新型阻车装置在无轨胶轮辅助运输中的应用

石亚娟

（大同煤矿集团大斗沟煤业公司, 山西 大同 037003）

引言

在平硐开拓矿井中无轨胶轮车是重要的运输设备，它具有运输速度快、适用性强、灵活性高等优点，无轨胶轮车在煤矿辅助运输中的应用，大大提高了煤矿运输效率，但是在实际煤矿运输中，由于平硐角度大、运输车辆检修维护不到位、阻车装置自动化水平低等原因，无轨胶轮车在运输过程中经常出现跑车事故，造成人员伤亡，影响矿井安全生产。我国在无轨胶轮车阻车系统投入的研究力度不够，大多数矿井通常采用在斜井底铺设沙袋或在斜井两侧吊挂轮胎作为胶轮车的阻车系统，防止车辆在失控的情况下直接撞击地面或巷道两侧。这些措施虽然能够起到一定的缓冲作用，但是不足以对胶轮车起到有效的阻车效果；对此大斗沟矿辅运科通过技术研究，设计了一套新型柔性阻车装置，确保煤矿辅助运输安全[1]。

1 新型柔性阻车装置结构

该装置采用柔性阻车系统，能够避免刚性阻车系统在发生事故时对人员的伤害程度。柔性阻车系统主要有以下部件组成：阻车器、控制装置、测速装置、车载遥控。柔性阻车系统通常安装在斜巷的两帮或倒车硐室内，该系统以雷达监测为主、车载遥控装置为辅，两套设备相辅相成，共同完成胶轮车在失控时的阻车作用，有效避免了胶轮车失控后无法控制的局面[2]。

1）阻车器结构。柔性阻车系统最主要的部件就是阻车器。阻车器是由动作机构及阻车泡沫两套装置组成。动作机构能够在胶轮车发生失控后及时将阻车泡沫移动到巷道的中间，阻车泡沫能够在胶轮车发生失控后及时降低车辆的速度。由于井下辅运巷空间都比较小，要求阻车器在保证能够完成阻车作用的同时，最大限度降低阻车器的体积。

2）测速装置。测速装置的主要作用是通过胶轮车的移动速度判断车辆是否失控。该系统主要是依靠安装在巷道两侧的测速雷达对车辆的速度进行监测，并将监测到的数据通过光纤网络传到控制指挥中心。由于井下地质条件比较恶劣，测速雷达常常处于潮湿、低温、煤尘大的状态。因此测速雷达必须选择煤矿专用的本质安全型防爆测速雷达。

3）车载遥控。车载遥控能够保证胶轮车在失控后及时投入进行保护。车载遥控的遥控距离需保证阻车器有足够的时间完成阻车动作。阻车遥控装置在不工作时处于低功率待机状态[3]。

4）控制装置。控制装置必须能够满足胶轮车在失控后及时发现并投入运行，因此对系统的灵敏性和可靠性要求较高。控制装置采用上、下位机控制模式。在实际工作中，下位机能够将所有传感器的各类信号及时通过光纤传递到上位机，上位机通过判断识别车辆是否失控。

2 装置硬件设备的选用

2.1 阻车泡沫

阻车器是阻车泡沫核心组成部分。通过实验可以发现，阻车器需选择具有一定弹性的材料。这样能够保证胶轮车在失控后车轮与阻车器碰撞时，弹性材料对车辆起到缓冲作用，降低车辆动能，同时与地面发生摩擦，对失控车辆起到刹车的作用。因此，设计人员采用梯形聚氨酯泡沫作为阻车泡沫的弹性材料[4]。

2.2 雷达监测系统

雷达测速系统能够通过端口对车辆的行驶数据进行监测，同时通过自带上位机应用程序对雷达参数进行修改。雷达测速系统具有单向及双向测速功能，能够测量胶轮车行驶车辆的最快速度，并能够锁定该车辆的速度值。

2.3 控制系统

阻车装置控制系统主要由以下部件组成：光纤、上位机、下位机、气动装置。下位机将各端口采集的速度、信号等数据上传至上位机，上位机通过对数据进行分析、判断后，再通过下位机遥控气动装置。

1）上位机主要有以下部件组成：本质安全型防爆外壳、显示屏、控制模块、电源模块、电源转换装置、按钮、按键检测板、接线板。显示屏能够将运行车辆的各类信息及阻车器的工作状态显示在屏幕上，工作人员可以通过视频观察阻车器车辆的相关信息。电源转换装置能够为上位机的显示屏、按钮、接线板提供稳定的电压。逻辑模块主要是将下位机通过光纤传递过来的数据进行分析、判断，再将执行命令传递到下位机，下位机接到指令后遥控气动装置。操作人员可以对按键检测板的按钮进行操作，完成对上位机各类参数的修改[5]。

2）下位机主要有以下部件组成：本质安全型防爆外壳、下位机板。下位机通过监测雷达端口对车辆车速及状态进行监控，并将采集的信号通过光纤传递到上位机。在发现胶轮车失控时，下位机接到指令后启动遥控装置执行阻车任务。

3）气动控制装置主要有以下部件组成：电磁阀、减压阀、液压管、氮气瓶。以上部件全部安装在该装置内，通过液压管与气缸连接。当车辆发生失控时，下位机接到指令后执行阻车任务时，下位机会给电磁阀传递动作信号，高压氮气经过减压阀后推动气缸动作，将阻车器的脱钩推动到辅运巷中间，对失控车辆进行拦截。

3 实际应用效果

2019 年2 月大斗沟矿辅运科对矿井内安装新型柔性阻车装置，截止2019 年12 月通过10 个月实际应用效果观察发现，大斗沟矿副平硐安装该新型柔性阻车装置后共计对失控车辆阻车5 次，车辆在失控后阻车装置能够在2 s 内完成阻车器全部动作，车辆能够在8 m 的距离内停止移动，从而有效降低了车辆跑车事故，全年可节约车辆维修费用大56 万元，保证煤矿辅助运输安全。

4 结语

大同煤矿集团大斗沟煤业公司辅运科对矿井内安装新型柔性阻车装置采用先进的雷达及遥控装置，能够在有效的距离及时将车辆刹住，对车辆及人员起到了缓冲作用，降低了碰撞的动能，最大限度保护了车辆及人员的安全，不仅提高了辅助运输自动化水平，而且保证矿井安全高效运输，取得了显著应用成效。