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煤礦混合提升兼作行人傾斜巷道自動擋車裝置的
研究與應用
山東東華能源有限責任公司葛亭煤礦 李朝暉 田誌遠
摘要:在我國煤礦井下運輸過程中,斜巷運輸占有極其重要的位置。斜巷提升運輸可以比作為煤礦生產的“血管” ,擔負著煤、岩、材料運輸、行人任務 ,直接左右著礦井生產。因此它的安全運行是保證煤礦生產順利進行的前提條件。據統計 ,全國煤礦運輸事故死亡人數占全部事故死亡人數的 2 0 %左右 ,可見運輸事故是十分嚴重的。《煤礦安全規程》第370條規定,斜巷內使用串車提升時必須裝設常閉斜巷跑車防護裝置,該裝置是保證斜巷提升安全,防止各類運輸事故發生的有力保障。
關鍵詞:煤礦運輸 架空乘人裝置 安全
在許多的傾斜巷道內為方便行人,減輕行人的負擔,安裝了架空乘人裝置(俗稱猴車)。架空乘人裝置安裝在巷道兩側,共人員進出巷道。由於受巷道寬度的影響,在安裝架空乘人裝置的巷道內安裝自動擋車裝置會影響到架空乘人裝置的安全運行。為解決這一問題,我們進行了研究,精心設計出了一套解決問題的方案。該方案在葛亭煤礦五條混合提升兼作行人傾斜道內安裝使用達到了預期效果。
簡介:
葛亭煤礦位於山東省濟寧市任城區二十裏鋪鎮境內,於2001年元月份投產,設計能力60萬噸,2003年核定年生產能力為120萬噸。該礦有主、副兩個井筒,主井兼作風井。該礦有4個采區,11條混合提升兼行人傾斜巷道,9條巷道內安裝有架空乘人裝置。因此斜巷的提升安全工作是該礦的一項重點工作,特別是安裝有架空乘人裝置的巷道內。如何設計和安裝自動擋車裝置的難題擺在了我們的麵。自動擋車裝置的安裝選擇即要符合《煤礦安全規程》規定要求,又不影響兩側架空乘人裝置的安全運行,還必須實現擋車欄的安全自動運轉。我們仔細考察研究最終根據江蘇長熟井筒煤礦設備廠生產的ZDC30-2.2型礦用斜巷防跑車保護裝置進行改進,大膽的提出了擋車欄二次下放的想法。
設備型號、技術要求及主要功能介紹:
ZDC30-2.05型號防跑車裝置主要由主控櫃(含電控箱及信號箱)、控製開關、收放絞車、柔性擋車欄、傳感器組成。采用可編程控製器PLC控製,使用光電編碼器測量位移和速度,具有測量精度高、安全可靠等特點。光電編碼器作為測距傳感器。該產品緩衝距離為0.3m-10m, 額定電壓AC 127V,鋼絲繩類型6×37×+FC, 電機電壓AC 380V/660V,傳感器電壓DC 127V ,電機功率4KW,傳感器檢測距離5mm 適用巷道最大傾角45°,工作方式為常閉式,額定抗衝擊能量2.2×106J,擋車網提升時間3s-5s,最大抗衝擊能量3.5×106J。
係統主要設備功能介紹
電控箱:型號KXJ-127ZD 防爆型式:礦用隔爆兼本質安全 主要功能:內部安裝PLC(可編程控製器)及主站通訊模塊,主要完成對主提升絞車運行位置和速度的檢測,作為通訊主站使用,由內部程序控製遠程站的動作。
位置傳感器:型號GH-12ZD其作用是用於檢測礦車的運行位置、運行速度、運行方向。係統根據測量結果控製檔車裝置的打開與關閉,因此本傳感器為本係統可靠運行的核心部件,一定要安全可靠。係統設計為雙線製檢測,即同時在絞車同步轉動軸不同位置安裝兩隻位置傳感器,兩隻傳感器同時檢測,實時比較測量結果,當比較結果超出範圍時,係統發出故障報警,提示有一隻傳感器損壞.克服了采用由一隻傳感器檢測,由於傳感器本身損環造成的檔車裝置打開與關閉失靈,從而造成的人為撞車事故.
開關箱:型號KXJ-660ZD 防爆型式:礦用隔爆兼本質安全,主要功能是接收主控站的指令完成對各擋車器的提升和下放, 並將擋車攔的位置信號傳送給主控站.
收放絞車:型號JF200ZD 主要功能是完成對擋車攔的提升和下放。
擋車攔:擋車攔采用鋼絲繩作為緩衝元件,與壓板式吸能器配套使用。將跑車運動動能轉化為鋼絲繩與吸能器的摩擦力做功,以達到阻止跑車的目地。擋車攔采用反向迫開式結構,有效解決提運係統正力提升時由於係故障擋車網不能正常打開時,串車直接撞擊擋車網使主提升鋼絲繩受力過大,從而造成斷繩發生跑車事故。即在提運係統正力提升時,在擋車網不打開的情況下,串車撞擊擋車網後也可繼續向上提升,從而最大限度減小主繩受力。
設備狀態及運轉方式
巷道內擋車欄共分為三種狀態:常閉狀態:即擋車欄處於擋車狀態,此時礦車無法通過擋車欄,架空乘人裝置受影響無法運行。 (如圖一)
常開狀態:即擋車欄處於開放狀態,此時礦車可以順利安全的通過擋車欄。(如圖二)
二次下放常閉狀態:即擋車欄再次下放緊貼軌麵,此時架空乘人裝置可以開起,行人可能乘坐架空乘人裝置順利通過。(如圖三)
當提升絞車運行時,主控PLC對軸編碼器發生的脈衝進行采集,計算出絞車旋轉方向和行程,從而判斷出礦車的位置和運行方向。當架空乘人裝不運行,絞車不工作時,擋車攔處於擋車狀態,當絞車運轉,檢測出礦車的位置在某一道擋車欄預定提升點時(當礦車運行的方向相反時,該點為下降點),主控PLC發出上提指令,並通過RS-485總線方式控製收放絞車把擋車欄升起;當檢測礦車的位置到該道擋車欄設定的下降點時,主控PLC發出下降指令,控製收放絞車把擋車欄放下處於常閉狀態。需要開動架空乘人裝置時,由於擋車欄處於擋車狀態,影響架空乘人裝置的正常運轉,為解決這一問題,我們提出了擋車欄二次下放的想法。為使擋車欄不影響架空乘人裝置的正常運轉,架空乘人裝置司機在開起前將擋車欄再次下放到水平位置,使檔車欄水平鋪於軌道之上,從而不影響架空乘人裝置的正常運轉。
擋車欄提升方式采用電機驅動。當礦車正常通過時,擋車欄自動升起,礦車通過後,擋車欄自動下落。平時處於常閉狀態。當礦車超速(跑車、溜車)時,擋車欄對礦車進行可靠的阻攔,避免事故的發生。擋車攔采用鋼絲繩作為緩衝元件,與壓板式吸能器配套使用。將跑車運動動能轉化為鋼絲繩與吸能器的摩擦力做功,以達到阻止跑車的目地。該裝置與絞車電源連鎖互動,即絞車通電,裝置通電工作;絞車斷電,裝置即停止工作。本裝置接通電源後,係統自礦車實時位置自動檢測擋車欄是否下放到位、故障指示。同時絞車司機可以通過安裝在絞車前的視頻監控器觀察擋車欄的狀態,是否升起、是否落下、是否二次下放功、是否影響架空乘人裝置的運轉。
設備特點與經濟效益分析:
本設備功能強大,控製方便,係統測控高,精度高,可靠性高,產品性價比高, 係統各部件安裝方便,維護簡單,性能穩定。由於采用柔性鋼絲繩作為阻止串車的提升,減少了礦車由於受老式吊梁撞擊受損的現象。每條斜巷的擋車欄能為全礦節約礦車維修資金及其他設備維護資金10萬餘元。
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