井下斜巷防跑车装置使用技术探讨

黄超群

摘 要 安徽太平矿业有限公司，是一家井下开采的金属矿山，其井下工作面分布较广、中段较多，中段与中段之间的矿石和材料调度运输，主要依靠斜井提升卷扬机，由钢丝绳将矿车从低水平中段提升至高水平中段。那么，如何确保斜井提升过程的安全，杜绝断绳跑车事故至关重要。我们结合现有的斜井提升设备，积极探索，从斜井提升安全装置使用技术出发，设计安装了适用效果好、安全可靠性高的防跑车装置。当钢丝绳在斜坡道上突发断绳时，能够将矿车有效进行拦截，从技术上有效杜绝的跑车设备事故。

关键词 斜巷;防跑车;装置;挡车栏

1装置的工作原理

斜井防跑车装置是通过在运输斜巷上分段安装挡车栏，通过电控装置自动打开和关闭挡车栏，仅仅当矿车通过时，挡车栏自动打开，其他时间始终处于关闭状态，实现对断绳或失控的矿车有效进行拦截。该装置与斜巷卷扬机形成有效联锁，确保了提升容器的安全。

斜井防跑车装置采用旋转脉冲编码器作为测距传感器，装置的电控箱内配有PLC核心控制器，卷扬正常提升情况下，挡车栏始于常闭状态。当矿车运行至挡车栏位置时，挡车栏提前自动开启，矿车经过后，挡车栏自动关闭。挡车栏的数量根据斜巷总长度设定，一般控制在60米/个。

挡车栏分为自动控制和手动检修两种状态。投入自动状态后，控制系统自动识别编码器的深度计数，监控画面显示矿车的实时运行位置、速度和运行方向，当运行到设定运行区间后，挡车栏根据预设的提升点、下降点驱动收放绞车动作，实现挡车栏的自动开启和关闭。控制系统还设有手动检修状态，操作人员可以根据实际工作需要，旁路控制程序，手动实现挡车栏开启或关闭状态。

当发生跑车时，矿车冲击挡车栏，缓冲器缓冲0.3～3m后矿车被可靠拦住，同时挡车栏发出故障报警信号，并将信号传送给卷扬机，卷扬机安全回路立即自动断开，停止提升作业[1]。

2装置的构成

防跑车装置分为机械和电控两个部分。其中，机械部分主要由挡车栏、缓冲器、提升绞车、钢丝绳、生根钢构件以及相应的紧固连接件等组成。电控部分主要由电控箱、旋转脉冲编码器、状态显示器、位置传感器、隔爆型电铃等组成，如图一所示。

防跑车装置的安装适用性强，机械部分主要安装在斜坡运输巷道内，生根钢构件安装在巷道两侧边帮，挡车栏由4根Φ26*20m的钢丝绳固定而成，通过收放绞车实现升降，缓冲器可以有效缓冲矿车的撞击，确保有效拦截。电控部分安装在卷扬操作室内，通过电源线、控制线、信号线与控制器相连实现拖动和传输。软件控制系统为独立的单元，通过外部状态显示器相关数据与卷扬机形成对比，接取各自的外接输出点，便可以有效地进行监控。

电控部分的选配。电控箱供电电源工作电压为交流127V，波动范围75%～110%。接口形式要求，具有二路DC24V电压输出，具有RS232通信接口，用于电控箱和矿用显示器之间通讯。具有2个固态继电器触点输出，其触点容量为2A/127V，其中1个接BAL1-127隔爆型电铃，另一个接绞车电控回路。具有8个PLC输入即采集6个本质安全型位置传感器开关量信号和2个脉冲编码器的脉冲信号。具有6个PLC输出点，可以控制3组防跑车装置用隔爆兼本质安全型电控箱信号。

收放绞车的选配。工作电压为交流AC 380V，电机功率为1.5kW应采用取得安全标志准用证的隔爆型三相异步电机（型号：YB2-90L-4）。提升速度控制在0.37m/s+0.05 m/s，完成一次提升、下放时间不大于4秒，最大提升力：1500 N，电机转速：1400rad/min，减速机型号：NTIW80减速机比速：1：30，滚轮直径：150mm，滚轮宽度50 mm，容绳量10m，钢丝绳直径6×19+FC-10外形尺寸800mm×430mm×350 mm，重量125kg。

挡车栏的选配。采用易制作的普通型挡车栏，适用于巷道最大倾角30度，最大抗冲击能量2.5MJ，缓冲距离0.3-10m，缓冲器最大制动力210k N，工作方式为常闭式，缓冲与挡车栏网的钢丝绳直径为6×37+FC-24（1770MPa），挡车网外形尺寸：1690 mm×2000 mm×50mm，重量约60kg，缓冲器外形尺寸650 mm×318 mm×735mm，重量约120kg。

3装置的安装与调试

挡车栏的安装。确定挡车栏距离不要超出计算冲击的理论值，对于较长的巷道安装多道挡车栏来保证本装置的可靠性。安装时可根据矿车运行速度，考虑安全余量，计算出挡车栏打开的提前量，然后确定挡车栏的安装位置。例如当矿车运行速度为3m/s时，挡车栏打开时间为5s，安全余量为4m，则挡车栏开启的提前量可设为10m。每道挡车栏间距控制在60米，根据实际斜巷长度计算安装道数，最后一道挡车栏安装在下车场附近。

收放绞车的安装。收放绞车由减速机、防爆电机、滚筒、底板、限位装置、位置传感器等组成。收放绞车作为提升挡车栏的执行机构，其最大提升高度为1.5米，通过矿车高度为1.5米+L（L为挡车栏下放到位后能使四根钢丝绳有效防护矿车的距离），用8-M16螺丝固定在挡车栏上方6m处槽钢上，以不影响人和物料的通行为原则，滑轮与收放绞车之间钢丝绳平行于巷道，提升钢丝绳采用6×19+FC-10，且在滚筒上绕3圈，接线参照总接线图。

电控的安装与调整。根据具体位置布线，进行电控调试，实现斜井卷扬和防跑车装置的联合调试。接通电控箱和状态显示仪后，进入手动和自动状态调试，通过挡车栏提提高度，确定收放绞车行程丝杆上的限位开关的具体位置，传感器安装在滑动牌坊上，收放絞车的电控便调试完成[2]。

4装置的保养及故障处理

做好装置的保养工作，应从整个装置的组成部件做起。定期检查挡车栏钢丝绳6×37+FC-24是否有锈蚀、断丝、变形等（如有请及时更换并按照安装调整要求进行），定期给钢丝绳上涂油。定期给减速机换油，定期检查收放绞车钢丝绳6×19+FC-10是否有锈蚀、断丝、变形等（如有请及时更换），定期给钢丝绳上涂油。保持跑车防护装置用状态显示器清洁，表面不得有划痕。定期检查编码器旋转是否平稳可靠。定期检查电路的电缆是否破损、接线是否松动。定期检查本质安全型位置传感器、编码器固定螺丝是否有松动，如有请及时紧固，定期清理，保持位置传感器感应头要清洁。缓冲器安装调整完成后不能随意变动。当发生过跑车事故后挡车栏钢丝绳变形应及时更换并按照安装调整要求进行。定期检查钢丝绳上绳卡有无缺损，若有及时补上。确保挡车栏上每根钢丝绳尾绳要平直不能扭曲。

做好装置的故障分析与处理，可以结合现场故障，从原理查起。当出现挡车栏不动作故障时，分为手动状态不动作和自动状态到达设定位置时挡车栏不动作两种情形，此时，可以从外线接触不良、熔断器损坏、电机损坏等方面检查。当出现编码器正常旋转深度指示器无变化故障时，此时，可以从编码器接线是否断路、编码器是否损坏、插接件是否接触不良等进行判断。当出现故障发生后没有故障显示的情形是，可以判断基本上是外部接线接触不良。当出现故障显示信息时，可以根据故障显示的故障名，进行对照查找，故障排除后，最后进行故障复位和清除。

5使用效果及效益

在投入使用防跑车装置后，斜井提升系统的安全稳定性大大提高。当卷扬在斜井发生故障停车时，再次启动，有时会出现因刹车控制不当、下滑溜车的情形，而此时，挡车栏完全可以有效将下滑的矿车进行拦截，使得卷扬操作更加安全可靠。当发生断绳跑车时，挡车栏发挥的作用便会更大，可以及时缓冲、有效拦截、防止撞击，完全可以杜绝断绳带来的设备损坏、人员伤亡等安全事故。

6结束语

防跑车装置适用于矿山以及各类斜坡卷扬运输场所，它的使用范围较广，实用性较强，控制和执行机构安全可靠。防跑车装置的投入使用，从技术上保障斜井运输的安全，有效杜绝了断绳跑车事故的发生，对矿山企业井下的安全生产意义重大，安全效益可观。

参考文献

[1] 左海建，李玉星.煤矿井下斜巷常闭联锁防跑车及跑车防护装置设计与应用[J].价值工程，2014，33（31）：58-59.

[2] 李卫东.ZJF-127/B型斜巷防跑车装置在煤矿的应用[J].中国科技信息，2011（7）：160.