猴车安全保护装置探究.pdf

2019 年第 11 期2019 年 11 月 0引言 高效且安全的煤矿井下辅助运输系统是实现矿井 生产高效、安全运行的必要保证，其中猴车就是应用 十分广泛的一种井下行人运输设备。对于猴车的安全 运行来说，高效的安全保护系统必不可少。虽然现阶 段矿井猴车安全保护系统经过多次升级，安全性和有 效性大幅提升，不过仍存在一些常见问题，譬如装置 制动失效、钢丝绳断裂、启动开停车等方面的问题， 因此进一步探究和改进猴车安全保护装置对于矿井安 全生产意义重大。 1猴车电控安全保护系统结构与设计 猴车电控安全保护系统的主要构成部件包括本安 型电控装置、机械构件、信号处理装置、井下辅助操 作台及配套电缆线路等。而此次研究的最终目的是确 保系统能实现保护功能运行的自动化，最大程度提升 系统运行的稳定性和有效性，并使得系统的操作过程 实现有效精简。 2PLC 控制系统 基于 PLC 控制技术对猴车现有电控安全保护系统 进行设计改造，设计中充分考虑不同赋存条件下矿井 电控安全保护系统运行所需的不同要求，采用兼容性 较高的设计专责，对系统控制设计、系统运行设计等功 能的基调予以确定，最终确定选用型号为 FX2N-24MT 的 PLC 控制器，其配套 FX2N-16 外部拓展单元。整个 系统采用总线型结构，以便于充分满足数据实施与指 令传输的需求。整个 PLC 控制系统的主要构成组件包 括变频装置、控制箱、输入 / 输出模块等，其中变频装 置型号为 FR-F740-CHT 型，选用 RS485 通信接口，能 实现同工频相关的各种切换，同时可以在多泵运行状 态下开展循环运转；控制箱内部配设 FX2N-24MT 的 PLC 控制装置，通过 FX2N-16 拓展单元进行输入 / 输 出作业的有效扩展。系统运行时指令设定能选用梯形 图、功能语句等多种形式编写，同时选用模拟信息的方 法对井下运行状态的各类信号及数据进行采集和处理， 能有效保障系统运行的有效性[1]。 3猴车安全保护装置安装位置 3.1速度保护传感装置安装位置 速度保护系统包含速度保护传感装置、支架等，系 统运行时一旦速度保护传感装置监测到猴车速度超过 预设的安全阈值便会立即停止运行，并发出预警信号， 提示作业人员。同时，控制系统显示窗口还会弹出“过 速保护”或“欠速保护”等警示字样，进而有效防范飞 车事故对乘车人员造成伤害。在运行过程中，速度保护 传感装置磁钢极性必须确保一致，同时 N 极方向必须 向外，以便于均匀地分布在传感装置托轮上。图 1 为速 度保护传感装置安装示意图。 收稿日期2019-09-19 作者简介宋广冀，1986年生，男，河北献县人，2008年毕业于阳 泉职业技术学院机械制造及其自动化专业，助理工程师。 猴车安全保护装置探究 宋广冀 （ 阳泉煤业 （ 集团 ） 股份有限公司二矿，山西 阳泉 045008 ） 摘要 猴车作为一种高效的矿井辅助运输设备，在中国各大矿区有着广泛的使用，为矿井生产的持续、高效开展提 供了坚实保障。以此为着手点，针对猴车安全保护装置开展分析探究。在对猴车电控安全保护系统结构与设计进行分析 的基础上，对基于 PLC 技术的控制系统做出探究，并对猴车安全保护装置的安装位置选择及设备选型做出分析，希望能 为矿井猴车安全保护装置的有效构建提供有力的指导和借鉴。 关键词 矿井；猴车；安全保护装置；PLC；传感器 中图分类号 TD52文献标识码 A文章编号 2095-0802-201911-0134-02 Research on Safety Protection Device of Monkey Cars SONG Guangji No.2 Coal Mine, Yangquan Coal Industry Group Co., Ltd., Yangquan 045008, Shanxi, China Abstract As efficient mine auxiliary transportation equipment, monkey cars have been widely used in various mining areas in China, which provides a solid guarantee for the continuous and efficient development of mine production. Taking this as a starting point, the safety protection device of monkey cars was analyzed and explored. Based on the analysis of the structure and design of the electric controlled safety protection system of monkey cars, this paper explored the control system based on PLC technology, and made an analysis of the installation location selection and type selection of safety protection device of monkey cars, hoping to provide strong guidance and reference for the effective construction of the safety protection device of mine monkey cars. Key words mine; monkey car; safety protection equipment; PLC; sensor （总第 170 期） 技术研究 134 2019 年第 11 期2019 年 11 月 12345 9 6 7 8 3.2重锤下限保护装置安装位置 重锤下限保护装置由吊架及跑偏开关构成，作业 过程中一旦重锤降低至距离底板高度不足 200 mm，重 锤下限保护装置便会向猴车安全保护装置立即发出预 警信号，电控安全保护系统会马上终止候车的运行， 并向作业人员发出预警信号。同时，电控安全保护系 统的显示端口会出现重锤下限警告，以防止出现重锤 落地后，猴车牵引绳发生无张力而打滑的现象。对于 重锤下限保护装置的安装而言，应在设备滑轮架中布 设挡板，将重锤下限保护开关布设于挡板上，配套使 用直径 3 mm 的钢丝绳，钢丝绳长度同重锤与底板的最 小间隔 200 mm 相同。当重锤下落超过安全阈值时，钢 丝绳便会触碰重锤下限保护装置，使得重锤下限保护 装置发生动作，做出相应的安全保护行为。重锤下限 保护装置开关安装示意图见图 2。 1.限位装置；2.钢丝绳；3.滑轮；4.钢丝绳；5.绳卡；6.重锤。 图 2重锤下限保护装置开关安装示意图 3.3吊绳保护装置安装位置 在猴车运行过程中，一旦出现运输钢丝吊绳掉落 的现象，吊绳保护装置便会马上做出相应的动作，控 制系统发出停机信号，促使猴车终止运行，以免造成 重大的安全事故。图 3 为吊绳保护装置安装示意图。 该装置安装于猴车支架上，同运输吊绳紧密接触。 3.4急停保护装置安装位置 急停保护装置构成组件包括跑偏开关、吊架、钢 丝绳等。在距离地面高度 1 200 mm 处进行钢丝绳安 装，并在钢丝绳上每间隔 100 m 安装急停开关 1 个， 同时急停开关还要同直径 3 mm 的钢丝绳相连。猴车运 行时，人员可在沿线任一位置通过拉动钢丝绳来实现 对急停开关的控制。当急停开关落下后系统会立即向 控制系统发出停机讯号，控制系统会根据所接收的讯 号指示操控猴车立即停车并做出相应的信号预警，同 时还会在显示窗口上显示“急停故障”信号。而当操控 人员松开开关后，急停开关会立即恢复正常运行。 1.吊绳保护开关；2.支架；3.横梁；4.吊架；5.捕绳装置。 图 3吊绳保护装置安装示意图 4猴车安全保护装置设备选型 鉴于所设计的猴车安全保护装置运行于井下复杂 多变的运行环境，因此所选择的各类设备必须能充分 满足井下生产的本质安全需求，并能在较为恶劣的井 下环境中保持较长时间的稳定性[2]。表 1 所示即为设备 选型统计表。 表 1设备选型统计表 5结语 猴车作为井下生产运输中重要的辅助运输设备， 其运行的有效性对矿井生产作业的持续、高效开展影 响显著。研究中对猴车安全保护装置开展分析设计， 在保障猴车正常运行的前提下，猴车安全保护装置增 加了多种保护功能，为猴车的运行有效性和持续性提 供了有力保障。 参考文献 ［1］ 谭章禄， 王兆刚， 胡翰， 等.基于文本聚类的煤矿安全隐患类型 挖掘研究 ［J］ .中国安全科学学报， 2019， 293 145-148. ［2］ 段伟峰.煤矿猴车安全保护装置分析研究 ［J］ .机电工程技术， 2018， 478 273-274. （ 责任编辑高志凤 ） 1 2 3 4 5 6 12345 设备名称型号备注 速度保护传感器GSH1500 速度传感器XRJY-02-04-01 重锤保护传感器开关 CEJ30支架 XRJ-06-04-03 越位传感器 磁县传感器 KHC100 语音提示装置 XRJY-02- 13-01 开关 CEJ30 支架 XRJY-02-03 吊绳保护开关 CEJ30支架 XRJ-06-04-02 钢丝绳检测传感器GSX50 探伤传感器组合 1.吊架；2.磁钢；3.托轮；4.传感装置；5.吊架；6.轴承；7.托轮； 8.磁钢；9.支架。 图 1速度保护传感装置安装示意图 宋广冀 猴车安全保护装置探究 135