钢丝绳牵引卡轨车系统的改造与应用.pdf

收稿日期２０２０􀆽 ０３􀆽 １３ 作者简介苏彦斌１９７８ － ꎬ男ꎬ山西襄垣人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿辅助运输管理工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０７. ０１４ 钢丝绳牵引卡轨车系统的改造与应用 苏彦斌 潞安环能股份公司 漳村煤矿ꎬ山西 长治 ０４６０３２ 摘 要钢丝绳牵引卡轨车在运行过程中存在一定的安全隐患ꎬ通过引入无线视频监控和自动闭锁技术ꎬ 解决了绞车司机无法实时观察车辆运行的路况以及车辆制动时不能及时关停绞车的问题ꎬ取得了良好的 应用效果ꎮ 关键词卡轨车ꎻ无线视频监控ꎻ自动闭锁 中图分类号ＴＤ５２６ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５􀆽 ２７９８２０２００７􀆽 ００４０􀆽 ０２ 钢丝绳牵引卡轨车以下简称“卡轨车”作为 一种新型辅助运输设备ꎬ较之无极绳连续牵引车、小 绞车接力等传统设备ꎬ在安全性和运输效率上都得 到了显著的提高ꎬ近几年在部分大型煤矿企业也陆 续得到应用ꎮ 漳村煤矿 ２０００ 年在全国率先使用卡 轨车ꎬ目前共有卡轨车运输系统 ３ 套ꎬ运输线路总长 度达 ８ ５００ 余 ｍꎮ １ 卡轨车系统构成 卡轨车系统主要由绞车、张紧装置、轨道系统、 车辆部分、回绳站以及电控系统等组成ꎬ其工作示意 如图 １ 所示ꎬ卡轨车系统动力由绞车提供ꎬ钢丝绳的 两端分别固定在牵引车上ꎬ绞车将牵引力传递给牵 引车ꎬ牵引车再带动各种载重车运行ꎮ 图 １ 卡轨车系统工作示意 ２ 存在的问题 卡轨车系统运行时ꎬ绞车司机负责绞车的启停 和加减速ꎬ跟车人员乘坐在牵引车上ꎬ根据实时路况 和需要发出信号ꎬ绞车司机根据此信号来操控绞车ꎬ 所以绞车司机对绞车的控制一直处于“盲开”的状 态ꎬ并且所得到的信号永远是滞后信息ꎬ当通讯系统 出现故障或跟车人员发送信号不及时时ꎬ卡轨车运 行存在一定的安全隐患ꎮ 另外卡轨车系统中运输车辆包括牵引车、载重 车和制动车ꎬ其中牵引车和制动车设有失效安全型 制动装置ꎬ制动方式为弹簧制动液压解除ꎬ车辆正常 运行时ꎬ车辆上液压系统的工作压力必须维持在 ８ ＭＰａ左右ꎬ以保证车辆的制动装置为开闸状态ꎮ 如果车辆液压系统因管路老化破裂或者管道漏油等 导致压力突然降低至０ ＭＰａ 时ꎬ制动装置就会动作ꎬ 导致车辆停止运行ꎬ但该制动装置与绞车没有相关 的自动闭锁功能ꎬ当车辆上紧急制动装置动作时ꎬ如 果绞车不能及时停车ꎬ会使牵引钢丝绳受到极大的 冲击ꎬ严重时导致断绳事故ꎬ问题不容小觑ꎮ ３ 解决方法 ３. １ 无线视频监控系统 利用无线 ＷＩＦＩ 通信技术ꎬ在牵引车的前、后方 各设 １ 台无线摄像头ꎬ实现无线视频监控功能ꎬ为绞 车司机增加一双“移动的眼睛”ꎬ与跟车人员同步掌 握现场路况和车辆运行情况ꎬ实现车辆运行的可视 化操作ꎬ能有效地提高卡轨车系统的安全性ꎮ 无线视频监控系统主要由视频监控终端、传输 部分、监控中心机、无线通信软件等组成ꎬ其中视频 监控终端包括无线摄像仪和摄像仪电源ꎬ主要负责 视频影像的采集ꎻ传输部分包括无线基站、矿用通信 电缆、光缆、接线盒等ꎬ主要负责信号的传输ꎻ监控中 心机包括矿用隔爆兼本安型录像机、显示器、键盘ꎬ 主要负责对视频信号进行显示和存储ꎮ 系统框图如 图 ２ 所示ꎮ 监控中心机安装在绞车操作台旁边ꎬ保 证绞车司机能清晰看见监控中心机显示屏中的画 面ꎻ无线基站安装在巷道侧帮上ꎬ每隔 ２００ ２５０ ｍ 安装 １ 台无线基站ꎬ每两台无线基站用通信电缆进 行连接ꎻ车辆前后端各安装 １ 台无线摄像仪和电源ꎮ 车辆运行的过程中ꎬ前后方的路况靠无线摄像仪采 ０４ 实实用用技技术术 总第 ２５１ 期 集ꎬ由无线基站通过 ＷＩＦＩ 信号将视频传递到监控 中心机上ꎬ绞车司机可以在显示器上实时观察运输 车辆的现场情况ꎬ能及时发现事故苗头ꎬ防患于未 然ꎮ 视频监控资料还可以长时间保存ꎬ便于进行事 故追查和系统分析ꎮ 图 ２ 无线视频监控系统 ３. ２ 车辆制动装置与绞车自动闭锁系统 车辆制动装置与绞车自动闭锁系统是在原车辆 液压系统和原漏泄通讯的基础上进行改制的ꎬ主要 由压力开关、声光报警装置、信号传输机等组成ꎬ系 统框图如图 ３ 所示ꎮ 该闭锁系统根据车辆液压系统 压降的大小分两种等级处理当压力降至４ ＭＰａ 时ꎬ 压力开关输出闭合信号ꎬ声光语音报警装置检查到 闭合量信号后ꎬ随即发出语音和警示灯进行报警ꎻ当 压力 降至 ０ ＭＰａ 时ꎬ压力开关输出闭合信号ꎬ信号 传输机检测到闭合信号后立即发出急停信号ꎬ并通 过漏泄通讯中的中继器和通讯电缆传输到基地台ꎬ 基地台立即输出急停信号到电控箱ꎬ促使绞车停车ꎮ 该自动闭锁系统根据危险等级的不同能依次自动发 出警报和急停信息ꎬ有效地实现了卡轨车系统中运 行车辆发生制动时绞车能随即制动停车的功能ꎮ 图 ３ 自动闭锁系统 ４ 结 语 无线视频监控系统和自动闭锁系统在漳村煤矿 使用 １ ａ 后ꎬ各项性能满足设计指标ꎬ得到了充分的 验证ꎮ 该技术的成功应用进一步增强了卡轨车系统 的安全性和可靠性ꎬ对促进卡轨车运输系统的进一 步完善ꎬ构筑本安型运输系统具有较强的推广价值ꎮ [责任编辑常丽芳] 􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊􀤊 上接第 ３１ 页 ３. ２ 支护效果 在 １５１０４ 工作面回采期间ꎬ在回风巷超前工作 面 １５０ ｍ 的位置处布置巷道表面位移监测站ꎬ并进 行持续监测ꎬ得出巷道表面位移与回采工作面距离 间的关系曲线ꎬ如图 ５ꎮ 图 ５ 回采期间巷道围岩表面位移曲线 由图 ５ 可知ꎬ工作面回采期间ꎬ在测站与工作面 的距离大于 １００ ｍ 时ꎬ巷道围岩基本保持稳定ꎬ变形 量较小ꎻ当测站与工作面之间的距离小于１００ ｍ时ꎬ 巷道围岩开始逐渐变形ꎬ且随着回采的推进ꎬ围岩变 形速率逐渐增大ꎬ当工作面回采至距离测站 １０ ｍ 时ꎬ顶底板和两帮移近量分别为 ９８ ｍｍ 和 １５３ ｍｍꎮ 基于上述数据可知ꎬ回风巷在现有支护方案下ꎬ围岩 变形量较小ꎬ保障了巷道围岩的稳定ꎬ回采巷道的变 形满足在整个服务期间的使用要求ꎮ ４ 结 语 根据 １５１０４ 工作面回风巷复合顶板特征ꎬ通过 分析锚杆对滑移面的加固作用及高预应力锚杆支护 作用ꎬ确定出回风巷的锚杆安装角度为 ３５ꎬ顶板锚 杆预紧扭矩为 ４００ Ｎ􀅱ｍꎬ并进行了高预应力锚杆支 护方案的设计ꎬ根据工作面回采期间的表面位移监 测结果得出ꎬ回风巷在该种支护方案下变形量较小ꎬ 满足回采巷道的使用要求ꎮ 参考文献 [１] 葛修润ꎬ刘建武. 加锚节理面抗剪性能研究[Ｊ]. 岩土工 程学报ꎬ１９８８１８ －１９. [２] 仲建平ꎬ冯友良ꎬ何 杰. 掘采叠加扰动下综放沿空巷 道围岩高预应力强力支护技术研究[Ｊ]. 煤炭工程ꎬ ２０１９ꎬ５１１２６６ －７１. [３] 王洪涛ꎬ王 琦ꎬ蒋敬平ꎬ等. 深部巷道全长预应力锚注 支护机理研究及应用[Ｊ]. 采矿与安全工程学报ꎬ２０１９ꎬ ３６４６７０ －６７７ꎬ６８４. [４] 张红军ꎬ李海燕ꎬ张太平ꎬ等. 深部软岩巷道高预应力增 阻大变形锚杆研究及工程应用[Ｊ]. 煤炭学报ꎬ２０１９ꎬ４４ ２４０９ －４１８. [责任编辑常丽芳] １４ ２０２０ 年 ７ 月 苏彦斌钢丝绳牵引卡轨车系统的改造与应用 第 ２９ 卷第 ７ 期