挡车栏说明书

观音山煤矿提升运输上山ZDC30-2.2型跑车防护装置
产
品
介
绍
及
设
计
方
案
设计单位：陕西航泰电气有限公司
二〇一二年七月
1 概述
根据《煤矿安全规程》第三百七十条之规定，利用先进的设计理念，开发研制出ZDC30-2.2型跑车防护装置，利用高精度传感器信号作为控制挡车栏的提升、下
放，实现准确车辆运行位置的确定，将挡车栏状态信息在声光监控箱上显示，显
示挡车栏的提升到位、提升中、下放中、下放到位的状态指示，便于观察，以及
挡车栏动作、控制故障报警，便于问题的及时发现处理，挡车栏采用吸能式结构，
能有效的拦截矿井斜巷发生跑车的车辆。

1.1 装置特点
（1）将先进的设计技术应用到本装置中，国内首创，使装置的寿命延长，可靠性大幅提高；
（2）采用先进的PLC控制和轨道传感器，时间、速度测量精度高，提高了装置控制的准确度；
（3）具有故障报警、挡车栏状态指示、人车和货车分别控制，功能强大，控制方便；
（4）柔性减速吸能器设计，技术领先，吸能量大，使矿车的损伤程度降到了最低；
（5）控制装置具有自检功能，对各部件的工作情况进行巡检，特别是对挡车栏（车挡）的位置自检，最大限度地避免了装置的误动作，对于跑车脱轨能进行有效
地拦截；
（6）根据客户需要配置有视频监控。

1.2装置基本参数
（1）挡车栏
a)适用巷道最大倾角: 300；
b)缓冲距离: 0.3-10m；
c)额定缓冲阻力: 220KN；
d)挡车栏：普通型；
e)工作方式：常闭式；
f)外形尺寸：网架：2000×50×900mm；吸能器：450×450×900mm；
g)重量：网架：100kg；吸能器：500kg；
h)钢丝绳（吸能器用钢丝绳、挡车网用钢丝绳）：6×37(Φ26)。

（2）收放绞车
a)电机：型号：YB2-90L-4,工作电压： AC660(380)V,
b)减速机： WPA80；
c)钢丝绳规格型号：Φ8(6×19)；
d)提升速度： 0.5米/秒；
e)最大提升力： 1500N。

f)绳轮：直径：300mm，宽度：168mm，高度：63mm，容绳量：15m。

g)外形尺寸： 620×470×320mm；
h)重量： 60kg。

（3）电控箱
a)工作电压： AC660(380)V。

b)最高输出电压： DC23.5V。

c)最大输出电流： DC110mA。

d)PLC可编程电控箱额定输入电源：AC220V 50Hz
e)防爆标志： Exd[ib]I
f)外形尺寸： 612mm×440mm×214mm
g)重量： 63kg
（4）传感器
a)本安电压： DC23.5V。

b)本安电流： DC15mA.
c)防爆标志： ExibI
d)外形尺寸：Φ30×60mm（Φ18×50mm）
e)重量： 130g(100g)
（5）监控箱
a)本安电压： DC23.5V.
b)本安电流： DC40mA
c)防爆标志： ExibI
d)外形尺寸： 380×360×181mm
e)重量： 23kg
1.3装置具备的功能要求
（1）挡车栏采用圆盘摩擦式柔性挡车栏：
a)储能器2.2MJ；
b)挡车栏升降采用电动，电压AC660（380）±10%V；
c)缓冲距离0.5～10m；
d)工作方式为常闭式，容器通过时打开，通过后及时关闭；
e)采用传感器采集信号，安装在绞车深度指示器上，牌坊式和圆盘式均能适应；
f)适用于单购或双钩提升。

（2）控制箱采用PLC控制，电源电压AC660（380）±10%V，对于一条斜巷内2档以上的跑车跑车系统，采用主控P LC和分控P LC联网的通信方式，减少信号电缆的使用量，同时也减少了安装和维修量。

（3）装置需具备的保护功能：
a)自检功能；
b)人车闭锁功能。

当人员提升时，在绞车房通过控制系统的转化使挡车栏处于常开状
态，并能可靠锁住；
c)挡车栏状态显示功能。

绞车司机通过指示灯能清楚了解挡车栏“关”、“闭”状态；
d)误动作报警功能。

当挡车栏误动作时，指示灯与声音同时报警；
e)具有电机的相序和过载保护；
f)具有断电记忆功能。

（4）视频监控具备的功能：
a）实时监视工作现场情况；
b）根据需要可以设置多种方式的录像模式，可以选择硬盘存储的方式，提供硬盘录像资料的备份与剪辑功能；
c）预览时显示模式多路切换，支持快速、慢速回放；
d）支持16路PAL/NTSC制式的视频信号，每路皆可实时每秒25帧的独立硬件压缩，采用H.264视频压缩技术，不仅支持变码率，而且支持变帧率。

可设定视频图像质量，也可设定视频图像的压缩码流，可以保存连续一周的数据信息.
1.4 适用范围
本装置可在煤矿、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，对矿车运行防护。

安全标志证号：MCK110001
2 型号含义及成套设备的组成
2.1 型号含义
最大抗冲击能量(MJ)
最大巷道倾角(°)
跑车防护挡车
装置
2.2设备组成
ZDC30-2.2型跑车防护装置组成
注：根据客户需要可以增加一台液晶显示的跑车防护装置用操作箱，跑车防护装置可以通过此操作箱液晶模拟显示矿车在斜井中的位置及跑车防护装置当前所处的工作状态。

3 结构与工作原理
3.1结构如图所示：
3.1.1速度传感器深度指示器安装方式
监控箱
3.2工作原理
3.2.1传感器深度指示器方式
在深度指示器上安装1个位移传感器（GWH-10ZK ）为“SA ”，2个收放绞车用限位传感器（GWH-10ZK ），分别为“SE ”和“SF ”，
深度指示器
轮盘式安装图
丝杠式安装图
装置上电后，PLC 电控箱输出24V 的直流电源，通过PLC 电控箱接口板使四个传感器处于等待工作状态 ，同时PLC 将自动判别挡车栏是否下放到位，如果没有下放到位，控制收放绞车将挡车栏自动下放到位,监控箱红灯点亮。

当有矿车下行，深度指示器转动，滑杆在深度指示器丝杠上滑动，当滑动到SA 位置，即传感器SA 检测到滑杆信号时，电控箱收到传感器SA 的检测信号，电控箱将控制电机正转完成上提挡车栏操作，红灯熄灭，黄灯点亮，挡车栏上提到上限位，传感器SE 将发出上提挡车拦到位信号,停止上提挡车栏，监控箱绿灯点亮；矿车通过挡车栏后，滑杆通过检测传感器SA ，SA 无信号输出，电控箱检测到SA 信号消失后，电控箱将控制电机反转进行下放挡车栏，同时监控箱绿灯熄灭，黄灯点亮，下放到下限位传感器SF 后,电控箱控制停止下放挡车栏，监控箱红灯点亮；若矿车速度超出正常运行速度时，电控箱不动作，挡车栏保持放下的位置即关闭状态，对矿车进行有效拦截，保障了巷道下部设备和人员的安全。

当矿车上行时，滑杆在深度指示器丝杆上反向滑动，当滑动到SA 传感器位置，即传感器SA 检测到滑杆信号时，电控箱收到传感器SA 信号，电控箱控制上提挡车栏，监控箱熄灭红灯，黄灯点亮，挡车栏上提到上限位传感器SE ，SE 将发出上提挡车拦到位信号, 停止上提，监控箱黄灯熄灭，绿灯点亮；这时矿车继续上行通过挡车栏后，滑杆的转动通过检测传感器SA ，SA 无信号输出，电控箱检测到SA 信号消失后，电控箱将控制电机反转完成下放挡车栏，下放到下限位传感器SF 后，停止下放，监控箱红灯点亮。

在挡车栏上提、下放过程中出现故障时，即下放挡车栏或上提挡车栏在规定时间内未
检测到离开或到达限位信号，PLC将自动使电机断电停止工作，并发出报警，点亮七彩报
警灯，使系统得到保护。

3.2.3 多台通讯联网控制：
由于有的斜巷较长需要同时安装多台跑车防护装置，而每台装置的状态显示、报警信号需引单独的10芯电缆，多台安装将会用很多的信号电缆，不经济且安装麻烦，使用控制不方便，故采用联网通讯进行集中控制使问题得到有效解决。

单台从机工作原理和单台独立使用时相同。

多台通讯联网控制方式，和单台独立安装使用不同之处是在绞车房增加一个通讯用主控箱和操作台，将原来的单台装置作为分机，用一根双绞屏蔽通讯线将各单台（分机）连接起来接到主控箱，主控箱上通过通讯线将每单台（分机）的状态信号传到主控箱进行处理并送到声光监控箱上指示出来。

同时声光监控箱还有“人车”、“复位”功能，人车功能的操作：即在行走人车时按下操作台上的“人车”按钮，此时所有的挡车栏会自动打开处于常开状态并锁定，此时可安全行走人车，行完人车后再按动“人车”按钮可解除人车功能，此时所有挡车栏会自动下放处于常闭状态；复位功能的操作：如果挡车栏处于上限位，要想人为使其下放到下限位，或者经过跑车系统报警需解除报警，只需按一下故障显示箱上的“复位”按钮，此时，挡车拦自动下放为关闭状态，报警解除。

该跑车防护装置可实现和绞车总电门互锁联动，且绞车房安装有该装置的声光监控箱，装置有故障时监控箱立即给出报警信息，并且发出声光报警，通知绞车操作人员采取必要的措施。

电气原理框图
4 设备安装
4.1.深度指示器安装方式：
安装深度指示器以及绞车转动，确定检测块长度，根据挡车栏安装位置在深度指示器上安装传感器SA。

4.2吸能器的位置及安装（图2）
在巷道与轨道之间挖基础，尺寸见图2所示。

将吸能器放入基础中，吸能器开口方向及离轨道的距离尺寸见图2所示，浇注吸能器时吸能器中心应垂直斜坡面地脚螺栓装置在吸能器固定孔，地脚螺栓头部露出4-5扣，然后用混凝土（砼15）一次浇注完成，待基础完全凝固后再上紧地脚螺栓上的螺母。

然后先取Ф26的钢丝绳两根（左右吸能器各一根）与吸能器绳轮用U型卡子紧固。

绳轮上的绳头不宜留的过长（第一个U型卡子留出绳头30mm左右），盘绳前需将钢丝绳在巷道中拉直摆顺，吸能器盘绳应紧密，排列有序，不得有松弛，压绳现象。

吸能器盘绳留出绳长约2m，应等距，（做绳环用），误差不得大于40cm，后取适量黄油涂于轴头和键槽内，将绳轮紧固。

再将留出的绳在距吸能器绳轮护罩1m处对折，用26#绳卡将对折的钢丝绳在紧贴护罩卡紧，再每隔250mm向对折处均匀卡三个绳卡并紧固，将折回多余的钢丝绳头留在吸能器绳轮护罩外侧或去掉。

做好吸能器盘绳后，在行人侧将另外四根绳穿过吸能器绳的绳环，折回1m，从打折处开始每间隔250mm打一个绳卡。

然后将四根绳的另外一端穿过另外一个吸能器的绳环，打折卡四个绳卡。

应注意拦车网绳与吸能器的调节，不宜过松、过紧。

4.4 横梁、收放绞车导向滑轮的装置及连接（提升挡车栏的装置见图3、图4、图5、图6）
在吸能器下方3～5米处做垂线定横梁（25﹟槽钢）位置，横梁的平面平行于水平面，横梁下面距轨面高度由矿方确定（厂方建议高度大于2.2米，以不影响提放超高物件为准），但必须确保横梁上面距巷道顶部尺寸大于450mm，以保证收放绞车的正常装置与维护。

定好位置量好距离尺寸,在地面上截好槽钢，按图4加工好槽钢。

在巷道两侧上方对应的地方挖洞，将横梁嵌入洞内用混凝浇注待干后，用U型卡子将收放绞车固定在横梁的上面，并使收放绞车的减速绳轮中心与轨道中心在一条垂线上。

4.5拦车网的编制、吊挂、绳轮的连接（见图3、图5、图6）
先用Φ5的小铁链2根（间距是1300mm，铁链长度视横梁高度及挡车拦距轨面高度而定）提前分别在两根小铁链上均匀分布焊接5个Φ18的螺母，然后将两根铁链的一头用12＃铁丝紧固在25＃槽钢上，另一头用绳卡卡在网架最上面一根钢管的吊耳上，使网架最下面的
钢管距轨道面垂直距离为300mm 并让网架吊挂保持平衡。

用一根用Φ8的钢丝绳一头穿到收放绞车绳轮上一个导向槽中用绳卡卡牢，并将钢丝绳在绳轮上顺时针或逆时针紧密整齐的盘绕3～5圈后抽出绳头将绳头引至固定在25#槽钢上其一滑轮上并穿过滑轮将钢丝绳引至网架最下面一根钢管上用绳卡卡牢。

另用一根Φ8的钢丝绳一头穿到收放绞车绳轮上另一个导向槽中用绳卡卡牢，并将钢丝绳在绳轮上逆时针或顺时针紧密整齐的盘绕3～5圈后抽出绳头将绳头引至固定25#槽钢上另一滑轮上并穿过滑轮将钢丝绳引至网架最下面一根钢管的吊耳上用绳卡卡牢靠.
然后托起Φ26的钢丝绳用铁丝绕扎在网架每一根钢管上，并将铁丝接头处理平滑。

4.6 电控箱、声光监控箱的装置
在收放绞车附近两侧的巷道壁选择没有滴水的地方做架子或打锚杆将电控箱固定牢靠即可（以不影响超宽物件提放为准）。

根据绞车房操作台选择安装监控箱的位置，尽量摆放在醒目易于司机观察、操作的地方。

4.7电气连接图
A1B1C1A2B2C2
L
N
左侧箱接线图
AC660V/380V
（电源进线）
接电机
S+
S-Y0Y1Y2Y3（Y-）
传感器SA 传感器SC1传感器SE 传感器、报警箱（联网不接）公共电源负
三相660V或380V
单机接报警箱（联网
时Y1接RS+,Y2接RS-，Y0，Y3不接）
SA SC(SC1)
SE
SF
速度传感器
传感器
S+S-SA S+S-SC
S+S-SE S+S-SF
（兰）（黑）（棕）（兰）（黑）（兰）（黑）（兰）（黑）SE SC1右侧箱接线图
传感器公共电源正
（棕）（棕）（棕）SF SB
传感器SF 传感器SC/复位传感器SA1
/人车SB
(SA1)
单台监控箱接线图
联网接线顺序为Y-、Y0、Y1、Y2、Y3重复6路，S+、S-、X16、SB
Y0
Y1
Y2
Y3
Y-接报警灯开启运行闭合X16SB
接人车/货车开关
S+
4.7.1单机工作时连接关系如下图所示
C Z 1
C Z 2
660V
控制电机用交流接线原理图
4.7.2联网通讯工作连接关系如下图所示
A 6I O S S S S R S R S R S
E H P L C R S
R S E H P L R S
装置各部分安装好后，按照设计要求，正确连接装置各部件，连接完成后，认真核对，确
保连接无误情况下，加电调试。

4.8 调试
（1）将以上部件准确装置完毕，方可进行通电。

（2）试送电。

按动手动调试按钮中提升，此刻收放绞车提升时绳轮的旋转方向应与预绕绳的方向相同，否则应立即断电，重新调整相序。

（3）根据绳轮提升、下放的方向在丝杆上定好上、下限位（即SE、SF）传感器的位置。

（4）所有部件均调试正常后，送电，再次进行一次人工模拟装置试验，具体方法如下：
轨道安装方式：
a、上电5秒后，用金属器具在SA传感器工作面滑两下，挡车栏将自动打开，当挡车栏提升到接触上限位传感器SE时，挡车栏自动停止向上提升，然后再用金属器具在SC传感器工作面滑动两下，挡车栏又自动下放，挡车栏下放到接触下限位传感器（SF）时，自动停止下放，即完成一个下行车过程。

b、用金属器具在SC传感器工作面滑动两下，挡车栏自动打开，当挡车栏提升到接触上限位传感器SE时，挡车栏自动停止向上提升，然后再用金属器具在SA传感器工作面滑两下，挡车栏又自动下放，挡车栏接触下限位传感器SF时，自动停止下放，即完成一个上行车过程。

c、当矿车实际试验一切程序正常时，装置可投入正常使用。

深度指示器安装方式：
a、上电5秒后，用金属器具放在SA传感器工作面，挡车栏将自动打开，当挡车栏提升到接触上限位传感器SE时，挡车栏自动停止向上提升，然后去掉放在SA传感器感应面上的金属器具，挡车栏又自动下放，挡车栏下放到接触下限位传感器（SF）时，自动停止下放，即完成一个下行车过程。

b、安装工作原理当手动模拟调试一个完整的下、上行车过程即一个循环无误时，可
进行矿车实际提放试验。

c、当矿车实际试验一切程序正常时，装置可投入正常使用。

5 使用与操作
装置到位后由厂方技术人员指导安装，技术人员调试正常后，即可交付使用，进入正常的工作状态。

装置是用于煤矿巷道矿车运行的跑车防护装置，因此，在使用前，请仔细阅读使用说明书，严格安装说明书的说明进行使用、操作，对煤矿运输安全起到保护。

操作中注意装置的使用环境，以及装置各部件的工作可靠性，正常使用中，操作人员注意观察跑车防护装置用声光监控箱的声光指示，绿的开启灯点亮指示挡车栏处于开启状态，可以使矿车通过挡车栏，黄色运行灯点亮指示挡车栏在提升或下放过程中及红色关闭
灯点亮指示挡车栏处于关闭状态；当发生声音报警、故障灯点亮时，应立即停止使用，检查跑车防护装置的故障原因，进行修复方可进行通电使用，为了确保跑车防护装置的防护性能，不可将挡车栏人为收起。

人车通过时，按下“人车”按钮使按钮锁定，挡车栏自动提升到位并自锁保持后，人车可顺利通过。

6 常见故障和排除方法
7 安全警示
（1）严格按照图样及要求装置装置。

（2）严格按照所给的参数给电器部分供电。

（3）电气部分检修、维护时，严禁带电开盖。

（4）在正常使用中，严禁用金属物体接触传感器感应面，以免引起装置错误动作。

（5）不得随意更改本安参数。

（6）不得随意改变装置的关联及配接设备的规定型号，如配接其它产品需做防爆和型式试验。

（7）装置到位后，为了保证装置的正常运行，必须由厂方售后人员指导装置调试，否则装置出现问题不予负责。

（8）禁止更改装置配置，本安产品不得与未经联检的产品连接使用。

（9）挡车栏无防碰撞火花措施，不能使用于有甲烷混合物及煤尘爆炸危险的场所。

8 保养与维护
8.1装置后的检查
整个装置安装完毕后，采用模拟正常行车和模拟跑车的方法检测装置工作是否正常，其方法是：用一金属器具（螺丝刀或小扳手等即可），放在“SA”传感器工作表面上，收放绞车将挡车拦提升到上限位置（开启状态），然后将金属器具去掉，收放绞车将挡车栏下放到下限位后（关闭状态），延时30s后再次用金属器具放在“SA”传感器工作面上，收放绞车将挡车栏提升到上限位置（开启状态），再将金属器具去掉，收放绞车将挡车栏下放到下限位置（闭合状态），此时完成一次正常提升过程。

8.2定期检查
装置安装完毕并通过验收后，每天对传感器工作面进行清理、并检查速度传感器及位移传感引线有无断点，对装置采用模拟的方法，分别进行正常行车，跑车的测试并填写检查日志，钢丝绳要求每年更换。

8.3 日常检查减速机有无跑、冒、滴、漏现象和机械磨损，并检查提升钢丝绳有无断点、磨损现象并及时更换。

9 订货须知
（1）用户订货时必须提供斜井巷道参数，如：电源电压等级、长度、坡度、宽度、变坡点、偏口、岔道口、巷道端面尺寸等。

（2）根据现场条件，甲、乙双方商订挡车位置选取、挡车栏大小尺寸的确定、吸能器地脚地基的位置选择。

（3）巷道提升的各种车辆的型号、尺寸以及钢轨型号、轨距等，以便确认车拦的尺寸。

（4）提升的最大速度，最小速度，一次提升最大串车车数数量及所用矿车的参数（自重、载重、轴距、长、宽、高）。

图1 轨道钻孔图
+0.3
+0.322K g /m 以下钢轨钻孔图22K g /m 以上钢轨钻孔图深度指示器安装方式
传感器支架
传感器支架
传感器外型尺寸
轨 道 中 心 线
坪
巷道上方
巷道下方
吸能器外型尺寸
吸能器开口方向
图2 吸能器安装图
图3 挡车栏安装示意图
图4 横梁缺口加工位置
图6 导向滑轮安装图
10 设计方案
观音山煤矿提升运输上山副井斜井长750米，高3.75米，宽4.3米，坡度23°；深度指示器方式，双钩提升，安装跑车防护装置5档，摄像仪10台，第一档安装在上变坡
点下30米左右处，以下几档约170米装一档， 10台摄像仪分别安装在各挡车栏附近，方便绞车司机观看挡车栏的工作运行情况，详见设计方案图。

11 设备配置明细单
以下为联网五套设备的配置，包含已经到货的设备
备注：需给监视器和录像机供127V电源，给摄像头供127V电源与灯源。