矿井斜巷运输信号控制系统的实现

周冬莉 韩国庆

（1.河北能源职业技术学院，河北省唐山市，063000；2.开滦集团唐山矿业分公司，河北省唐山市，063000）

矿井斜巷运输信号控制系统的实现

周冬莉1韩国庆2

（1.河北能源职业技术学院，河北省唐山市，063000；2.开滦集团唐山矿业分公司，河北省唐山市，063000）

根据0044矿井斜巷对监控系统的要求，给出了监控系统的总体结构和功能。详细分析了监控系统信号控制部分的要求，提出了对挡车器、风门以及栅栏门部分控制实现思路。矿井斜巷运输采用变频调速无极绳绞车和完善的信号控制系统有利于提高矿井的安全生产水平和工作效率，实现了斜井绞车自动化控制。

无极绳绞车 矿井斜巷 信号控制

矿井斜巷是采区运输材料、矸石、设备等物资的主要通道，运输量较大。运行期间，车场道岔、挡车器、信号等由各车场把钩工操作，由于司机只能通过听信号开车而无法看到斜巷的情况，所以发生矿车掉道、翻车或撞伤人等事故的隐患较大。开滦集团唐山矿业分公司0044斜井是连接12水平与14水平的主要运输巷道，巷道最上位标高为－678 m，最下位标高为－947m，高差为269m，运输长度为1564m，最大倾角为21°，平均倾角为16°。斜巷内有2道风门，中部有1条十字交叉巷道，上下口采用“一坡三挡”。通过选用JWB－132J型变频调速无极绳绞车双向运输方式和防爆变频控制系统，实现了斜井绞车自动化控制，提高了矿井安全生产水平和工作效率。

1 监控系统综述

1.1 0044矿井斜巷对监控系统的要求

整个运行系统要求实时通讯联系、沿线系统自动动作、绞车行进过程中挡车器自动开启与闭锁以及风门自动打开与闭合，具体要求如下：

（1）监控系统能对各道岔、挡车器、风门、行车进行控制并实现故障报警；

（2）监控系统能对各车场设备状态进行电视监视，同时将画面反馈到司机和主调度室；

（3）实时反映矿车的实际运行位置，能够直观看到现场的实际情况；

（4）利用远程视频监控直接对井下情况进行实时监控。

1.2 0044矿井斜巷监控系统的总体结构和功能

整个监控系统主要由信号控制保护、语言控制、电视监测和无线通讯四大部分组成。信号控制保护部分主要是以PLC为核心，配以显示器的人机界面，具备实时监控、过卷保护以及岔道语言警示和沿道语言通讯功能。语言控制部分具有打点、通话和急停功能，并且能分辩出哪个语音声光信号急停装置动作。电视监视部分采用防爆视频监控，通过现场防爆摄像机的图像采集，把现场视频图像清晰直观地显示在矿用隔爆型监视器上。

2 信号控制保护部分的控制要求

信号控制保护部分包括2个风门、3个挡车器以及4个栅栏门控制对象和2个过卷保护。斜巷由上车场到下车场（下运）时，通过的控制对象顺序分别为：1＃栅栏门、1＃挡车器、2＃挡车器（1＃与2＃连动）、3＃栅栏门、4＃栅栏门、1＃风门、2＃风门、3＃挡车器、2＃栅栏门。0044矿井斜巷信号控制位置示意图如图1所示。

图1 0044矿井斜巷信号控制位置示意图

2.1 挡车器控制要求

根据《煤矿安全规程》中倾斜井巷内“一坡三挡”的设置要求，0044矿井斜巷变坡点下设置1＃和2＃挡车器，坡底设置3＃挡车器。梭车下运时的流程为：接近1＃挡车器→打开1＃挡车器→闭合2＃挡车器→通过1＃挡车器→打开2＃挡车器→闭合1＃挡车器。下运时1＃和2＃挡车器不能同时打开，3＃挡车器的动作过程与1＃挡车器相同。要求故障停车时，离挡车器最近的梭车距离挡车器不小于3 m。若主控系统没有接到挡车器执行机构的反馈信号应视为故障，同时控制梭车紧急停车。挡车器的工作状态要求有声光报警指示。

2.2 风门控制要求

如图1所示，斜巷中下部有1＃和2＃两个风门，间距为50m，并且1＃和2＃风门不能同时打开。要求故障停车时，离风门最近的梭车距离风门不小于3m。梭车下运时，先打开1＃风门，梭车通过后关闭1＃风门，2＃风门控制与1＃风门相同。如果风门未能完全打开，应将信号传到主控系统，系统控制梭车紧急停车并发出报警信号。风门的工作状态要求有声光报警指示。

2.3 栅栏门的控制要求

根据《煤矿安全规程》的有关规定，0044矿井斜巷上井口和下井口安装有1＃和2＃两个栅栏门，在斜巷中部和T2022连接处安装3＃和4＃两个栅栏门，避免T2022和0044斜巷同时通车。接到起车指令后，1＃和2＃两个栅栏门打开，3＃和4＃两个栅栏门关闭。梭车运行过程中，1＃、2＃、3＃和4＃栅栏门都应处于关闭状态，防止人员和物品误入。栅栏门的工作状态要求有声光报警指示。

3 信号控制保护部分的实现

3.1 挡车器控制的实现

根据故障停车时离挡车器最近的梭车距离挡车器不小于3m的要求，控制挡车器的接近开关应该安装在挡车器前22m和挡车器后5m的位置。

梭车下运经过22m处的接近开关时，控制1＃挡车器打开，控制2＃挡车器闭合，主控系统接到1＃和2＃挡车器执行机构的返回信号后，梭车通过1＃挡车器；当梭车运行至5m处的接近开关时，控制1＃挡车器闭合，控制2＃挡车器打开，主控系统接到1＃和2＃挡车器执行机构的返回信号后，梭车通过2＃挡车器。3＃挡车器的控制过程与1＃挡车器相同。

梭车上运经过5m处的接近开关时，控制3＃挡车器打开，主控系统接到3＃挡车器执行机构的返回信号后，梭车通过3＃挡车器；当梭车运行至22m处的接近开关时，控制3＃挡车器闭合。1＃和2＃挡车器的控制同3＃挡车器相同。若主控系统未接到挡车器执行机构的返回信号应视为故障停车。

3.2 风门控制的实现

控制风门开关采用矿用本安型红外传感发送器、矿用本安型红外传感接收器和防爆磁性接近开关。根据控制要求，在距离1＃风门20m处安装接近开关A控制1＃风门的打开，在距1＃风门3m处安装接近开关B控制1＃风门的关闭。控制2＃风门打开和关闭的接近开关C和接近开关D安装位置与1＃风门相同。

梭车下运经过接近开关A处时，控制1＃风门打开，同时检测1＃风门是否已开到位并将信号返回给主控系统，梭车通过1＃风门。当梭车运行至接近开关B处时，控制1＃风门闭合。当梭车经过接近开关C处时控制2＃风门打开，此时检测2＃风门是否已开到位并将信号返回给主控系统，梭车通过2＃风门。当梭车运行接近开关D处时，控制2＃风门闭合。梭车上运时控制过程与下运相同。

梭车上运或下运时，如果检测到1＃风门或2＃风门没有开到位，则将接近开关检测信号发送给主控系统，主控系统启动程序完成梭车的紧急停车并发出报警信号。在1＃风门和2＃风门的控制程序中设置电气互锁，两道风门的外接电路中采用电气和机械双重闭锁功能，避免1＃风门与2＃风门同时打开。同时采用LED屏幕报警和语音报警两种报警方式，当车辆经过时，可发出多种语音提示信号，故障状态下可发出声光报警信号。

3.3 栅栏门的控制实现

1＃和2＃两个栅栏门的开关状态用行程开关检测。接到起车指令后，主控系统首先检测1＃和2＃两个栅栏门的工作状态，如果栅栏门处于关闭状态，主控系统发出指令控制栅栏门打开，梭车启动，否则视为故障停车。3＃和4＃两个栅栏门采用电磁锁控制。接到起车指令后，主控系统首先检测3＃和4＃两个栅栏门上电磁锁工作状态，如果电磁锁置锁则启动梭车。若电磁锁解锁，主控系统发出指令给电磁锁置锁，之后梭车才能运行。

3.4 其他控制与显示

主控系统开机后，液晶显示屏MT5520T显示无极绳绞车运行状态的运行画面，液晶显示屏能显示梭车在巷道中的位置和运行的距离。若在运行过程中出现机头过卷、机尾过卷、急停、挡车器未完全开启、风门未完全打开、风门未完全关闭等故障时，系统自动发出停车指令，显示画面会自动跳转到故障画面，并显示出故障类型以及故障发生的时间和确认时间。待故障解除后，按下操作的台上返回按钮，显示画面会自动跳转到运行状态画面。

4 结论

0044矿井斜巷运输信号控制系统以PLC为控制核心，具备实时监控、过卷保护、岔道语言警示以及沿道语言通讯等功能。变频调速无极绳绞车配以完善的信号控制系统，安装使用后起车平稳，实现了斜巷绞车自动化控制，节省了大量人力，降低了巡视的劳动强度，提高了距离较远的矿井斜巷运输的安全生产水平和工作效率。

［1］ 田宝丰，高春生，刘天习.JZB－1型斜巷运输智能综合闭锁装置及其应用［J］.中国煤炭，2004（4）

［2］ 魏巍.矿井斜巷运输综合监控系统［D］.淮南：安徽理工大学，2006

［3］ 高春矿.煤矿安全监控系统现状与发展前景［J］.煤炭技术，2004（11）

［4］ 侯宇刚.矿井轨道斜巷人车安全闭锁装置的研究［J］.工矿自动，2009（1）

Actualization of signal control for transportation in No.0044inclined shaft

Zhou Dongli1，Han Guoqing2
（1.Hebei Energy Institue of Vocation and Technology，Tangshan，Hebei 063000，China；2.Tangshan Mining Branch Company，Kailuan Group，Tangshan，Hebei 063000，China）

According to the requirements for the monitoring system used in No.0044inclined shaft，its general structure and functions were described.The signal control system was analyzed in detail，and the ideas for the actualization of each control part including air door and road－blocker were proposed.The speed control via variable frequency of endless rope winch equipped with perfect signal control system for the transportation in No.0044inclined shaft is favorable for the production safety and work efficiency rising，achieving automatic control of inclined shaft winch.

endless rope winch，inclined shaft，signal control

TD55

A

周冬莉（1972－），女，河北省景县人，河北能源职业技术学院副教授，主要从事煤矿电气自动化方面的研究。

（责任编辑 路 强）