新型斜井防跑车装置研究

柏汉忠

【摘 要】 矿山安全生产过程中，矿井运输事故的发生几率比较大，而斜井跑车事故就是多发的矿井运输事故，严重影响矿井安全与经济效益。为了进一步提高矿井运输安全性，必须针对斜井仿跑车装置进行深入研究。

【关键词】 斜井 防跑车 装置

作为矿山运输中的重要组成部分——斜井运输，直接影响到矿山的运营效益。尤其是近几年来，我国斜井跑车事故多有发生，造成了严重的社会危害。为了进一步吸取斜井防跑车事故教训，最大限度避免井下脱轨事件发生、保障人们的生命安全、促进安全生产进行，国家颁布了相关规定，要求倾斜井巷内必须安装防跑车防护设备，有效阻止脱钩车辆。在这种情况下，采用霍尔传感器的常闭式自动斜井跑车装置得到了广泛应用。

1 简要论述斜井跑车的防护原理

这种防护装置是能够在矿井巷道内任意安装的安全装置，能够快速、准确的检测跑车事故，与此同时，能够充分运用单片机控制技术以及传感技术对自检安装置与控制装置进行信号传输与指令发布。如果矿车下放到传感器上，此时矿车车轮与磁钢之间就会产生相应的电磁信号，霍尔传感器接收到信号之后，会通过电耦合管去除电路干扰，与此同时，将电信号传输到单片机上对电磁铁动作进行控制，或呈现常闭状态。如果单片机判断发生跑车时，会及时发出信号，挡门与继电器停止工作，及时阻止脱轨跑车。

2 分析斜井跑车防护装置

驱动装置，这是整个防护装置的核心组成。在常闭式系统中，驱动机构往往执行既定控制信号，也就是随着车辆的位置起落。如果发生跑车等事故，车档处在挡车状态，有效阻止跑车。

车档，这是重要的防护组成部分。其具有以下特点：第一，强度大，同时具备冲击韧性。第二，尽可能保障车档动作的可靠与灵活，在强度得到保障的前提下，减轻重量，节约驱动力。安装车档的位置最好没有灰尘聚集。车档需要尽可能阻止矿车碰头，与此同时，防止由于重心不稳矿车受阻后发生前翻。

吸能器，吸能器主要功能是把车档与矿车相撞时的动能，进一步转化成其它能量，有效预防矿车下滑现象发生，进一步降低冲击力，尽可能降低跑车事故带来的危害。

控制系统作为重要的防护装置。在常闭式装置中，主要依靠传感器判断动作、发出信号。通过电气控制系统，可以有效的使车档处在挡车状态或通行状态。

3 设计斜井跑车的防护装置

在采集单片机数据以及进行动态控制过程中，一般情况下，被控制对象是变化的，必须通过传感器进一步转化成为电模拟量。然后经由D/A转化成数字量，再输入计算机进行处理。然后将处理结果进一步转变成为模拟量，更好的控制被控对象。

3.1 系统的硬件设计

选择9031单片机作为控制系统的主机，并作为核心。程序存储器为EPROM 27128，数据存储器选择RAM 6246，选择74LS373作为地址存储器。与此同时，利用8279键盘、3-8译码器、数码管等等有效实现人及通讯。如（图1）显示的提供结构图。

其主要工作原理，是在霍尔传感器成功接受信号之后，经由光电耦合器，把信号转化成为开关量，进而向主机提出终端申请。通过程序运行状况，主机迅速判断跑车的运行实际情况，并发出信号控制驱动器进一步动作或不动作。另外，还可以通过键盘与数码管发出、输出信号。

3.2 系统的软件设计

一般情况下，选择模块化结构进行系统的软件设计。斜井防护车的防护程序由主程序、键盘扫描、显示程序等组成。在单片机8031系统中，单片机内在的存取器以及I/O存储地位是一致的。在片内RAM 数据缓冲区中设置堆栈栈顶地址为60H；在片内RAM区域设置缓冲区，为40～47H单元；将27128EPROM存储区有效地址设置为8000～6FFFH；保证键值与键号的一致性，为00～10H；依次将B0～B3、A0～A5接入相应的显示器选端，从而保证段选码与选码表一致。

4 斜井跑车防护优缺点分析

这种全新的辅助安全装置，能够在巷道内任意位置进行安装，尤其是适用于金属、非金属矿山、煤矿矿山的倾斜巷道之中，能够全自动监视矿车运动，对于失去控制的矿车进行全自动紧急制动。目前为止，在我国的斜井内首次使用单片机与传感技术联合操作，准确、可靠的把速度信号转化成电信号，然后经由单片机进行比较、鉴别，确定矿车的运行安全，发出相应的动作信号，从而自动化的实现跑车监控。整个系统的造价比较便宜，结构简单、节省钢材、易于制造。在驱动挡门恢复过程中，无需使用电力、人力等外力，有效借助轿车促进钢丝绳提升，自身具备声光报警与绿灯标志。

在具备上述优点同时，不可避免的存在一定不足。这种采用单片机系统的控制方式，在井下工作的单片机运行情况无法全面掌握。对于单片机控制的安全性以及可靠性有待进一步深入研究。虽然挡门复位过程不需要直接使用人力，但是，没有人工辅助会影响其正常提升。挡门的柔韧性有待进一步提高，在挡车过程中很容易出现车辆横档现象，进而对帮壁设备、车辆、挡门等造成一定损坏。另外，该系统中采用的霍尔传感器，其防磁性能比较差。

5 结语

综上所述，本文针对斜井跑车的防护原理以及斜井跑车防护装置开始入手分析，从防护系统的硬件设计与软件设计两方面，详细论述了斜井跑车的防护装置设计。单片机防护装置在具备一定应用优势的同时，也存在一定缺陷，需要进一步研究改进。

参考文献：

[1]王洪立，孙远平，张秀东，鲍伟，王玉白，马华祥.矿车智能自动刹车器的研究与开发应用[J].矿业研究与开发，2011（02）.

[2]陈勇，管志光，丁代存，吴承格.煤矿井下斜巷控制系统的研究[J].煤矿机械，2010（13）.

[3]张立忠，写义明，罗志诚.我国煤矿井下辅助运输现状和技术改造途径[J].采矿技术，2010（05）.endprint

【摘 要】 矿山安全生产过程中，矿井运输事故的发生几率比较大，而斜井跑车事故就是多发的矿井运输事故，严重影响矿井安全与经济效益。为了进一步提高矿井运输安全性，必须针对斜井仿跑车装置进行深入研究。

【关键词】 斜井 防跑车 装置

作为矿山运输中的重要组成部分——斜井运输，直接影响到矿山的运营效益。尤其是近几年来，我国斜井跑车事故多有发生，造成了严重的社会危害。为了进一步吸取斜井防跑车事故教训，最大限度避免井下脱轨事件发生、保障人们的生命安全、促进安全生产进行，国家颁布了相关规定，要求倾斜井巷内必须安装防跑车防护设备，有效阻止脱钩车辆。在这种情况下，采用霍尔传感器的常闭式自动斜井跑车装置得到了广泛应用。

1 简要论述斜井跑车的防护原理

这种防护装置是能够在矿井巷道内任意安装的安全装置，能够快速、准确的检测跑车事故，与此同时，能够充分运用单片机控制技术以及传感技术对自检安装置与控制装置进行信号传输与指令发布。如果矿车下放到传感器上，此时矿车车轮与磁钢之间就会产生相应的电磁信号，霍尔传感器接收到信号之后，会通过电耦合管去除电路干扰，与此同时，将电信号传输到单片机上对电磁铁动作进行控制，或呈现常闭状态。如果单片机判断发生跑车时，会及时发出信号，挡门与继电器停止工作，及时阻止脱轨跑车。

2 分析斜井跑车防护装置

驱动装置，这是整个防护装置的核心组成。在常闭式系统中，驱动机构往往执行既定控制信号，也就是随着车辆的位置起落。如果发生跑车等事故，车档处在挡车状态，有效阻止跑车。

车档，这是重要的防护组成部分。其具有以下特点：第一，强度大，同时具备冲击韧性。第二，尽可能保障车档动作的可靠与灵活，在强度得到保障的前提下，减轻重量，节约驱动力。安装车档的位置最好没有灰尘聚集。车档需要尽可能阻止矿车碰头，与此同时，防止由于重心不稳矿车受阻后发生前翻。

吸能器，吸能器主要功能是把车档与矿车相撞时的动能，进一步转化成其它能量，有效预防矿车下滑现象发生，进一步降低冲击力，尽可能降低跑车事故带来的危害。

控制系统作为重要的防护装置。在常闭式装置中，主要依靠传感器判断动作、发出信号。通过电气控制系统，可以有效的使车档处在挡车状态或通行状态。

3 设计斜井跑车的防护装置

在采集单片机数据以及进行动态控制过程中，一般情况下，被控制对象是变化的，必须通过传感器进一步转化成为电模拟量。然后经由D/A转化成数字量，再输入计算机进行处理。然后将处理结果进一步转变成为模拟量，更好的控制被控对象。

3.1 系统的硬件设计

选择9031单片机作为控制系统的主机，并作为核心。程序存储器为EPROM 27128，数据存储器选择RAM 6246，选择74LS373作为地址存储器。与此同时，利用8279键盘、3-8译码器、数码管等等有效实现人及通讯。如（图1）显示的提供结构图。

其主要工作原理，是在霍尔传感器成功接受信号之后，经由光电耦合器，把信号转化成为开关量，进而向主机提出终端申请。通过程序运行状况，主机迅速判断跑车的运行实际情况，并发出信号控制驱动器进一步动作或不动作。另外，还可以通过键盘与数码管发出、输出信号。

3.2 系统的软件设计

一般情况下，选择模块化结构进行系统的软件设计。斜井防护车的防护程序由主程序、键盘扫描、显示程序等组成。在单片机8031系统中，单片机内在的存取器以及I/O存储地位是一致的。在片内RAM 数据缓冲区中设置堆栈栈顶地址为60H；在片内RAM区域设置缓冲区，为40～47H单元；将27128EPROM存储区有效地址设置为8000～6FFFH；保证键值与键号的一致性，为00～10H；依次将B0～B3、A0～A5接入相应的显示器选端，从而保证段选码与选码表一致。

4 斜井跑车防护优缺点分析

这种全新的辅助安全装置，能够在巷道内任意位置进行安装，尤其是适用于金属、非金属矿山、煤矿矿山的倾斜巷道之中，能够全自动监视矿车运动，对于失去控制的矿车进行全自动紧急制动。目前为止，在我国的斜井内首次使用单片机与传感技术联合操作，准确、可靠的把速度信号转化成电信号，然后经由单片机进行比较、鉴别，确定矿车的运行安全，发出相应的动作信号，从而自动化的实现跑车监控。整个系统的造价比较便宜，结构简单、节省钢材、易于制造。在驱动挡门恢复过程中，无需使用电力、人力等外力，有效借助轿车促进钢丝绳提升，自身具备声光报警与绿灯标志。

在具备上述优点同时，不可避免的存在一定不足。这种采用单片机系统的控制方式，在井下工作的单片机运行情况无法全面掌握。对于单片机控制的安全性以及可靠性有待进一步深入研究。虽然挡门复位过程不需要直接使用人力，但是，没有人工辅助会影响其正常提升。挡门的柔韧性有待进一步提高，在挡车过程中很容易出现车辆横档现象，进而对帮壁设备、车辆、挡门等造成一定损坏。另外，该系统中采用的霍尔传感器，其防磁性能比较差。

5 结语

综上所述，本文针对斜井跑车的防护原理以及斜井跑车防护装置开始入手分析，从防护系统的硬件设计与软件设计两方面，详细论述了斜井跑车的防护装置设计。单片机防护装置在具备一定应用优势的同时，也存在一定缺陷，需要进一步研究改进。

参考文献：

[1]王洪立，孙远平，张秀东，鲍伟，王玉白，马华祥.矿车智能自动刹车器的研究与开发应用[J].矿业研究与开发，2011（02）.

[2]陈勇，管志光，丁代存，吴承格.煤矿井下斜巷控制系统的研究[J].煤矿机械，2010（13）.

[3]张立忠，写义明，罗志诚.我国煤矿井下辅助运输现状和技术改造途径[J].采矿技术，2010（05）.endprint

【摘 要】 矿山安全生产过程中，矿井运输事故的发生几率比较大，而斜井跑车事故就是多发的矿井运输事故，严重影响矿井安全与经济效益。为了进一步提高矿井运输安全性，必须针对斜井仿跑车装置进行深入研究。

【关键词】 斜井 防跑车 装置

作为矿山运输中的重要组成部分——斜井运输，直接影响到矿山的运营效益。尤其是近几年来，我国斜井跑车事故多有发生，造成了严重的社会危害。为了进一步吸取斜井防跑车事故教训，最大限度避免井下脱轨事件发生、保障人们的生命安全、促进安全生产进行，国家颁布了相关规定，要求倾斜井巷内必须安装防跑车防护设备，有效阻止脱钩车辆。在这种情况下，采用霍尔传感器的常闭式自动斜井跑车装置得到了广泛应用。

1 简要论述斜井跑车的防护原理

这种防护装置是能够在矿井巷道内任意安装的安全装置，能够快速、准确的检测跑车事故，与此同时，能够充分运用单片机控制技术以及传感技术对自检安装置与控制装置进行信号传输与指令发布。如果矿车下放到传感器上，此时矿车车轮与磁钢之间就会产生相应的电磁信号，霍尔传感器接收到信号之后，会通过电耦合管去除电路干扰，与此同时，将电信号传输到单片机上对电磁铁动作进行控制，或呈现常闭状态。如果单片机判断发生跑车时，会及时发出信号，挡门与继电器停止工作，及时阻止脱轨跑车。

2 分析斜井跑车防护装置

驱动装置，这是整个防护装置的核心组成。在常闭式系统中，驱动机构往往执行既定控制信号，也就是随着车辆的位置起落。如果发生跑车等事故，车档处在挡车状态，有效阻止跑车。

车档，这是重要的防护组成部分。其具有以下特点：第一，强度大，同时具备冲击韧性。第二，尽可能保障车档动作的可靠与灵活，在强度得到保障的前提下，减轻重量，节约驱动力。安装车档的位置最好没有灰尘聚集。车档需要尽可能阻止矿车碰头，与此同时，防止由于重心不稳矿车受阻后发生前翻。

吸能器，吸能器主要功能是把车档与矿车相撞时的动能，进一步转化成其它能量，有效预防矿车下滑现象发生，进一步降低冲击力，尽可能降低跑车事故带来的危害。

控制系统作为重要的防护装置。在常闭式装置中，主要依靠传感器判断动作、发出信号。通过电气控制系统，可以有效的使车档处在挡车状态或通行状态。

3 设计斜井跑车的防护装置

在采集单片机数据以及进行动态控制过程中，一般情况下，被控制对象是变化的，必须通过传感器进一步转化成为电模拟量。然后经由D/A转化成数字量，再输入计算机进行处理。然后将处理结果进一步转变成为模拟量，更好的控制被控对象。

3.1 系统的硬件设计

选择9031单片机作为控制系统的主机，并作为核心。程序存储器为EPROM 27128，数据存储器选择RAM 6246，选择74LS373作为地址存储器。与此同时，利用8279键盘、3-8译码器、数码管等等有效实现人及通讯。如（图1）显示的提供结构图。

其主要工作原理，是在霍尔传感器成功接受信号之后，经由光电耦合器，把信号转化成为开关量，进而向主机提出终端申请。通过程序运行状况，主机迅速判断跑车的运行实际情况，并发出信号控制驱动器进一步动作或不动作。另外，还可以通过键盘与数码管发出、输出信号。

3.2 系统的软件设计

一般情况下，选择模块化结构进行系统的软件设计。斜井防护车的防护程序由主程序、键盘扫描、显示程序等组成。在单片机8031系统中，单片机内在的存取器以及I/O存储地位是一致的。在片内RAM 数据缓冲区中设置堆栈栈顶地址为60H；在片内RAM区域设置缓冲区，为40～47H单元；将27128EPROM存储区有效地址设置为8000～6FFFH；保证键值与键号的一致性，为00～10H；依次将B0～B3、A0～A5接入相应的显示器选端，从而保证段选码与选码表一致。

4 斜井跑车防护优缺点分析

这种全新的辅助安全装置，能够在巷道内任意位置进行安装，尤其是适用于金属、非金属矿山、煤矿矿山的倾斜巷道之中，能够全自动监视矿车运动，对于失去控制的矿车进行全自动紧急制动。目前为止，在我国的斜井内首次使用单片机与传感技术联合操作，准确、可靠的把速度信号转化成电信号，然后经由单片机进行比较、鉴别，确定矿车的运行安全，发出相应的动作信号，从而自动化的实现跑车监控。整个系统的造价比较便宜，结构简单、节省钢材、易于制造。在驱动挡门恢复过程中，无需使用电力、人力等外力，有效借助轿车促进钢丝绳提升，自身具备声光报警与绿灯标志。

在具备上述优点同时，不可避免的存在一定不足。这种采用单片机系统的控制方式，在井下工作的单片机运行情况无法全面掌握。对于单片机控制的安全性以及可靠性有待进一步深入研究。虽然挡门复位过程不需要直接使用人力，但是，没有人工辅助会影响其正常提升。挡门的柔韧性有待进一步提高，在挡车过程中很容易出现车辆横档现象，进而对帮壁设备、车辆、挡门等造成一定损坏。另外，该系统中采用的霍尔传感器，其防磁性能比较差。

5 结语

综上所述，本文针对斜井跑车的防护原理以及斜井跑车防护装置开始入手分析，从防护系统的硬件设计与软件设计两方面，详细论述了斜井跑车的防护装置设计。单片机防护装置在具备一定应用优势的同时，也存在一定缺陷，需要进一步研究改进。

参考文献：

[1]王洪立，孙远平，张秀东，鲍伟，王玉白，马华祥.矿车智能自动刹车器的研究与开发应用[J].矿业研究与开发，2011（02）.

[2]陈勇，管志光，丁代存，吴承格.煤矿井下斜巷控制系统的研究[J].煤矿机械，2010（13）.

[3]张立忠，写义明，罗志诚.我国煤矿井下辅助运输现状和技术改造途径[J].采矿技术，2010（05）.endprint