智能红绿灯报警装置在井下的应用

王晓云



智能红绿灯报警装置在井下的应用

王晓云

摘要根据煤矿井下巷道运输的特点，以同煤集团雁崖煤业公司扩区为例，通过在井下运输巷道安装智能红绿灯报警装置，提示防爆车司机注意来往行驶的车辆及行人，进而减少井下运输车辆发生碰撞及撞伤井下工作人员的事故，提高安全生产运输效率。根据一年来的现场使用情况来看，使用此装置后能够有效地提高井下车辆运输及人员的安全性，为煤矿井下巷道运输车辆及人员提供了保障。

关键词井下运输；智能红绿灯报警装置；安全运输

0引言

近年来，随着煤矿科技的发展和进步，井下的安全问题也越来越得到重视，如何保障井下的安全生产也成为人们日益关注的问题之一。本文主要是根据煤矿井下巷道狭窄、岔道多，防爆车在巷道行驶过程中易发生碰撞等问题，通过在井下安装智能安全红绿灯报警装置[1,2]，控制车辆及井下工作人员的交通秩序，从而减少井下运输事故的发生。

1井下安全运输系统现状

1.1井下运输系统现状

随着井下的现代化程度日益提高，各类车辆的使用率也越来越高，特别是井下防爆汽车的使用也越来越频繁。但由于煤矿井下巷道特点是巷道狭窄、岔道多，并且运输车辆繁多又没有定时、定点的秩序，同时由于井下人流量较大，随时都有工作人员在巷道中穿行，尤其是在大巷的转弯处和岔道口，常会出现各种安全事故，给井下的安全生产带来隐患。井下大巷运输如何解决井下车辆有序行驶，减少工作人员被车辆撞伤事故的发生等安全问题也日益凸显。

1.2智能红绿灯报警装置的应用

针对井下运输过程中出现的一系列不安全因素，在井下运输巷道的事故多发点安装警示装置，提示运输车辆司机注意交通信号[3]，从而保障行驶中车辆的安全。在井下安装光控智能红绿灯报警装置，当过往车辆靠近交叉路口时，由绿灯变换成红灯并发生报警音，能够有效地提醒车辆驾驶员和工作人员注意来往车辆，从而避免井下交通事故的发生，提高井下运输安全性，保障安全生产运输。

2智能红绿灯报警装置的特点

2.1安装的特点

智能红绿灯报警装置适合安装于煤矿井下运输巷道，它是将光感元件与控制面板连接，安装在防爆灯罩内，具有较好的抗干扰性（见图1）。安装地点包括在井下运输大巷的入口处、出口处以及弯道和三叉口处。安装位置在巷道的顶帮，利用薄铁板将2个灯固定在灯架上，通过焊接在铁板上的角钢打孔后再用膨胀螺栓固定在巷道的顶板上，这样既安全又可以有效地抗干扰。

图1智能红绿灯报警装置

2.2功能特点

在井下运输巷道使用中，智能红绿灯报警装置具有以下特点：

（1）可控性高，报警及时准确；

（2）电气部分监控不间断，可识别车辆的上下运行；

（3）具有红绿灯变光和语音功能，易于识别；

（4）安装简单，抗干扰性强，结构简单、安装与维护简便和功耗小，并且投入费用小。

3智能红绿灯报警装置的原理

3.1运行原理

通过对防爆车灯光的感应，控制红绿灯的变化，并发出报警声来提醒过往车辆的驾驶员前方弯道有车辆通过，在转弯处应减速慢行，这样可以有效地提示驾驶员的行车安全，确保运输安全。

井下智能红绿灯在井下在没有强光照射的情况下，各路口的智能红绿灯报警装置都显示为绿灯。

3.1.1井下三叉路口处的运行原理

如图2所示，井下三叉口处，当路口1有车辆通过时，报警装置的感应器感应到车辆灯光的信号后，路口2和路口3的智能红绿灯报警装置的绿灯同时熄灭，红灯同时亮起，并发出声音报警。当车辆通过路口1后，报警装置感应器恢复到初始状态，路口2和路口3的智能红绿灯报警装置的红灯同时熄灭，声音警示音停止播放，绿灯亮起；当路口2有车辆通过时，路口1和路口3的绿灯同时熄灭，红灯同时亮起，并发出声音报警。当车辆通过路口2后，路口1和路口3的红灯同时熄灭，声音警示音停止播放，绿灯亮起；当路口3有车辆通过时，路口1和路口2的绿灯同时熄灭，红灯同时亮起，并发出声音报警。当车辆通过路口3后，路口1和路口2的红灯同时熄灭，声音警示音停止播放，绿灯亮起。

图2三叉路口行车示意

3.1.2井下大巷转弯处的运行原理

如图3所示，大巷转弯处当路口4有车辆通过时，路口5的绿灯熄灭，红灯亮起，并发出声音报警。当车辆通过路口4后，路口5的红灯熄灭，声音警示音停止播放，绿灯亮起；当路口5有车辆通过时，路口4的绿灯熄灭，红灯亮起，并发出声音报警。当车辆通过路口5后，路口4的红灯熄灭，声音警示音停止播放，绿灯亮起。

图3转弯路口行车示意

3.2结构组成

井下智能红绿灯报警装置是利用光敏元件来控制电路的，该电路是由声光电路、电源电路和控制电路3部分组成。声光电路由红绿灯与继电器触点构成；电源电路由桥式整流堆、电阻器R6、电容器C3构成；控制电路由光敏电阻器MG、继电器KM、电阻器、电容器、控制晶体三极管、稳压二极管和继电器等构成。

3.3电路原理（见第8页图4）

（1）由AC供电电压输入，经过电阻器R6、电容器C3降压，桥式整流电路和电阻器R5，稳压二极管VS2稳压后形成直流电压，作为控制电路的电压。

（2）由于井下在正常情况下处于相对黑暗的环境，光敏电阻器MG的阻值较大。晶体三极管VT1基极电压上升而导通，晶体三极管VT1导通后为晶体管VT2提供基极电流，从而使晶体三极管VT2和VT3导通。

（3）当晶体管VT2、VT3导通时，继电器KM通电动作，常开触点KM-1接通，电路形成回路，绿灯亮。同时常闭触点KM-2和KM-3断开，红灯熄灭,声音报警装置不响。

（4）当井下红绿灯报警装置的光敏电阻器受到防爆车大灯强光的照射下，光敏电阻器MG的阻值变小，晶体三极管VT1不导通，继电器KM不动作，KM-1断开，绿灯熄灭。常闭触点KM-2和KM-3闭合，红灯点亮，声音报警装置响起。

（5）当防爆车通过红绿灯报警装置的时候，光敏电阻MG阻值逐渐增大，当增大到一个值后，继电器开始动作，绿灯亮起，红灯熄灭，报警声停止。

图4电路原理

4结语

2014年5月智能红绿灯报警装置在同煤集团雁崖煤业公司扩区井下运输巷道安装使用后，没有发生车辆、人员运输交通事故。根据一年多的现场使用情况来看，使用此装置后能够有效地提高井下车辆运输及人员的安全性，为煤矿井下巷道运输车辆及人员提供了保障。

参考文献

[1]韩雪涛，韩广兴.电工技能图解[M] .北京：化学工业出版社，2014：92-96.

[2]路秋生. LED相控调光与应运[M] .北京：机械工业出版社，2013：123-126.

[3]陈黎敏.传感器技术及其应用[M] .北京：机械工业出版社，2009：36-39.

王晓云，男，1982年出生，现在大同煤矿集团公司雁崖煤业公司电气区工作，工程师。

Application of Intelligent Alarm Device of Traffic Light in Underground Coal Mine

Wang Xiaoyun

Abstract：According to the characteristics of roadway transportation in underground coal mine, taking the extension area of Yanya Coal Mine Co.,Ltd. of Datong Coal Mine Group as an example, through installing intelligent alarm device of traffic light in transportation roadway of underground coal mine, the drivers of explosion-proof cars are alerted to pay attention to the moving vehicles and pedestrian, and accidents of transportation vehicle collision and injuring workers are reduced, the efficiency of safety production transportation is improved. According to the field use during the year, the security of underground transportation vehicles and personnel is effectively improved after using this device, roadway transportation vehicles and personnel in underground coal mine are protected.

Key words：underground transportation; intelligent alarm device of traffic light; transportation safety

收稿日期：2015-12-20

作者简介

中图分类号TD65+3

文献标识码B

文章编号1000-4866 (2016) 01-0006-03