CN101549699B - 一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法 - Google Patents

Abstract

一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，设有挡车栏、挡车栏启闭装置及跑车状态监测装置，矿车的牵引绞车设有绞车运行状态监测装置，绞车运行状态监测装置和跑车状态监测装置通过控制电路与挡车栏启闭装置相接，正常状态下，牵引绞车不开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏关闭处于阻拦状态；牵引绞车开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏启闭装置控制挡车栏打开；在牵引绞车开动放车过程中，挡车栏一直处于打开放行状态，发生跑事故时，跑车状态监测装置检测到矿车跑车，通过控制电路发出关闭信号给启闭装置，启闭装置控制挡车栏快速关闭阻拦跑车。其操作灵活、故障率低。

Description

一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法

技术领域

本发明涉及一种矿山斜井轨道运输中由绞车牵引矿车沿斜井中铺设的轨道提升物料过程中，发生跑车事故的防护技术，特别是一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法。

背景技术

在矿山斜井轨道运输中，由绞车牵引矿车沿斜井中铺设的轨道提升物料。在提升和下放物料的过程中，由于种种原因，可能会产生提升的矿车脱离牵引控制。失控的矿车沿轨道飞速下滑，打坏井筒设施，并对下车场工作人员造成极大的生命威胁。因此，跑车防护是矿山的一个非常重要的安全措施。

跑车防护装置按挡车栏工作状态，分为常开和常闭两种主要制式。

常开式跑车防护装置的挡车栏经常处于打开状态，跑车状态传感器监测到矿车跑车时发出控制信号，阻拦控制装置动作使挡车栏通过重力或其他外力快速关闭。该类装置优点是：关闭挡车栏速度快，维护量小。缺点是：不易检查，可能因电气或机械故障，导致在跑车时挡车栏不能快速关闭。

常闭式跑车防护装置的挡车栏经常处于关闭状态，车位传感器检测到矿车接近挡车栏，输出信号至启闭装置，控制开启挡车栏。车位传感器检测到矿车离开挡车栏，输出信号至启闭控制装置，控制关闭挡车栏。该类装置优点是：挡车栏的启闭位置可靠，动作直观。缺点是：挡车栏开启繁频，导致故障率高，易造成矿车刮网或反拉事故，是目前困扰煤矿运输的关键点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种操作灵活、故障率低的矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，设有挡车栏、挡车栏启闭装置及跑车状态监测装置，其特点是：矿车的牵引绞车设有绞车运行状态监测装置，绞车运行状态监测装置和跑车状态监测装置通过控制电路与挡车栏启闭装置相接，

正常状态下，矿车牵引绞车不开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏关闭处于阻拦状态；矿车牵引绞车开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏启闭装置控制挡车栏打开；在牵引绞车开动放车过程中，挡车栏一直处于打开放行状态，

发生跑事故时，跑车状态监测装置检测到矿车跑车，通过控制电路发出关闭信号给启闭装置，启闭装置控制挡车栏及时关闭阻拦跑车。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，跑车状态监测装置由包括检测矿车超速或检测矿车牵引绞车钢丝绳受力状态的传感器装置构成。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，绞车运行状态监测装置包括并联的绞车开停信号电路和人工控制信号电路。

本发明与现有技术相比，挡车栏由绞车开停信号或人工信号控制启闭，放车时打开、不放车时关闭，绞车司机对挡车栏开启有足够的预测时间。而现有技术中的常闭挡车栏，车接近到挡车栏时开启，如果发生故障打不开，造成刮网事故。可以实现不同的远程控制模式，如采用绞车送电作为远程控制信号，实现了上班开启挡车栏、下班关闭，显著减少挡车栏开启次数，故障概率显著降低，实现了高通行率。挡车栏在打开状态，具有跑车时再度关闭的功能，解决了现有技术中的常闭式跑车防护装置的工作死区与挡车栏打开提前量的矛盾。其操作灵活、故障率低。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构简图。

图2为图1的电气控制原理图。

图3为实施例2的结构简图。

图4为图3的电气控制原理图。

图5为实施例3的结构简图。

具体实施方式

一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，设有挡车栏、挡车栏启闭装置及跑车状态监测装置，矿车的牵引绞车设有绞车运行状态监测装置，绞车运行状态监测装置和跑车状态监测装置通过控制电路与挡车栏启闭装置相接，

正常状态下，挡车栏由绞车开停信号或人工信号控制启闭，在矿车牵引绞车不开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏放下处于关闭状态；矿车牵引绞车开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏启闭装置控制挡车栏打开；在牵引绞车开动放车过程中，挡车栏一直处于打开放行状态，

当发生跑事故时，跑车状态监测装置检测到矿车跑车，通过控制电路发出关闭信号给启闭装置，启闭装置控制挡车栏及时关闭阻拦跑车。

跑车状态监测装置由包括检测矿车超速或检测牵引绞车钢丝绳受力状态的传感器装置构成。包含但不限于以下所述：

A.利用多普勒原理测速的多普勒雷达、多普勒超声波传感器、多普勒激光传感器等。

B.利用物体通过两点间时差，或两给定相互位置的物体通过一点的时间差原理测速的各种传感方法，如电磁波传感器、超声波传感器、光电传感器、接近开关、压电传感器或机械接触开关等。

C.通过检测绞车钢丝绳在提升过程中的受力状态变化或绞车牵引电流变化等。

绞车运行状态监测装置包括并联的绞车开停信号电路和人工控制信号电路。

图1为实施例1，该实施例的挡车栏1(采用底升式结构)、挡车栏启闭装置(采用绞车结构)2、控制电路3、绞车运行状态监测装置4、跑车状态监测装置(多普勒雷达)5、挡车栏上位传感器6、挡车栏下位传感器7、钢丝绳8、顶横棍9、缓冲装置10、矿车牵引绞车11。

工作原理，绞车运行状态监测装置4通过控制电路3控制挡车栏启闭装置2，挡车栏启闭装置2启闭挡车栏1。绞车不开动时挡车栏1处于关闭(阻拦)状态，可以阻拦误推的跑车。

放车时绞车运行状态监测装置4给控制电路3控制信号，控制电路3通过挡车栏启闭装置2控制挡车栏1打开(通行)状态。

挡车栏1处于打开(通行)状态，控制电路3在绞车开动后启动跑车状态监测装置(多普勒雷达)5工作，雷达电波照射井筒监测跑车。挡车栏1在打开状态发生跑车，多普勒雷达5检测到矿车跑车，发出关闭信号给控制电路3，控制电路3通过挡车栏启闭装置2控制挡车栏1及时关闭，阻拦跑车。挡车栏阻拦跑车时，拦网套住跑车，顶横棍9套住尾车，缓冲装置10通过钢丝绳8吸收跑车能量使矿车停住。

图2为实施例1的电气控制原理图。J1为升网控制继电器，J2落网控制继电器，J3为超速继电器，J4为挡车栏上位继电器，J5为挡车栏下位继电器。

J1的一端与电阻R1、J2、J3的常闭触点J3-1连接。J3-1另一端与提升绞车的开停信号开关JK、手动开停控制按钮AN连接。电阻R1另一端与电源的+端连接。J2的另一端通过电阻R2与电源的+端连接。J1的另一端、JK的另一端、AN的另一端与电源的-端连接。

J3一端通过电阻R3与电源的+端连接，另一端与J3的J3-2触点连接、与多普勒雷达RD的超速信号输出端R连接。J3-2触点另端与电源的-端连接。

J4一端与电阻R4、挡车栏上位传感器K1连接，另一端与电源的-端连接。电阻R4的另一端与电源的+端连接。K1的另一端与电源的-端连接。

J5一端与电阻R5、挡车栏下位传感器K2连接，另一端与电源的-端连接。电阻R5的另一端与电源的+端连接。K2的另一端与电源的-端连接。多普勒雷达RD的-端与电源的-端连接，+端通过J2的常开触点J2-2与电源的+端连接。

交流接触器Q1线圈一端连结交流电源b端，另一端接J5的常闭触点J5-1。J5-1的另一端与J2的常开触点J2-1连接，J2-1的另一端与交流电源C端连接。

交流接触器Q2线圈一端连结交流电源b端，另一端接J4的常闭触点J4-1。J4-1的另一端与J1的常开触点J1-1连接，J1-1的另一端与交流电源C端连接。交流接触器Q1、Q2的三相触点Q1-1、Q1-2、Q1-3与Q2-1、Q2-2、Q2-3组成三相换向开关，控制交流电动机D进行正反转，控制牵引绞车启闭挡车栏。

电气控制原理：未开动提升绞车、手动按钮AN未闭合时：JK未闭合，J1上端为高电位吸合，J1-1常开触点闭合，Q2吸合，电动机D正转，牵引绞车2使挡车栏1升网。挡车栏1升网到位，挡车栏上位传感器K1闭合，J4失电，J4的常开触点J4-1断开，电动机D停转。

提升绞车开动时JK闭合，J1上端为低电位，J1释放、J2吸合，J2-1常开触点闭合，Q1吸合，电动机D反转，牵引绞车2使挡车栏1落网。挡车栏1落网到位，挡车栏下位传感器K2闭合，J5失电，J5的常开触点J5-1断开，电动机D停转。提升绞车开动时J2吸合，J2-2常开触点闭合，多普勒雷达RD得电工作。

提升绞车开动时发生跑车，多普勒雷达RD检测到矿车超速，其R端为低电位，J3得电吸合，J3的触点J3-2闭合使得J3自保，J3-1断开使得J1高电位吸合，J1-1常开触点闭合，Q2吸合，电动机D正转，牵引绞车2使挡车栏1升网，挡车栏1升起阻拦跑车。

手动按钮AN闭合时挡车栏1落下，多普勒雷达RD得电工作，发生跑车，挡车栏1升起阻拦跑车。

图3为实施例2，该实施例的挡车栏(采用底升式结构)1、挡车栏启闭装置(采用牵引气缸结构)2、控制电路3、绞车运行状态监测装置4、跑车状态监测装置(多普勒雷达)5、挡车栏上位传感器6、挡车栏下位传感器7、钢丝绳8、顶横棍9、缓冲装置10、矿车牵引绞车11、气动电磁阀12。

工作原理，绞车运行状态监测装置4通过控制电路3控制气动电磁阀12，气动电磁阀12控制牵引气缸2启闭挡车栏1。绞车不开动时挡车栏1处于关闭(阻拦)状态，可以阻拦误推的跑车。

放车时绞车运行状态监测装置4给控制电路3控制信号，控制电路3控制气动电磁阀12，气动电磁阀12控制牵引气缸2，牵引气缸2牵引挡车栏1打开(通行)状态。

挡车栏1处于打开(通行)状态，控制电路3在绞车开动后启动跑车状态监测装置(多普勒雷达)5工作，雷达电波照射井筒监测跑车。挡车栏1在打开状态发生跑车，多普勒雷达5检测到矿车跑车，发出关闭信号给控制电路3，控制电路3控制气动电磁阀12，气动电磁阀12控制牵引气缸2，牵引气缸2牵引挡车栏1及时关闭，阻拦跑车。挡车栏阻拦跑车时，拦网套住跑车，顶横棍9套住尾车，缓冲装置10通过钢丝绳8吸收跑车能量使矿车停住。

图4为实施例2的电气控制原理图。U1为可编程控制器选用三菱FX1s型号，QG为挡车栏启闭气缸，CF为气动电磁阀，Q为CF的电磁铁。

多普勒雷达RD的+端与U1的+24+端连接、-端与U1的COM端连接、超速信号输出端R与U1的X0端连接、故障监视信号输出端Y与U1的X1端连接。

上位传感器K1的一端与U1的X4端连接，另一端与U1的COM端连接。

下位传感器K2的一端与U1的X5端连接，另一端与U1的COM端连接。

远程控制电路中绞车开车电触点JK的一端与U1的X6端连接，另一端与U1的COM端连接。

手动按钮AN的一端与U1的X7端连接，另一端与U1的COM端连接。

U1的COM1、COM2、N端与交流电源AC的1端连接。

U1的L端与交流电源AC的2端连接。

气动电磁阀CF的电磁铁Q的一端与U1的Y0端连接，另一端与交流电源AC的2端连接。

绿色信号指示灯G的一端与U1的Y3端连接，另一端与交流电源AC的2端连接。

红色信号指示灯R的一端与U1的Y4端连接，另一端与交流电源AC的2端连接。

电铃DL的一端与U1的Y5端连接，另一端与交流电源AC的2端连接。

气缸QG一端进气，另一端与外界相通。电磁阀CF为自复位阀，送电吸合，断电自回位。TS为阻尼阀，GL为空气过滤器。

电气控制原理：当输入适当的程序，应当实现如下动作和功能：提升绞车未开动、手动按钮AN未闭合时，电磁铁Q不吸合。高压空气通过电磁阀进入气缸A端，气缸回缩，挡车栏关闭(阻拦)。挡车栏关闭到位，下位传感器K2闭合，绿色信号指示灯G点亮。

提升绞车开动、手动按钮AN未闭合时，电磁铁Q吸合，气缸前气室高压空气通过电磁阀排出，气缸回缩，挡车栏打开(通行)。挡车栏打开到位，上位传感器K1闭合，红色信号指示灯R点亮。

提升绞车开动时发生跑车，多普勒雷达RD检测到矿车超速，其R端为低电位，U1的Y0端使Q2释放，气缸释放，挡车栏关闭阻拦跑车。挡车栏关闭到位，下位传感器K2闭合，红色信号指示灯R点亮。

手动按钮AN闭合时其作用与JK相同，这时JK不起作用。AN闭合时，挡车栏打开(通行)。

图5为实例3，该实施例由挡车栏(采用向上牵引的结构)1、牵引气缸(也可采用牵引绞车)2、控制电路3、绞车运行状态监测装置4、挡车栏上位传感器6、挡车栏下位传感器7、钢丝绳8、缓冲器10、矿车牵引绞车11、气动电磁阀12、光电传感器13、光电传感器14、牵引绳15等构成。

Claims (3)

1.一种矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，设有挡车栏、挡车栏启闭装置及跑车状态监测装置，其特征在于：矿车的牵引绞车设有绞车运行状态监测装置，绞车运行状态监测装置和跑车状态监测装置通过控制电路与挡车栏启闭装置相接，

正常状态下，矿车牵引绞车不开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏关闭处于阻拦状态；矿车牵引绞车开动时，绞车运行状态监测装置通过控制电路控制挡车栏启闭装置，挡车栏启闭装置控制挡车栏打开；在牵引绞车开动放车过程中，挡车栏一直处于打开放行状态，

发生跑事故时，跑车状态监测装置检测到矿车跑车，通过控制电路发出关闭信号给启闭装置，启闭装置控制挡车栏及时关闭阻拦跑车。

2.根据权利要求1所述的矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，其特征在于：跑车状态监测装置由包括检测矿车超速或检测矿车牵引绞车钢丝绳受力状态的传感器装置构成。

3.根据权利要求1所述的矿山斜井轨道运输新型跑车防护方法，其特征在于：绞车运行状态监测装置包括并联的绞车开停信号电路和人工控制信号电路。

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