俄霍布拉克煤矿副斜井在线常闭式跑车防护装置探究和应用.doc

俄霍布拉克煤矿副斜井在线常闭式跑车防护装置探究和应用 　　摘 要：文章分析了俄霍布拉克煤矿副斜井撞杆式机械触发跑车防护装置的不足，重新设计选型了一种新型自动在线常闭式跑车防护装置，并对其性能、结构、原理、功用进行了阐述。经现场使用，该装置性能稳定，工作可靠，杜绝了斜巷跑车事故，保证了提升安全，提高了运输效率，综合效果良好，值得大力推广应用。 关键词：斜巷；常闭；跑车；防护装置；研究；应用 引言 我国煤矿斜巷轨道运输量大，每年因误操作、断绳、连接装置脱落、断裂等原因发生的溜车、跑车恶性事故频繁。据统计，全国煤矿重大事故中机运事故占总数的20%-30%，而斜巷跑车事故占机运事故的8%。所以防治跑车事故刻不容缓。据此《煤矿安全规程》370条要求，煤矿倾斜井巷内必须安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。该装置必须经常关闭，放车时方准打开；兼作行驶人车的斜巷，在提升人员时，必须是常开状态，并能可靠的锁住。故斜巷轨道运输不但要安设跑车防护装置，而且要动作灵敏可靠。 1 俄霍布拉克煤矿副斜井原跑车防护装置的问题 俄霍布拉克煤矿（简称俄矿）副斜井原有的斜巷跑车防护装置为撞杆机式械触发捕车器。该种防跑车装置主要由活动杆、撞板及触发机构、挡车栏和其它连接件组成，其中活动杆是挡车栏的主要引动部件，如图1所示。 图1 撞杆式跑车防护装置示意图 挡车门为柔性钢丝绳网门，结构简单有缓冲性，能保护矿车，该装置的特点是靠车辆碰撞触发，不需外加动力，装置容易实施，斜巷捕车能够起到一定作用，但经现场使用也存在不少安全问题： （1）稳定性差易误动作。这种装置只适应车辆低速运行，速度一般不超过2m/s，当超过时，随着车的快速运行撞杆就会被碰撞，获得动能，向前摆动，撞杆角度超过一定度数时，驱动机构脱扣，挡车栏落下，车辆被拦截。但是撞杆是自由悬垂体，车辆碰撞力度难以精准控制，挂钩脱扣机构难以调整，走车频繁时撞杆碰撞也频繁，经常误动作，将正常运行的车辆阻翻车产生事故。特别由于矿井改扩建后副井绞车的提升速度达到5m/s，显然老式的捕车器已经不能适应快速过车了，经常性的被碰掉发生误动作事故。 （2）拒动。时有虽然车辆冲击撞杆动作，但由于脱扣机构卡死或不够光滑而不能脱扣，挡车栏不能落下，溜车窜过拦不住，造成斜井跑车事故。 （3）受限多。正常运行撞杆的碰车长度为100mm，当运输支架大件时因巷道高度不够影响通行，需要将撞杆拆除；运输低矮的平板车或两端中部为空档的材料车时撞杆又碰不着，失去作用。 （4）该装置属于常开式保护与煤矿安全规程要求不符。这些问题的存在严重影响矿井安全生产，因此急需一种新型可靠的斜井跑车防护装置替代老式装置。 2 新型防跑车装置的选型 按照“以防为主、防挡并重”的原则。经过考察论证、慎重分析，我们选用了国内相对成熟的ZDC30型在线常闭式跑车防护装置，主要由挡车栏、电控箱、旋转编码器、状态显示器、收放绞车、本安型电控箱、挡车栏位置传感器、摄像头等设备组成。其核心是采用PLC控制器控制挡车栏的提升与下放，正常提物情况下，挡车栏处于常闭状态。当绞车运行，矿车到达设定位置，挡车栏自动升起，矿车通过后，挡车栏自动下放。当矿车跑车、溜车超速时，PLC会命令挡车栏对跑车进行可靠的拦档，阻止矿车继续下行，避免事故的发生。配备的显示器能够及时准确地反映各机构的工作情况，司机通过视频摄像头能看见挡车栏的动作情况，如图2所示。 图2 在线常闭式跑车防护装置结构示意图 3 新型跑车防护装置的参数验算 3.1 俄矿副斜井的基本参数 副斜井总长为1120m，单轨道单钩提升；斜巷坡度：15°；绞车正常提升速度v0=5m/s；中间甩道巷数：520、+1700、+1732；满载为6个矿车串车，总质量9000kg。巷道断面见图3所示。 图3 副井巷道断面示意图 3.2 挡车栏抗冲击能计算 跑车防护装置挡车栏采用压盘摩擦式吸能器，类似舰载机着陆的柔性减速吸能设计，技术领先，吸能量大，可以使矿车的损伤程度降到最低。此装置中，考虑现场安装时吸能器与挡车栏间将形成8°的夹角，故将单台吸能器缓冲力调整范围为0～240KN，则单台吸能器实际吸收的缓冲力为0～250×COS8°=0～238KN，考虑2倍的安全系数取110KN计算。所以每道挡车栏设2台吸能器，则合力为220KN。 由吸能器储绳长度S=0～20m（可选），取S=10m计算，两台吸能器可储能为：E=F×S=2.2MJ。 3.3 钢丝绳安全系数校验 挡车栏缓冲用6×37-Φ22型钢丝绳，经查表该型钢丝绳破断力为300KN。安全系数n=300×4/110=9.5，满足设计要求。 3.4 挡