器相連實(shí)現(xiàn)拖動和傳輸。軟件控制系統(tǒng)為獨(dú)立的單元，通過外部狀態(tài)顯示器相關(guān)數(shù)據(jù)與卷揚(yáng)機(jī)形成對比，接取各自的外接輸出點(diǎn)，便可以有效地進(jìn)行監(jiān)控。

電控部分的選配。電控箱供電電源工作電壓為交流127V，波動范圍75%～110%。接口形式要求，具有二路DC24V電壓輸出，具有RS232通信接口，用于電控箱和礦用顯示器之間通訊。具有2個固態(tài)繼電器觸點(diǎn)輸出，其觸點(diǎn)容量為2A/127V，其中1個接BAL1-127隔爆型電鈴，另一個接絞車電控回路。具有8個PLC輸入即采集6個本質(zhì)安全型位置傳感器開關(guān)量信號和2個脈沖編碼器的脈沖信號。具有6個PLC輸出點(diǎn)，可以控制3組防跑車裝置用隔爆兼本質(zhì)安全型電控箱信號。

收放絞車的選配。工作電壓為交流AC 380V，電機(jī)功率為1.5kW應(yīng)采用取得安全標(biāo)志準(zhǔn)用證的隔爆型三相異步電機(jī)（型號：YB2-90L-4）。提升速度控制在0.37m/s+0.05 m/s，完成一次提升、下放時間不大于4秒，最大提升力：1500 N，電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400rad/min，減速機(jī)型號：NTIW80減速機(jī)比速：1：30，滾輪直徑：150mm，滾輪寬度50 mm，容繩量10m，鋼絲繩直徑6×19+FC-10外形尺寸800mm×430mm×350 mm，重量125kg。

擋車欄的選配。采用易制作的普通型擋車欄，適用于巷道最大傾角30度，最大抗沖擊能量2.5MJ，緩沖距離0.3-10m，緩沖器最大制動力210k N，工作方式為常閉式，緩沖與擋車欄網(wǎng)的鋼絲繩直徑為6×37+FC-24（1770MPa），擋車網(wǎng)外形尺寸：1690 mm×2000 mm×50mm，重量約60kg，緩沖器外形尺寸650 mm×318 mm×735mm，重量約120kg。

3裝置的安裝與調(diào)試

擋車欄的安裝。確定擋車欄距離不要超出計算沖擊的理論值，對于較長的巷道安裝多道擋車欄來保證本裝置的可靠性。安裝時可根據(jù)礦車運(yùn)行速度，考慮安全余量，計算出擋車欄打開的提前量，然后確定擋車欄的安裝位置。例如當(dāng)?shù)V車運(yùn)行速度為3m/s時，擋車欄打開時間為5s，安全余量為4m，則擋車欄開啟的提前量可設(shè)為10m。每道擋車欄間距控制在60米，根據(jù)實(shí)際斜巷長度計算安裝道數(shù)，最后一道擋車欄安裝在下車場附近。

收放絞車的安裝。收放絞車由減速機(jī)、防爆電機(jī)、滾筒、底板、限位裝置、位置傳感器等組成。收放絞車作為提升擋車欄的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其最大提升高度為1.5米，通過礦車高度為1.5米+L（L為擋車欄下放到位后能使四根鋼絲繩有效防護(hù)礦車的距離），用8-M16螺絲固定在擋車欄上方6m處槽鋼上，以不影響人和物料的通行為原則，滑輪與收放絞車之間鋼絲繩平行于巷道，提升鋼絲繩采用6×19+FC-10，且在滾筒上繞3圈，接線參照總接線圖。

電控的安裝與調(diào)整。根據(jù)具體位置布線，進(jìn)行電控調(diào)試，實(shí)現(xiàn)斜井卷揚(yáng)和防跑車裝置的聯(lián)合調(diào)試。接通電控箱和狀態(tài)顯示儀后，進(jìn)入手動和自動狀態(tài)調(diào)試，通過擋車欄提提高度，確定收放絞車行程絲桿上的限位開關(guān)的具體位置，傳感器安裝在滑動牌坊上，收放絞車的電控便調(diào)試完成[2]。

4裝置的保養(yǎng)及故障處理

做好裝置的保養(yǎng)工作，應(yīng)從整個裝置的組成部件做起。定期檢查擋車欄鋼絲繩6×37+FC-24是否有銹蝕、斷絲、變形等（如有請及時更換并按照安裝調(diào)整要求進(jìn)行），定期給鋼絲繩上涂油。定期給減速機(jī)換油，定期檢查收放絞車鋼絲繩6×19+FC-10是否有銹蝕、斷絲、變形等（如有請及時更換），定期給鋼絲繩上涂油。保持跑車防護(hù)裝置用狀態(tài)顯示器清潔，表面不得有劃痕。定期檢查編碼器旋轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)可靠。定期檢查電路的電纜是否破損、接線是否松動。定期檢查本質(zhì)安全型位置傳感器、編碼器固定螺絲是否有松動，如有請及時緊固，定期清理，保持位置傳感器感應(yīng)頭要清潔。緩沖器安裝調(diào)整完成后不能隨意變動。當(dāng)發(fā)生過跑車事故后擋車欄鋼絲繩變形應(yīng)及時更換并按照安裝調(diào)整要求進(jìn)行。定期檢查鋼絲繩上繩卡有無缺損，若有及時補(bǔ)上。確保擋車欄上每根鋼絲繩尾繩要平直不能扭曲。

做好裝置的故障分析與處理，可以結(jié)合現(xiàn)場故障，從原理查起。當(dāng)出現(xiàn)擋車欄不動作故障時，分為手動狀態(tài)不動作和自動狀態(tài)到達(dá)設(shè)定位置時擋車欄不動作兩種情形，此時，可以從外線接觸不良、熔斷器損壞、電機(jī)損壞等方面檢查。當(dāng)出現(xiàn)編碼器正常旋轉(zhuǎn)深度指示器無變化故障時，此時，可以從編碼器接線是否斷路、編碼器是否損壞、插接件是否接觸不良等進(jìn)行判斷。當(dāng)出現(xiàn)故障發(fā)生后沒有故障顯示的情形是，可以判斷基本上是外部接線接觸不良。當(dāng)出現(xiàn)故障顯示信息時，可以根據(jù)故障顯示的故障名，進(jìn)行對照查找，故障排除后，最后進(jìn)行故障復(fù)位和清除。

5使用效果及效益

在投入使用防跑車裝置后，斜井提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性大大提高。當(dāng)卷揚(yáng)在斜井發(fā)生故障停車時，再次啟動，有時會出現(xiàn)因剎車控制不當(dāng)、下滑溜車的情形，而此時，擋車欄完全可以有效將下滑的礦車進(jìn)行攔截，使得卷揚(yáng)操作更加安全可靠。當(dāng)發(fā)生斷繩跑車時，擋車欄發(fā)揮的作用便會更大，可以及時緩沖、有效攔截、防止撞擊，完全可以杜絕斷繩帶來的設(shè)備損壞、人員傷亡等安全事故。

6結(jié)束語

防跑車裝置適用于礦山以及各類斜坡卷揚(yáng)運(yùn)輸場所，它的使用范圍較廣，實(shí)用性較強(qiáng)，控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)安全可靠。防跑車裝置的投入使用，從技術(shù)上保障斜井運(yùn)輸?shù)陌踩?，有效杜絕了斷繩跑車事故的發(fā)生，對礦山企業(yè)井下的安全生產(chǎn)意義重大，安全效益可觀。

參考文獻(xiàn)

[1] 左海建，李玉星.煤礦井下斜巷常閉聯(lián)鎖防跑車及跑車防護(hù)裝置設(shè)計與應(yīng)用[J].價值工程，2014，33（31）：58-59.

[2] 李衛(wèi)東.ZJF-127/B型斜巷防跑車裝置在煤礦的應(yīng)用[J].中國科技信息，2011（7）：160.