煤矿斜井跑车综合防护监控系统设计
斜巷运输防跑车监控系统的设计
３ 系 统 软 件设 计
斜巷 运输 防跑 车监 控 系统 的设 计
郑 禹 陆鹏 程 ，
（． １安徽建筑工业学 院 机 电系 ， 安徽 合肥 ２ ０ ０ ； ３６ １ ２ 中国电子科技集 团 第 ３ ． ８所 ， 安徽 合肥 ２ ０３ ） ３０ １
（ 稿 日期 ：０ ８— ６—２ 收 ２０ ０ ０）
值， 挡车栏 １ 升起 ， 车放行 ； 矿 当矿车到达第 二设定 值时 ， 挡
车栏 １ 放下 ， 车栏 ２升 起。矿车依次 通过各 挡车 栏 ， 挡 到达
下车场 ， 车停转 。语言箱上的指示灯相应亮灭 。 绞 （ ）矿车上行。绞车启动 ， ２ 矿车运行到第二设定 值位置
显示 运 行 情 况 ， 淮 南 某 矿 使用 效 果 良好 。 在 １ 挡 车 装 置
度值存人历史记录中 ， 否则只将速度值输 出显示 。数码管显
挡车装置 由脱扣机构 、 传感 器、 主控箱 、 滑轮 、 升机 、 提 语
音报警显示屏 、 吸能器和柔性挡车栏等组成 （ １ 。正常情 图 ）
作， 主控 Ｐ Ｃ收到信号后 ， Ｌ 发出报警保护命令 ， 绞车安全 回路 断开 ， 各道挡车栏均 处于下 放到位状 态 ， 有效地 防止 了矿 车 冲出斜巷造成更大的事故。 ２ 挡车装置工作过程 （ ）矿车下行。矿车下行到 Ｐ Ｃ内部计数 器第一设 定 １ Ｌ
旋转带式输送机 的卸料位置在机头 ， 只能形成一条弧形 煤堆 。中间卸料器 可以安装在输送机机身 的多处位置 ， 某 在 个卸料器位置 卸料 时 只需 拔 动手柄 ， 卸料 器 的刮煤 板放 使 下， 煤在此被分 向输送带两侧卸下 ； 不需要在此 时卸料时 ， 压 下手柄 ， 在配重铁 自重的作用下 ， 刮煤板翘起 ， 停止在此处 卸 料， 煤继续前行 。卸料器的操作简单。在使用维护需根据 使 用情况更换刮煤板上摩损严重 的胶皮即可。 旋转带式输 送与 卸料 的配合 使用 ， 实现 了多 点 弧形 堆 放， 充分利用煤场场地的 同时又提高了生产效率 。
矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统的改进
矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统的改进在煤矿开采施工当中，煤矿跑车事故是时有发生的，它几乎占到整个矿井运输提升机电施工事故中的50%比例，且依然处于上升趋势。
为了确保煤矿生产施工安全，文章分析了基于PLC控制的矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统，主要对它的系统程序编写与硬件部分设计改进进行了详细阐述。
标签：矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统；矿井运输；PLC控制；程序设计在煤矿开采生产过程中，倾斜井巷主要被应用于矿井提升运输系统，它也是矿井生产最重要的环节部分，直接参与煤炭、岩石材料提升和设备材料下放等施工任务，另外也包括对矿井施工人员的升降送达任务。
所谓矿井跑车事故多是由于煤矿斜巷在提升过程中，绞车提拉矿车由于重力分力作用而造成脱钩现象，促使矿车沿轨道方向异常运行。
它不但能造成井巷及设备损坏，也能造成人员伤亡，后果不堪设想，必须对其加以综合防护改善。
1 PLC控制系统的选用就传统煤矿矿井运输工作而言，它所采用的跑车防护控制装置方式主要包括继电器控制、单片机控制、工业计算机控制等等。
这些传统控制方式在实践运用中均暴露出体积偏大、可靠性不强、系统设计、安装及调试工作量大且复杂，故障率偏高等问题，不能完全确保矿井运输的100%综合有效防护，还会为矿井运输及施工带来安全威胁。
而就目前的众多应用技术来看，基于可编程序控制器原理的PLC控制系统则效果更好，它具有无可替代的技术优势，对矿井运输施工恶劣环境也具有较强的适应性，以下给出PLC控制系统的基本工作原理。
将PLC控制系统应用于倾斜井巷跑车体系中，其关键就是以PLC控制器为控制核心的矿用跑车综合防护系统构建。
它主要是将传感器分别安装于轨道各处，希望起到测速与到达的作用，同时将其它传感器安装于挡车栏配套部件上，作为限位传感器来检测挡车栏的实际提升与下放状态。
在整个控制过程中，PLC 则起到结合传感器信号来判断矿井跑车实际运行状态的作用，并能够基于不同状态而發出各种动作指令[1]。
煤矿斜井、斜巷轨道运输防跑车安全技术措施
煤矿斜井、斜巷轨道运输防跑车安全技术措施倾斜井巷轨道运输是矿井辅助运输系统的重要组成部分，同时因斜巷运输环境条件复杂、线长面广且环节多，这些不利的因素极易引发多种类型运输事故。
在这些运输事故中，跑车事故是极易发生的一类运输事故，危险性大，后果严重，是矿井辅助运输安全需关注和防治的重点。
根据《煤矿安全规程》第三百七十条关于倾斜井巷轨道运输之规定，结合集团煤矿企业多年来在斜巷轨道运输中所积累的成功经验，现制定煤矿斜井、斜巷轨道运输防跑车安全技术措施如下，要求集团各煤矿企业必须遵照执行。
一、防跑车安全管理制度1.倾斜井巷轨道运输防跑车设施安装必须有正规的设计图纸并经矿技术总监审批把关，所有设施安装必须符合设计要求。
2.倾斜井巷轨道运输防跑车设施安装完毕投入使用前必须执行验收确认制度，未经矿相关安全技术部门验收，不得投入使用。
未安设防跑车设施的倾斜轨道运输巷道不得提前投入使用。
3.各使用队组必须将队组所属作业范围内倾斜巷道轨道运输防跑车等安全设施包机到人并明确责任。
4.各矿涉及在倾斜井巷轨道运输作业的队组必须建立有专业检查、维修、试验运输线路安全设施小组，负责对有关斜巷轨道运输系统安全设施进行检查、维修、试验和日常维护工作，并做好相关记录。
5.从事倾斜巷道轨道运输作业的上岗人员必须经过矿安全技术培训中心培训，并取得上岗资格证方可持证上岗。
6.各矿安全管理部门必须设有专职的人员分管矿井运输工作，并监督使用队组对倾斜巷道轨道运输特别是斜巷道轨道运输安全设施进行管理、检查。
7.各矿安全部门必须对矿井斜巷轨道运输安全设施安设的部位、数量、名称登记建档，任何单位和个人不得随意变动。
对矿井巷道安设的防跑车设施，矿安全科及下属部门要监督使用单位确保设施正常使用。
二、防跑车安全设施的设置标准1.本标准适用范围：（1）倾斜井巷开拓、掘进小绞车运输巷道；（2）倾斜井巷单轨、双轨无极绳运输巷道；（3）倾斜井巷开拓、掘进轨道无极绳、小绞车混合运输巷道；（4）矿井主、副斜井提升绞车运输巷道。
防跑车及跑车防护设置图解轨道线路(3)分解
出具制动试验报告，制动力为牵引力的1.5-2倍。
《煤矿平安规程》第390条变更内容
• （三）必需设置既可手动又能自动的平安闸。平安闸应当 具备以下性能：
• 1．绳牵引式运输设备运行速度超过额定速度30%时，其他 设备运行速度超过额定速度15%时，能自动施闸；施闸时 的空动时间不大于0.7s。
上述挡车装置必需常常关闭，放车时方准打开。 兼作行驶人车的倾斜井巷，在提升人员时，倾斜井 巷的挡车装置和跑车防护装置必需是常开状态并闭
图解《煤矿平安规程》第387条规定
（三） 在上部平车场入口安设能 够控制车辆进入摘挂钩地 点的阻车器。
（四） 在上部平车场接近变 坡点处，安设能够阻 止未连接的车辆滑入 斜巷的阻车器。
• 2．在最大载荷最大坡度上以最大设计速度向下运行时， 制动距离应不超过相当于在这一速度下6s的行程。
• 3．在最小载荷最大坡度上向上运行时，制动减速度不大 于5m/s2。
• （四）胶套轮材料与钢轨的摩察系数，不得小于0.4。
《煤矿平安规程》第390条变更内容
• （五）柴油机和蓄电池单轨吊车、齿轨车和胶套轮车的牵 引机车或者头车上，必需设置车灯和喇叭，列车的尾部必 需设置红灯。
（五）潞矿生字{2012}467号文件第十二条：倾斜井巷绞车接力的运输作业区间 两端必需用防跑车装置进行封闭。
阻车器
变坡点
运输作业封闭区段
起坡点
阻车器
（六）潞矿生字{2012}467号文件第十四条：在轨道运输线路末端不 少于3米处，必需设置牢靠的轨端阻车器。
（七）潞矿生字{2012}467号文件第十五条：倾斜巷道线路交叉点，必 需在各支线距交叉点不大于2米处，设置防跑车装置。在列车通过时， 只开通通行线路，其他线路防跑车装置必需处于常闭状态。
煤矿斜井防跑车装置安装规范
煤矿斜井防跑车装置安装规范篇一：煤矿防跑车装置安全运行管理办法煤矿斜巷防跑车装置安全运行管理办法（修订）为进一步明确我矿斜巷防跑车装置管理范围及管理责任，规范防跑车装置操作、使用和维护检修，确保防跑车装置安全有效可靠的使用，特制定本防范措施。
一.防跑车装置管理范围1、机电队负责范围：斜井防跑车装置安装于各绞车房（硐室）内的主控柜（包括控制箱、综合显示仪），各绞车房内部摄像仪电源及线路的维护及整挂，各绞车房内防跑车装置PLC 控制箱的日常维护保养及配件的购置。
2、运输队负责范围：安装于绞车房外的控制开关、信号箱、小型提升机、吸能器、挡车拦、传感器及机械配件（滑轮、地脚螺栓、U型卡等的维护、检修；对各挡车栏及控制器除尘刷漆，各防跑车装置处照明灯、缆线的整挂及除尘。
3、调度室信息中心负责范围：防跑车装置摄像仪、光纤及线路的日常检查维护，损坏配件的购置更换，摄像仪角度的调整，各绞车房内监控显示器的日常维护及画面调节，并保证监控画面传送至各相关区队值班室。
二.防跑车装置的日常管理斜井防跑车装置建立设备运行检查记录，斜井防跑车装置每班必须由专人检查，主要对防跑车的机械部分、电器控制部分、钢丝绳和视频装置等设施进行详细检查。
绞车司机和检修维护人员每班检查1次，并及时认真填写记录，以备案待查，要求：队长、技术队长每周不少于2次，主管科室的专业人员每周不少于一次，主管科长每月不少于3次，科长每月不少于2次。
各检查人员发现防跑车装置有异常现象或不具备安全运行条件时，要立即汇报或安排检修人员进行处理，在故障或隐患未排除之前该绞车严禁提升作业。
三.防跑车装置日常维护检修1.减速机要定时换润滑油，一般使用1500～2000小时换油一次，每周检查减速机油一次。
2.脱扣器上的开口销一个月换一次，每天检查一次。
3.传感器的感应头要经常保持清洁。
4.轴编码器外壳每天要保持清洁，并检查编码器与转动部的连接装置。
5.每天检查传感器、编码器、限位器、电机的固定螺栓是否松动。
斜井防跑车方案
斜井防跑车一．概述：井下辅助运输安全管理一直是煤矿安全生产的薄弱环节，现辅助运输设备全为人工操作、自动化程度低是严重制约煤矿生产效率提高、运输事故频发的主要因素。
井下辅助运输系统点多面广，工作地点较为分散，占用人员多，人员素质参差不齐，斜巷运输是辅助运输安全管理的重点，也是运输事故多发点。
目前，斜巷防跑车装置和跑车防护装置等安全防护设施全部采用手动（电磁阀）方式操作控制，操作时机和操作到位状况无法进行确认。
安全设施人工操作的随意性、对安全设施状态的判断失误、车辆运行位置的误判断以及行人时行车等因素是造成斜巷运输事故的主要原因。
随着矿井机械化程度的不断提高，特别是采煤工作面和掘进作业机械化作业自动化程度的不断提高，辅助运输人员在煤矿职工中的比例不断提高，落后繁重的辅助运输作业影响了矿井劳动生产率的进一步提高；辅助运输系统事故率居高不下，其中斜巷运输事故高达90%以上，严重影响了矿井的安全生产，阻碍了“两型三化矿井”建设。
全面的推进斜巷运输安全设施的控制自动化、运输过程的视频监控、全方位自动安全防护，是实现矿井本质安全运输的必由之路。
二、研究开发的必要性1、现状分析斜巷运输是矿井运输的重要组成部分，也是安全事故的多发区。
事故的原因主要是安全设施可靠性差、控制方式落后、操作工不能正确使用防跑车装置和跑车防护装置、对车辆运行情况状态不了解等，造成多次跑车事故和其他伤人事故，严重影响了矿井的安全生产。
《煤矿安全规程》第三百七十条规定对倾斜巷道安全设施做了明确规定，但在现场使用中因控制方式的不合理、动作灵敏性可靠性差、操作的随意性大等原因，使安全设施的作用不能有效发挥。
北宿煤矿辅助运输全部采取窄轨运输，其中副暗斜井是矿井矸石、物料运输的必经通道，是矿井辅助运输的咽喉。
主要防跑车和跑车防护设施有：顶部车场每条空车道各有两套分爪阻车器，一套手动卧闸，重车道有两套自动复位式单向阻车卧闸，变坡点下30米处，每股道分别安有一套挡车栏，巷道中部安装有雷达测速常开式柔性挡车栏两套，底部以上30米处一组气动道岔，一组气动常闭挡车栏。
煤矿斜井跑车防护装置的设计与实践
煤矿斜井跑车防护装置的设计与实践郑绪坤（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046600）摘 要基于煤矿井下斜井提升运输的安全可靠运行，将跑车事故的损失降低到最低，霍尔辛赫煤业公司自行设计研制了一套用于煤矿斜井的跑车防护装置。
斜井跑车防护装置运行稳定，发生跑车事故后可以有效地进行保护性拦截，降低跑车事故发生后的各项损失。
关键词斜井 跑车防护装置 设计中图分类号 TD534 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2020.03.049Design and Practice on Sports Car Protection Device for Inclined Shaft in Coal MineZheng Xu-kun(Shanxi Hall Yueh Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Changzhi 0466000)Abstract : Based on the safe and reliable operation of inclined shaft hoisting and transportation in coal mine, the loss of sports car accident is reduced to the lowest. Hall Yueh Coal Industry Company has designed and developed a set of sports car protection device for coal mine inclined shaft. The protective device of inclined shaft sports car runs stably, the protective interception can be carried out effectively after sports car accident, and the loss after sports car accident can be reduced.Key words : inclined shaft protective device for sports car design收稿日期2019-09-22作者简介 郑绪坤（1983-），男，汉族，山东烟台人，2008 年 7月毕业于太原理工大学机械设计制造及自动化专业，本科，工程师，主要从事机电管理工作。
煤炭井下斜巷跑车防护装置的布置设计
引言在我国煤矿生产中,一个非常重要的环节就是运输工作,而井下串车提升是煤矿生产的重要组成部分,担负矿井除人员外的材料、设备及矸石等的升降任务。
而斜巷跑车是矿井中危害较为严重的多发型事故,轻者损坏巷道支护、电缆及管道等,重者会危及提升设备和人身安全,并造成矿井停产。
1兰花百盛矿井副斜井概述山西兰花百盛煤业有限公司设计生产能力为0.9M t /年。
兰花百盛矿井副斜井下属低瓦斯矿井,无煤尘爆炸危险,属易自燃煤层,工作环境一般。
该矿井副斜井是进风井,井筒斜长308.486m ,包括井筒与井口连接处设7°坡并有对称道岔,7°坡长度为20.15m ,井筒倾角为22°,长度为288.366m ,井筒中部有甩车场。
副斜井中矿井材料、设备及矸石等的升降任务以单钩串车提升方式完成,每钩提3辆一吨固定矿车,长材和大件则用平板车运送。
副斜井提升绞车为J K -2.5/31.5型单滚筒提升绞车,提矸石时,3辆1t 固定矿车组列,矿车和矸石总重为7.23t 考虑,升降最重件时,平板车和设备总重为20t 。
矿车规格尺寸:1t 固定矿车为2m ×0.88m ×1.15m ;最大重件高为2.05m ,宽为1.5m 。
铺轨型号和轨距:30kg/m 轻轨,600m m 轨距,最大提升速度为3.03m /s 。
为了保证副斜井提升系统的设备安全,避免在副斜井井筒中发生跑车事故,并满足2016年版《煤矿安全规程》第387条规定的要求,在倾斜井巷内安设能够阻止运行中断绳、脱钩的车辆发生跑车的防护装置。
斜井跑车防护装置主要用于斜井井筒内,当发生跑车或矿车脱钩现象时,矿车撞击挡车栏随车下行,将矿车具有的动能逐渐转化成缓冲机构的热能,使矿车减速直到最后停下来,实现缓冲拦截,将矿车和斜井井筒设备的损坏程度降到最低。
2副斜井跑车防护装置的布置分析对于副斜井井筒内发生的跑车事故,应确保挡车装置将其拦截掉,以避免矿车沿轨道继续下跑,对井筒内设备和井底车场人员造成人身伤害。
一种矿井斜巷运输监控系统的防跑车设计
信 号 ， 扣 器 传 感 器 安 装 在 脱 扣 器 中 ，脱 扣 器传 感 器 接 线 完 毕 脱
后 ， 号 控 制 箱 上 电 ， 箱 内 Ｐ Ｃ 对 应 输 入 端 信 号 指 示 灯 应 亮 信 则 Ｌ 或 者 传 感 器 出线 端 亮 ： 了检 测 发 出 信 号后 电机 能 否 工 作 ， 安 为 需 装 提 升 机 传感 器 ， 钢 安 装 在 减 速 器 轮子 上 ， 感 器 前 端 面 与 磁 磁 传 钢 平行 距 离 不 能 大 于 ５ ｍｍ ， 升 机 传 感 器 接 线 完 毕 后 ， 号 控 提 信 制 箱 上 电 ，人 工转 动 电 机使 磁 钢 对 准传 感 器 探 头 ，则 箱 内 Ｐ Ｃ Ｌ
时 ， 车撞击挡车栏 ， 矿 脱扣 器 开 口销受 剪 切 力 切 断 ， 扣 器 内 传 脱 感器 动作 ， 主控 Ｐ Ｃ 接 收 到 这 一 传 感 器 信 号 ， 出报 警 保 护 命 Ｌ 发 令 ， 车 安 全 回路 断 开 ， 道 挡 车栏 均 处 于下 放 到 位 状 态 ， 效 绞 各 有 地 防止 了 矿 车 冲 出斜 巷造 成 更 大 的事 故 。 ３ 挡 车 装 置工 作 过 程
时 ， 车栏 对 跑 车进 行 可 靠 的 阻拦 ， 免 事 故 的 发生 。 挡 避 ２ 挡车 装 置 工作 原 理
图 １ 防跑 车 装 置 安装 示 意 图
采 用 旋 转编 码 器 作 为测 距 传 感 器 ，Ｌ 作为 控 制 核 心 ， 车 ＰＣ 绞
房 主控 Ｐ Ｃ 对 编码 器 发 出的 脉 冲进 行计 数 ， Ｌ Ｌ Ｐ Ｃ根 据 计 数 的结 果转 换 为 绞 车 的旋 转 角 度 和旋 转 方 向 ，从 而判 断 出矿 车 现 在 的 位 置和 运 行方 向 。当 检 测 出 车矿 的位 置 在 某一 道 挡 车栏 预 定 提
新型跑车防护装置在煤矿斜井轨道运输系统中的应用
鏊笾。
组新型跑车防护装置在煤矿斜井轨道运输系统中的应用马桂云(神华宁夏煤业集团灵新煤矿运输区，宁夏灵武751410)’喃要]本文就zD c一30／189型跑车防护装置的组成废工作原理、设备特点、优点及存在不暹及其虚对策略以及在实际生产中的应用进行?总结，在斜井轨道运输系统中具有广泛的推过意义。
p蝴】ZD C一30／L89藿1；跑车防护装置；轨道运输系统；智能控制；应对措施：’，，‘o√，，煤矿斜并轨道运输系统作为矿井运输的一个重要环节在各煤矿生产企业得到了广泛的应用，它的运行状况直接影响矿井的生产能力。
对于采用斜井轨道串车运输系统的矿井，确保斜井提升系统的安全尤为重要，而防止斜井发生跑车事故则成为重中之重。
1以往使用的跑车防护装置存在的问题神华宁煤集团灵新煤矿斜井轨道井筒坡度均在120～150之间，生产过程中物料提升下放采用斜井轨道串车提升方式，矿井曾先后在一、三采区安装使用常开式跑车防护装置，经过实际生产发现该系统存在诸多不足，系统主要采用超速测速传感器作为检测装置，当失控矿车下行速度达至U传感器限定数值时发出信号，各挡车栏先后下放，对失控矿车进行拦截。
由于挡车栏是常开式，～旦挡车栏收放绞车、挡车网等出现机械故障，挡车栏就会出现无法正常下放的情况。
而且经过实际运行发现该系统的很多弊端，使得我矿斜井提升在运行过程中存在安全隐患。
为确保斜井提升工作的安全进行，必须对以以上问题进行解决，通过对河南焦作河利尔机电设备有限公司所生产的ZD C一30／1．89型常闭式跑车防护装置进行考察，我矿选用该设备安装在四、五采区勒道E山井筒。
图1为Z D C一30／1B9型常闭式跑车防护装置工作示意图：图1ZDC一30／189型常闭瓣防#糊工作，蕊}图2Z D C-3f f l．89型常闭式跑车防护装置的组成及工作原理Z D C一30／189型常闭式跑车防护装置由主控柜、测速传感器、提升机、挡车拦、控制开关、限位器、吸能器、脱扣器构成。
副斜井防跑车设计
榆树泉矿副斜井跑车防护装置设计计算书工程名称：副斜井跑车防护装置设备工程日期：二0一三年三月一、副斜井斜井跑车防护装置1、副斜井斜井井筒设有运输轨道，正式轨道选用30kg/m钢轨，600mm轨距系统。
预先设计在斜井井筒内设有斜井防跑车装置四套，以防矿车断绳或脱钩等跑车事故的发生。
满足《煤矿安全规程》第370条的要求。
2、斜井防跑车装置选型（1）、原始参数①、主斜井井筒坡度：17°；②、最大件总质量：77546N(根据初设)；③、巷道总长（斜长）：850m；④、矿车最大运行速度：3.8m/s；（2）、跑车防护装置设计说明：根据有关统计数据，大多数的跑车现象发生在井口，因此井口挡车栏应保证对跑车事故的绝对拦截，即跑车拦截能量不超过挡车栏的最大抗冲击能量。
（3）、跑车防护装置计算跑车防护装置能量计算：1/2mV2+mgLsina=E+mgLcosau其中：E—挡车栏的抗冲击能，m—总质量，v—矿车运行速度，a---斜巷倾角g—重力加速度，取g=9.8m/s2；µ—运行阻力系数，L—挡车距离；目前国内生产的装置吸能器一般在 1.0—2.2MJ之间倒推得知两道挡车栏安全间距为175m，所以首先设定井口头道挡车栏在井口向下100m处安装得出E=2567907j一般防跑车装置有两道吸能器故E1=1283953j（4）、跑车防护装置布置跑车防护装置布置如下：在井口变坡点（α＝17°）下100m处内安设第一道挡车栏防跑车装置；共安设挡车栏五套。
在距第一道挡车栏175m处安设第二道挡车栏防跑车装置，以后每隔175m安设一道挡车栏。
根据计算得知：Emax=4398343j E1max=2199172j二、根据以上结果选型如下：斜巷跑车防护装置型号：ZDC30-2.2数量：5道（提升机构；包括PLC控制箱、旋转脉冲编码器、状态报警显示器、收放绞车、跑车防护装置挡车栏、缓冲器、框架等全套设备）要求：QBC-60/660（380）N矿用隔爆型可逆电磁起动器、YB2隔爆型三相异步电动机、钢丝绳、煤矿用聚乙烯绝缘编织屏蔽聚氯乙烯护套通信电缆、煤矿用移动橡套软电缆、本质安全型位置传感器、防跑车挡车装置用控制箱、D防跑车挡车装置用旋转脉冲编码器、防跑车挡车装置用状态报警显示器、跑车防护装置用收放绞车、跑车防护装置用挡车栏等，应有安全标志。
矿山斜井安全提运综合智能监防系统
矿山斜井安全提运综合智能监防系统摘要：系统针对现有斜井（巷）提升防跑车装置多为常开式的现状，结合钢丝绳动态在线检测，研制了一种的完全常闭式斜井提升综合监防系统，实现了钢丝绳在线检测，绞车与行人的车人互锁；矿车掉道自锁；钢丝绳断绳及脱钩自锁；矿车超速自锁；行人不行车；掉、卡道闭锁报警；跑车闭锁报警；钢丝绳磨损过大闭锁报警等综合监防功能。
解决了斜井提升中由于掉道、断绳、超速等原因引起的重大安全隐患事故。
关键词：串车PLC 钢丝绳斜井提升防跑车在线监测闭锁传感器1、引言目前国内斜井防跑车装置，多为常开式，有的利用雷达式光电传感器控制，有的利用跑车后高速撞击挡杠摆杆，挡住断绳或脱钩的车组。
上述装置工作在恶劣的矿井斜巷环境中，灵敏度低，寿命短，无法有效的起到防跑车作用。
某些利用安装在提升绞车主轴上的轴编码器监测防跑车，更无法检测串车的脱钩、断绳事故。
根据《煤矿安全规程》第370条规定：“在倾斜巷道内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置，挡车装置必须是经常关闭，放车时方准打开”。
我们利用一套PLC控制器同时达到多道常闭式防跑车装置和斜巷行车严禁行人的安全规定。
利用PLC控制常闭式防跑车机构，兼控斜巷行人安全保护，同时起到对钢丝绳动态在线检测，串车掉道、脱钩、断绳等事故的实时监控和闭锁，并能在绞车房实现事故闭锁、报警、挡网状态显示、串车速度显示及提升统计功能。
该系统对煤矿斜井（巷）的安全生产将起到十分重大的作用。
2、系统说明利用PLC装置，实现斜井（巷）提升运输的多道常闭式挡车装置的自动化操作和监控，实现钢丝绳在线检测，斜井（巷）运输的的人车闭锁；矿车掉道自锁；钢丝绳脱钩、断绳自锁；矿车超速自锁及其相应的报警、显示、统计等功能。
解决了斜井提升中由于掉道、断绳、超速等原因引起的重大隐患事故。
2.1 钢丝绳动态检测模块钢丝绳动态检测部分由钢丝绳动态检测仪器组成，该动态检测仪器在线检测钢丝绳的磨损、断丝、锈蚀等状况，并将其信号传输给PLC，系统由PLC定量分析钢丝绳的运行状况。
煤矿斜井轨道提升运输跑车防护装置选型设计方案
煤矿斜井轨道提升运输跑车防护装置选型设计方案编制：******审核：机电科：机电副总：主管矿长：总工：机电动力科二零一六年一月斜井运输是煤矿运输的重要环节，斜井跑车事故是较为常见事故，一旦发生钢丝绳断绳或脱钩等跑车事故，就可能造成设备损坏、中断斜井运输等经济损失，严重时还可能造成人员伤亡。
《煤矿安全规程》第三百七十条明确规定：“倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守下列规定：（一）在倾斜井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置”。
煤矿斜井运输巷道主要有进风井、副井、10**轨道下山、10**材料绕道、15**轨道上山、25**辅运大巷和25**皮带机头上山，为了保障以上巷道提升运输安全，按照规程要求对跑车防护装置进行选型设计。
一、跑车防护装置的形式跑车防护装置为常闭型，该装置一般由PLC控制器、传感器、吸能器、执行机构及挡车栏等组成。
原理图如下所示：3000～5000C 段B 段下变坡点上变坡点SC传感器A 段30000吸能器SA传感器执行机构及挡车栏（单位：mm）正常情况下跑车防护装置为常闭状态。
①当矿车下行时，前后轮经过“SA ”传感器，“SA ”感应到两个信号经PLC 判定为矿车正常行驶速度时，PLC 将发出命令让执行机构将挡车栏提升，让矿车通过。
当矿车下行越过传感器“SC ”后，传感器“SC ”将发出矿车下行通过挡车栏信号,PLC 控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。
②当矿车上行经过轨道传感器“SC ”时，轨道传感器“SC ”将发出矿车上行通过信号，PLC 电控箱控制上提挡车栏，让矿车通过。
当矿车上行越过传感器“SA ”后，传感器“SA ”将发出矿车上行通过挡车栏信号,PLC 控制器将控制电机反转进行下放挡车栏。
③若矿车速度超出正常运行速度时，PLC 不动作，挡车栏保持放下的位置即常闭状态，对矿车有效拦住，保障了巷道下部设备和人员的安全。
二、跑车防护装置选型计算结合上述跑车防护装置原理，对其吸收冲击能量的分析计算如下：根据能量守恒定律，矿车在井筒内任意一点发生跑车事故，到矿车被跑车防护装置拦下所发生的能量变化为：矿车在发生跑车事故点的动能（即矿车正常下放的最大动能）与矿车被拦下，所经过斜坡长度矿车势能减少的和应该等于矿车在轨道上摩擦损失的能量与跑车防护装置吸收能量的和，公式如下：αμ＋α＝cos E sin 212mgL mgL mv +……………………………………⑴ 可计算得跑车防护装置吸收能量：αμα＝cos sin 21E 2mgL mgL mv -+……………………………………⑵ 当已知跑车防护装置的吸能器的吸收能量，可计算出跑车防护装置斜巷安装间距：α）μα＝cos sin (21L 2--mg mv E …………………………………………⑶ 式中：L ——从跑车开始到矿车被挡车栏拦住所经过斜坡长度，m ；m ——发生跑车的矿车或串车质量，kg ；E ——跑车防护装置吸收能量，J ；α——斜坡轨道的倾角，度；μ——矿车或串车运行阻力系数，取μ=0.015；g ——重力加速度，取g=9.8m/s2 ；v ——矿车最大运行速度，m/s ；查询煤安网可知：通过煤安认证拥有煤安标志的跑车防护装置生产厂家所生产的吸能器的吸收能量一般在 1.0～2.4MJ之间。
斜井防跑车装置优化设计及应用
斜井防跑车装置优化设计及应用在斜井区域正确选择和适当安装各类车辆挡车装置是有效防范跑车事故发生的重要措施，山东华恒矿业有限公司依据有关规定并结合实际生产，对防跑车装置进行优化，使该装置可对斜井运输中的矿车进行完整的检测、控制、捕捉和制动，工作性能可靠，使用效果良好，给斜井提升运输提供了一个安全的工作环境。
标签：斜井；防跑车装置；传感器1 概述-1000水平现为山东华恒矿业有限公司主要生产水平，其中-1000副暗斜井起着人员、物料的提升运输作用，是保障矿井正常生产最重要的一条运输线路。
巷道运输距离长、巷道坡度20°，采用双轨提升。
斜井跑车事故是运输过程中最大安全隐患，斜井防跑车装置安全性能的高低直接反应其安全系数的大小。
针对防跑车编码器发生断线或停止工作等故障时，设备不报警、不停机，将防跑车编码器、加深指校正传感器，相互闭锁。
针对防跑车挡车栏没有到位显示，只有检测收放绞车钢丝绳的到位显示，发生断绳事故时，系统没有反馈，依旧显示正常，易造成矿车撞坏防跑车装置、矿车掉道事故，在各挡车栏的实际到位位置加设到位传感器，通过主、从电控箱控制挡绳栏收放绞车，解决了以上问题，效果良好。
2 装置结构和工作原理2.1 装置结构该装置有电控箱、状态报警显示器、防爆型监视器、防爆摄像仪、提升机、电动收放绞车、吸能器、柔性挡车栏、全自动阻车器等设备组成。
挡车栏上方轨道两侧安装车位传感器，挡车栏由电动收放绞车牵引，防爆型监视器安装在绞车房内。
2.2 工作原理在正常情况下，柔性挡车栏处于常闭状态。
当提升机启动，斜巷进行提升运输任务时，矿车到达挡车栏前方提升点或下降点，通过电控箱发出收放指令使电动收放绞车启动，牵引挡车栏升起，矿车通过后，电控箱发出下放指令使绞车放下挡车栏。
当矿车超速（跑车、溜车等）时，挡车栏对跑车进行可靠的阻拦，避免事故的发生。
因故障挡车栏不能正常打开时，矿车下放或提升至柔性挡车栏处，碰撞挡车栏可使脱扣传感器发出信号，使电控箱发出指令将提升机闭锁，停止运行。
常闭式斜井跑车防护装置集中控制及视频监控设计方案
常闭式斜井跑车防护装置集中控制及视频监控设计方案一、概述为了适应煤矿现代化的需要，配合国家要求的数字化矿井的要求，常闭式斜井跑车防护装置集中控制及视频监视系统，包括由防爆工业电脑，PLC可编程控制器，动态组态软件及电器控制箱组成的集中控制系统：和由井下防爆红外摄象机和监视器及井下防爆交换机组成的视频监视和传输系统两部分组成。
常闭式斜井跑车防护装置集中控制采用进口PLC进行程序控制，通过组态软件实时监控，可直观的看到常闭式斜井跑车防护装置和矿车的工作状态；使用工控机触屏控制，可以实时、准确反映防跑车装置的工作情况，并与绞车联动：视频监视系统时时监视巷道的时时状态，及防跑车装置的运行，并且可以把数据实时传输到整个矿井数字化系统中，以保证巷道运输安全。
整个系统操作简单，便与检修。
二、项目设计１、项目需求：斜坡段长度579米，斜坡倾角28度，提运最大件重量16吨,上下变坡点以下和以上70米处各安设一组手动档车栏，在斜坡段余下的440米范围内安装自动档车栏２、项目设计依据：根据公式：V = √2gl(sinα-μcosα) 和W=1/2mv2有l= v2/2g (sinα-μcosα)=2W/2gm(sinα-μcosα)= W/gm(sinα-μcosα)上述式中： g-----重量加速度 9.8m/s2μ-----摩擦系数 0.2α-----坡度 28ºW----- 抗冲击能量 2.5x10 6 J m------矿车总质量 16000kg将上述参数代入式中，计算有l=100米所以初定每套布置间距100米，所以再安装4档。
３、项目布置图：三、系统性质１、系统功能：（１）系统的手动自动状态通过总的手动/自动转换按钮来实现。
（２）四套防跑车装置分别单独控制，当其中的一套出现故障时其余的可以正常使用。
（３）具有设备检测功能，当出现故障时在工控机上显示出现具体故障的解决方法。
（４）具有各传感器及挡车拦动作模拟显示功能。
矿山斜井安全提运综合智能监防系统挡车栏研究
车栏 中， 钢丝绳直接承受矿车的冲击力 ， 所 以挡 车 强 度 的计算主要是计算钢丝绳 的强度 。
（ １ ） 设 受 力 钢 丝绳 的根 数 为 ／ ２ ＇ ＝１ ２ ， 则 每 根 钢 丝 绳 所 受 的拉 力
Ｐ
将数 据带入 式（ ８ ） ， 得出：
一Байду номын сангаас
√ ９ ． ８ ｓ × （ ｉ ｎ ×。 ２ ２ 一 ０ ． ０ １ × ｃ ｏ ｓ ２ ２ 。 ） － ｌ … ０ ． ｏ … ３ ｓ
部分 。只有确 定合 理 的挡车栏 的强度 ， 才 能 在 出现
（ ２ ） 矿车 以初速度为 ％ 发生跑 车时速度 和时间 的 计 算
＝
３ ５ ． ９ ０ ｍ／ｓ
Ｋ Ｑ ＝ （ √ ） （ Ｑ ０ ＋ Ｑ １ ）
Ｑ Ｉ ） （ ｓ ｉ ｎ ｏ ｔ － Ｉ ． ｔ ｅ ｏ ｓ ａ ） ；
量， ｋ ｇ ；
（ ８ ）
②跑车所需 时间 ｔ ．
￡ ． ： （ ４ ）
式 中： Ｑ一 重 车作 用 在挡 车栏 上 的静 力 ， Ｎ， Ｑ＝（ Ｑ 。 ＋ Ｑ 。 一 矿车 自身质量 ， ｋ ｇ ；Ｑ 一 矿 车载运 物料 的质
现任滕州市煤炭工 、 ｌ 局安全科长 ， 工 程 师
Ｑ 一 静力 Ｑ沿 挡车栏 表 面垂直 方 向的分 量 ，Ｑ
＝
Ｑ Ｃ Ｏ ￥ （ 一 ） ；
ｌ ３ ８
童瞧羡 斜ｌ 技
２ ０ １ ３ 年 第ｌ 期
ｎ 一 挡 车栏 与铅垂线 之间的锐角 ， （ 。 ） ； ６ 。 一 挡 车栏 的弹性变形 ， ｍ； ６ 一 缓 冲弹簧 的弹性变形 ， ｍ；
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煤
矿开采
Ｖ０１．１６Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉｅｓ Ｎｏ．９９）
Ａｐｒｉｌ ２０１１
Ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
煤矿斜井跑车综合防护监控系统设计
张喜麟
（大同煤矿集团技术中心，山西大同０３７００３）
［摘要］
介绍了一种采用视频成像、轨道传感器测速和深度指示器定位等检测监控技术的斜
本文介绍了同煤集团采用视频成像、轨道传感
器测速、深度指示器定位等检测监控技术开发的斜 井跑车综合防护装置，及其设计理念、原则、相关 技术参数和实施效果。 ２斜井跑车综合防护系统设计
２．１
总体设计思路 （１）采用视频成像、轨道传感器测速和深度
【收稿日期］２０１ｌ—０２—２ｌ ［作者简介】张喜辟（１９６３一），男，山西大同入，工程师。 ８３
８４
［１］汪进雅．斜井跑车防护装置布置形式分析［Ｊ］．煤矿开采， ２０１０，１３（６）：７４。６２． ［２］王延祥．煤矿斜巷运输跑车事故及其预防措施［Ｊ］．煤矿开 采，２０１０，１３（６）：７５—７６． ［责任编辑：王兴库］来自万方数据万方数据
总第９９期
煤矿开采
２０１１年第２期
星譬量兰三篓耋娄巴妻竺。Ｂ．Ｚ。Ａ１８。－，５一／１２７型矿用 隔爆控制按钮组成，其原理如图１所示。
３斜井跑车综合防护系统应用实践
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””。～一”～”””一一…一一
３．１试验地点及条件 首用地点在同煤集团四台矿４０８盘区第一暗斜 井。该轨道运输暗斜井长度１４５ｍ，斜井坡度１４０ ３０’，由绞车提升运输，上下车场均为双轨平车场， 一次提升空车数量约为３—５辆；一次提升重车数 量为１辆。 ３．２总体运行情况
车也是煤矿中可能发生的事故，一旦发生跑车，就 可能造成设备损坏、中断斜井运输，造成严重的经 济损失，甚至还会造成人员伤亡。所以煤矿斜井轨 道运输防跑车问题始终是煤矿安全生产中非常重视 的安全问题，《煤矿安全规程》第三百七十条也做 出明确要求，其要点：上部车场接近变坡点处安设 自动复位式（或联动式）阻车器；变坡点下约一 列车的长度处安装第一道跑车挡车栏；在斜巷内根 据巷道运输实际工况（巷道坡度、串车质量等） 逐级安装跑车防护装置。目前煤矿使用的防跑车装 置种类较多，无论采用哪种方法设计的防跑车装置 都必须灵敏可靠，动作准确，成本低，其结构也不 要过于复杂，以免制造和维护困难。实际上这是一 个很难完美解决的问题，再加上斜井条件不同其设 施参数也就不同，因此，没有统一防跑车装置标 准，所以，尽管目前防跑车装置种类较多，然而探 索和研制新型防跑车装置还是十分必要的。
（３）ｚｓＪｌ２７型电视监视装置由摄像仪、录像 机、监视器、电源箱等组成，其布置方式如图３。
图３
ＺＳＪｌ２７型电视监视装置布置
（４）斜井跑车综合防护系统主要功能是可在 煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾角在３０。以 下的轨道提升运输斜巷中使用，用于防止上平车场 发生矿车下滑造成的跑车事件；对跑动矿车用航空 吸能式缓冲器进行有效拦截；对矿车运行进行自动 监测及控制通行和阻止通行，具有手动和电动功 能，其性能好、高效运转、安全可靠、检修方便、 全程可视化等特点。
井跑车综合防护装置。该装置具有ＰＬＣ控制，实现了系统的联锁、自检，以及在发生跑车时进行吸能 式缓冲和柔性减速；同时还具有故障报警、挡车栏状态指示、人车和货车分别控制，预设阻车器关闭 时间，实现全过程跑车综合防护。对该系统的设计理念、原则、相关技术参数和实施效果进行了阐 述，对煤矿的斜井防跑车装置选型有一定的参考价值。 ［关键词］ 斜井；防跑车；防护装置 ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００６－６２２５（２０１１）０２－００８３－０２ ｆｏｒ
［中图分类号］ＴＤ５５．３
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｒｕｎｎｉｎｇ－ａｗａｙ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ
Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
１Ｗｍｅｒａｌ
Ｃａｒ ｉｎ Ｓｌｏｐｅ Ｍｉｎｅ
１
问题的提出 斜井轨道运输是煤矿运输的重要一环，斜井跑
誓爹器定位等检测技术，监控矿车的运行状态及位
（２）采用ＰＬＣ控制实现系统的联锁、互锁及 自检功能，最大限度地避免装置的误动作。 （３）通过航空吸能式缓冲器柔性减速设计， 增强防护装置的吸能量。 （４）系统设计故障报警、挡车栏状态指示、 人车和货车分别控制功能。 （５）系统设计预设阻车器关闭时间，开启角 度大于９００，便于平板车通过。 ２．２通过研究设计形成的整机主要功能 （１）可自动、手动实现矿车正常运行通过和 跑车运行阻挡。 （２）实现矿车实时监控和常闭式跑车防护功 能。正常状态时挡车栏上提、下放；跑车状态时挡 车栏拒动，在受到车辆冲击时，能够有效缓冲车辆 的冲击力。 （３）实现全视频、全过程、全方位、无缝隙 地监控。 ２．３主要结构组成 系统主要由ＺＺＣ６６０型阻车装置、ＺＤＣ３０—１．２ 型跑车防护装置、ｚＳＪｌ２７型电视监视装置、传感 器测速系统、深度指示器定位系统和控制系统等组 成。 （１）ＺＺＣ６６０型阻车装置由ＺＺＣ６６０一Ｋ型阻车 装置用隔爆兼本安控制器、ＧＵＤＩＯ型矿用电感式 接近传感器、ＺＺＣｌ０００型阻车装置用阻车器、ＫＢＸ 一５／６０型矿用隔爆行程开关、ＹＢＫ２－８０１－４型煤矿
图１
ＺＺＣ６６０型阻车装置
在２ａ的使用中，机构动作符合技术指标要求， 动作灵敏准确稳定，不受周边环境信号干扰，未发 生过串车重钩碰车事故，且维修量小。具体测试项 目和技术指标如下： （１）在产品研制出厂试验和使用中测得的数 据，航空吸能式缓冲器最大防冲击力１２０ｋＮ；速度 传感器和位移传感器信号传输速度和时间为ｏ．２ｓ； 挡车栏提升和下行的最大速度２．４ｍ；挡车最大距 离４８ｍ；传感器安装最佳位置２８ｍ。 （２）进行了斜井跑车防护系统的抗冲击性能 和可靠性试验。分别对防串车重钩阻车装置和挡车 门进行破坏性试验，能完好的将冲击力小于１２０ｋＮ 的重载矿车挡住。分别对空车、重车进行反复试验 的１２０次上、下行提升和放行矿车中，动作机构无 一次拒动，动作灵敏可靠，在后续的试运行与运行 过程中也未发生过拒动现象。 在首用成功一年后，又在集团公司下属６个矿 进行了应用，截止目前使用情况较好，有再推广的 潜力。 ４结束语 斜井跑车综合防护系统是斜井运输中必不可少 的安全设施，本系统全视频、全过程、无缝隙思路 和以不发生跑车事件为主的理念进行了综合防护设 计，即监测系统先进，执行机构可靠。希望本系统 对煤矿的斜井防跑车装置选型有一定的参考价值。 除了电机及电气控制器有防爆要求，具有煤矿特殊 性外，其他均为机械装置，只要有斜坡运输场所都 可应用。
［参考文献】
（２）ＺＤＣ３０—１．２型跑车防护装置由ＫＸＪ一６６０ （３８０）ＺＤ型隔爆兼本质安全型电控箱、ＧＳ一２０ＺＤ 型速度传感器、ＪＦ一１５０ＺＤ型收放绞车、ＤＣ３０— １．２ＺＤ型挡车栏、ＳＧＨ一２４型声光监控箱、ＧＷＨ一 １０ＺＫ型位移传感器等组成，其结构如图２所示。
图２
ＺＤＣ３０—１．２型跑车防护装置