CN105151971A

CN105151971A - 煤矿井下斜巷多水平提升信号系统

Info

Publication number: CN105151971A
Application number: CN201510636218.0A
Authority: CN
Inventors: 曹允钦; 刘明龙; 刘世春; 邱兆勇; 赵增选; 王健; 滕勇; 杨海鹏; 王红梅; 张延岭; 王卫东; 石允乐
Original assignee: Tianchen Coalmine Of Zaozhuang Mining (group) Co Ltd
Current assignee: Tianchen Coalmine Of Zaozhuang Mining (group) Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明针对煤矿井下斜巷带有多水平巷道复杂多变的环境，建立可靠、有效信号提升技术体系及措施，从而提高矿井生产效率，实现矿井的安全、高效生产。本发明采用的技术方案为：斜巷上分布多个水平巷道，每个水平巷道均有独立的隔爆箱与本安箱一体的水平信号箱，绞车房配置内置PLC的信号控制柜，信号控制柜与液晶显示屏连接，液晶显示屏装设在电控操作台上，斜巷沿途配置多个声光报警器，各水平巷道及绞车房处均设有有线通信线缆，各水平信号箱均有供水平选择的打点按钮和喇叭，公用的停止按钮和急停按钮。具有功能变化灵活、编程简单，自动检测故障点，噪音低，可靠性高，抗干扰能力强，硬件配套齐全，功能完善，适用性强。

Description

煤矿井下斜巷多水平提升信号系统

技术领域

本发明涉及一种井下安全信号系统。

背景技术

田陈煤矿北七采区西翼集中轨道上山距离长、三岔门多、岗点人员不固定对煤矿安全运输造成威胁而提出的。探索田陈煤矿北七采区主要运输上山提升信号技术研究，就是为了建立可靠、有效信号提升技术体系及措施，从而提高矿井生产效率，实现矿井的安全、高效生产。

矿井的提升运输事故是煤矿最常见最多发的事故之一，发生的运输事故率在煤矿行业中居首，不但严重威胁着井下工作人员的人身安全，也影响煤矿企业的安全效益和社会的稳定。为实现矿井经济的安全、快速、可持续发展，维护矿工人身安全和社会稳定，必须减少或消除井下事故的发生，为矿工创造一个良好的安全工作环境。因此，本课题在田陈煤矿北七采区轨道上山的研究成功，对有效防治煤矿生产现场运输事故的发生，提高井下煤矿安全运输程度具有极其重要的作用，对于指导煤矿企业的安全生产也具有重要的理论意义和实用价值。

随着我国煤矿高产、高效开采，我国许多矿井陆续进入深井和地质复杂阶段，矿井的开采长度越来越长，矿井提升运输安全问题变得尤为严重。该课题的研究成功，解决了针对煤矿上下山提升距离长、三岔门多、岗点人员不固定对煤矿安全运输的关键技术，从而有效地保障矿井的安全生产。因此，课题的研究成果具有广阔的推广应用市场和应用前景，经济效益和社会效益巨大。

发明内容

为了提高矿井生产效率，针对煤矿井下斜巷带有多水平巷道复杂多变的环境，建立可靠、有效信号提升技术体系及措施，从而提高矿井生产效率，实现矿井的安全、高效生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤矿井下斜巷多水平提升信号系统,斜巷上分布多个水平巷道，每个水平巷道均有独立的隔爆箱与本安箱一体的水平信号箱，绞车房配置内置PLC的信号控制柜，信号控制柜与液晶显示屏连接，液晶显示屏装设在电控操作台上，斜巷沿途配置多个声光报警器，各水平巷道及绞车房处均设有有线通信线缆，各水平信号箱均有供水平选择的打点按钮和喇叭，公用的停止按钮和急停按钮。

根据所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，所述的斜巷沿途配置10个声光报警器。

根据所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，所述的水平信号箱与LED显示屏和喇叭连接，水平信号箱除急停按钮的所有按钮均采用指示灯一体式按钮，内置信捷PLC，各水平信号箱和绞车房信号控制柜安装RS485通讯线缆。

根据所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，每个水平信号箱的本地打点按钮背景颜色与其他打点按钮背景颜色不同，各水平信号箱均贴有操作说明。

在转发状态下可通过水平信号箱选择物料车的去向，进行任意两个水平的组合（只能选1个），本水平打点后相应的按钮灯亮，对应选择的水平信号箱灯闪烁，才能回点，回点后常亮，一水平方可向车房发开车信号,开车信号发出3分钟后车不开则自动消除信号。

与国内外同类研究技术比较，本发明的理论性、实用性、可操作性均有较大的提高。主要创新点：1、以PLC控制器作为整个系统的核心部分。具有功能变化灵活、编程简单，自动检测故障点，噪音低，可靠性高，抗干扰能力强，硬件配套齐全，功能完善，适用性强；2、各水平的信号箱能实现本水平的各种信号闭锁功能及对其它水平信号的相应闭锁功能，同时向绞车房发送相应的信号，完成急停信号对安全回路的闭锁，停车信号的闭锁，具有10天之内的信号存储记忆和显示等功能；3、信号箱的设计制作，板面设计合理、简单，易于安装、调试工作量小，维护方便，体积小，重量轻，能耗低等优点。

附图说明

图1为巷道结构示意图。

图2为多水平信号提升系统。

图3为本发明的系统结构图。

具体实施方式

实施例

（一）信号系统配置要求

巷道示意图如图1所示。包括一个斜巷和四个水平巷道。

1、水平设置：共四个水平巷道，即上扒勾、7112运、7112轨、下扒勾，相对高度依次递减，所有物料车均经过下扒勾集中上井或往其他水平运送物料。

2、各水平人员设置及运输情况：4个水平巷道的人员设置根据物料运输随时变化，各水平人员安设不固定，且物料运输的去向不定。

（二)总体设计

以PLC为核心的矿井提升信号系统设计框图如图2所示。本系统主要由上扒勾信号箱、7112运信号箱、7112轨信号箱、下扒勾信号箱、绞车房信号控制柜组成，并且四个水平的信号箱中都装有PLC控制器、本安电源、控制按钮、指示灯，信号箱要求防水、防尘。

PLC控制器是整个系统的核心部分。具有功能变化灵活、编程简单，自动检测故障点，噪音低，可靠性高，抗干扰能力强，硬件配套齐全，功能完善，适用性强，能耗低等优点。

上扒勾信号箱主要包括显示各种提升信号的LED显示屏及带声音提示的喇叭，各种信号的检测，可以完成对水平巷道各种信号的闭锁功能及对其它水平信号的相应闭锁功能，同时完成向绞车房发送相应的信号。完成急停信号对安全回路的闭锁，停车信号的闭锁等功能。

7112运、7112轨、下扒勾的信号箱主要包括各种提升信号的LED显示屏及喇叭，各种信号的检测，完成对本水平各种信号的闭锁功能及对其它水平信号的相应闭锁功能，完成急停信号对安全回路的闭锁，停车信号的闭锁等功能。

绞车房信号控制柜主要完成上扒勾、7112运、7112轨、下扒勾提升信号的数字和汉字显示及声音提示。10天之内的信号存储记忆和显示。完成对控制回路的闭锁（包括上提、下放、慢提、慢放、停车、急停信号）。

信号系统配置及功能逻辑要求

（1）每个水平巷道都有独立的隔爆箱与本安箱一体的水平信号箱，共4个，此信号箱可做成挂式的。

（2）绞车房配置内置PLC的信号控制柜，不配置专门的信号LED指示灯，用10.4寸液晶显示屏显示信号，液晶显示屏可以装设在电控操作台上。

（3）语音报警：提升斜巷沿途配置10个声光报警器。

（4）各水平巷道及绞车房处均设有有线通信。

（5）水平信号箱的通用配置：各水平信号箱均有供4个水平选择的打点按钮（2、3点）、喇叭、公用的停止按钮、急停按钮（带机械自保），并且每个水平还应增设调车信号按钮，慢上“4”点，慢下“5”；1水平（上扒勾）增设“转发/直发”转换开关并且还设有相应的信号转发按钮，所有按钮（急停按钮除外）均采用按钮功能与指示灯功能一体的按钮。采用内置国内知名品牌信捷PLC，各水平信号箱与绞车房信号控制柜均采用RS485通讯。

（6）水平信号箱颜色区分：每个水平信号箱的本地选择打点按钮的背景颜色（黄色或其他颜色）与其他三个背景颜色不同；急停、停止按钮为红色，其他按钮均为绿色。

（7）各水平信号箱均需张贴有操作说明，便于使用和维护。

信号系统功能要求及逻辑关系

（1）所有水平信号箱对应的1、2、3、4、5点按钮，具有自动发点功能，如选择3点按钮，按一下，系统自动发出三下点，本地及对应选择的信号箱的喇叭自动响3下。

（2）信号工可通过水平信号箱选择物料车的去向，进行任意两个水平的组合。

（3）每个水平信号箱每次只能选择一个水平去向，只有消除本次打点信号后，才能重新选择水平去向或按停止按钮后也可重新选择水平去向。。

（4）本地打点后相应的按钮灯亮，对应选择的水平信号箱相应的灯闪烁，回点后常亮。

（5）任意水平的信号箱发出信号3分钟后，若对应选择的水平无回点，则自动消除信号；若对应选择的水平回点后提升机不运行，3分钟后则自动消除信号。

（6）打点成功，提升机接到开车信号后，巷道沿途立即开始声光报警，语言报警：“正在行车，严禁行人”，红色背景灯光亮，延时10秒后提升机才能按照开车信号进行开车。

（7）任意水平停车信号均直通绞车房，按停车点均能实现消除信号。提升机运行时，按停车点时，可通过人为控制减速停车，也同时实现程序自动减速停车（无论司机是否参加减速停车），提升机运行速度先减到0.5m/s，再全力矩施闸，自动减速时减速度不得超过0.3m/s²。按急停点时，提升机直接跳安全回路，制动油压回零，制动闸全力矩施闸停车。

（8）各水平信号箱都能实现调车功能，调车时只准使用调车信号，即慢上“4”，慢下“5”。当提升机接到调车信号时，绞车最大运行速度为0.5m/s，且根据水平的不同分别设置相应的调车行程区间。

上扒钩信号箱“转发/直发”逻辑关系：

（1）直发状态：任意两个水平信号（2、3点），在组合成功后，即任意两个水平相互联系成功后，方可发到绞车房，具备开车条件，且车房响铃二次。调车点（4、5点）直通车房。

（2）转发状态：所有信号（2、3、4、5）皆需转发。无论哪两水平组合成功后，都需要发到上扒勾（1水平），然后由上扒勾转发。

A、信号（2、3点）任意两、两组合成功后，再打至上车场（1水平），然后再由1水平打至绞车房。B、（4、5点）不需组合，打至上车场，然后由上车场打至车房。C、停车“1”点和急停点不需转发，直接打到绞车房。D、绞车房接收上车场三个水平的铃声。且车房响铃三次。

绞车房信号综合信息显示屏

（1）信号装置能够显示信号是从哪个水平发出的，发出的是几点，并自动判断和显示物料运行方向和运行区间，以利于绞车司机观察和操作。同时所有信息具有记忆功能，数据保存时间不得低于10天，数据保存内容有：各水平信号发出时间，点数，区间、运行方向等。

（2）提升机操作台具有自打点功能，具有检修打点功能（1、2、3、4、5点）。

（3）绞车具有提升方向闭锁功能（按照信号确定方向）。

（4）信号系统与提升机使用同一电源。

（5）各水平及车房处的直通电话，可4个水平同时通话。

（6）各水平信号箱及绞车房信号系统根据以上配置及功能进行设计并合理布局。

备注：1.空钩不能运行，由矿方制定措施实现。绞车房只能有显示，不能打信号。2.调车在固定区间、固定距离时（30-50米）许可调车，超过固定距离时，自动停车。3.行车中，按停车点，信号消失，需重新打点。4.正常时按停车点，减速度按0.5m/s²减速，速度至0.3-0.5m/s时，实施抱闸。正常停车是司机操作，司机如果忘记操作，符合停车条件时，2-3秒内自动降至0.3-0.5m/s时，然后抱闸。5.信号记忆和查询功能，该功能主要包括:根据时间排序依次分类存储各水平发出的信号；查询顺序按先入后出依次显示。

Claims

1.一种煤矿井下斜巷多水平提升信号系统,其特征在于：斜巷上分布多个水平巷道，每个水平巷道均有独立的隔爆箱与本安箱一体的水平信号箱，绞车房配置内置PLC的信号控制柜，信号控制柜与液晶显示屏连接，液晶显示屏装设在电控操作台上，斜巷沿途配置多个声光报警器，各水平巷道及绞车房处均设有有线通信线缆，各水平信号箱均有供水平选择的打点按钮和喇叭，公用的停止按钮和急停按钮。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，其特征在于：所述的水平信号箱与LED显示屏和喇叭连接，水平信号箱除急停按钮的所有按钮均采用指示灯一体式按钮，内置信捷PLC，各水平信号箱和绞车房信号控制柜安装RS485通讯线缆。

3.根据权利要求3所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，其特征在于：每个水平信号箱的本地打点按钮背景颜色与其他打点按钮背景颜色不同，各水平信号箱均贴有操作说明。

4.根据权利要求4所述的煤矿井下斜巷多水平提升信号系统，其特征在于：所述的斜巷沿途配置10个声光报警器。