矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统的改进

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1、矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统的改进　　摘要：在煤矿开采施工当中，煤矿跑车事故是时有发生的，它几乎占到整个矿井运输提升机电施工事故中的50%比例，且依然处于上升趋势。为了确保煤矿生产施工安全，文章分析了基于PLC控制的矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统，主要对它的系统程序编写与硬件部分设计改进进行了详细阐述。　　关键词：矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统；矿井运输；PLC控制；程序设计　　在煤矿开采生产过程中，倾斜井巷主要被应用于矿井提升运输系统，它也是矿井生产最重要的环节部分，直接参与煤炭、岩石材料提升和设备材料下放等施工任务，另外也包括对矿

2、井施工人员的升降送达任务。所谓矿井跑车事故多是由于煤矿斜巷在提升过程中，绞车提拉矿车由于重力分力作用而造成脱钩现象，促使矿车沿轨道方向异常运行。它不但能造成井巷及设备损坏，也能造成人员伤亡，后果不堪设想，必须对其加以综合防护改善。　　1PLC控制系统的选用　　就传统煤矿矿井运输工作而言，它所采用的跑车防护控制装置方式主要包括继电器控制、单片机控制、工业计算机控制等等。这些传统控制方式在实践运用中均暴露出体积偏大、可靠性不强、系统设计、安装及调试工作量大且复杂，故障率偏高等问题，不能完全确保矿井运输的100%综合有效防护，还会为矿井运输及

3、施工带来安全威胁。而就目前的众多应用技术来看，基于可编程序控制器原理的PLC控制系统则效果更好，它具有无可替代的技术优势，对矿井运输施工恶劣环境也具有较强的适应性，以下给出PLC控制系统的基本工作原理。　　将PLC控制系统应用于倾斜井巷跑车体系中，其关键就是以PLC控制器为控制核心的矿用跑车综合防护系统构建。它主要是将传感器分别安装于轨道各处，希望起到测速与到达的作用，同时将其它传感器安装于挡车栏配套部件上，作为限位传感器来检测挡车栏的实际提升与下放状态。在整个控制过程中，PLC则起到结合传感器信号来判断矿井跑车实际运行状态的作用，并能

4、够基于不同状态而发出各种动作指令[1]。　　2基于PLC控制系统的矿用斜巷常闭式跑车综合防护系统设计　　2.1基本工作原理分析　　基于PLC控制系统来设计跑车综合防护系统，其系统工作流程如下：首先为系统上电，保证PLC控制器能够持续产生24V直流电，并将PLC控制器与所有传感器相连，确保传感器处于待工状态，再基于PLC自动判别功能来将拦车网门下放到位。　　当矿车正式下行工作过程中，首先要将矿车轨道传感器下行穿越它们的时间信号，并将信号传递到PLC控制器位置，看其控制器是否能完成对矿车速度的正常判定，如果判定矿车在正常运行速度范围，则PL

5、C会控制电机正转，并上提拦车网门。拦车网门到位以后，就要借助传感器发出上提到位信号，此时PLC叫停运行电机，为矿车下行发出下行信号，再次放下拦车网门。此时矿车车门会处于常闭状态，并开始下行。PLC在矿车下行期间不会控制电机工作，主要利用拦车网门来拦住矿车以达到保障斜井下方设备与工作人员安全的目的，如图1。　　如图1中的跑车综合防护系统，其中5、7、9位置均为位置传感器，3和8为限位传感器，1为绞车，2为电机，4为挡车栏。　　2.2PLC控制程序的编写设计　　可以将整个斜巷常闭式跑车防护装置视为是一套完整的机械智能程序，它主要包含了系统自

6、检、车辆行驶状态判断、挡车拦提升及下放分支环节。因此在设计过程中，必须对它们进行分段式程序编写描述，然后再组合成为一套完整的具有丰富功能的程序体系，以下主要从两方面内容来谈。　　2.2.1矿车行驶状态判定程序的设计。一般来说，煤矿倾斜井巷中的矿车轨道均为单向车道，所以矿车在其中只能保持上行或下行一种状态。基于PLC的控制系统主要通过传感器来触发实时反映，技术人员以此来判断矿车在矿井中的实时运作状态。具体来讲，如果矿车正在进行下行动作，则PLC会主动判断它通过传感器的位置与速度，并决定是否传递信号启动拦车拦电机，看是否需要对其实施提升动作

7、。为此，倾斜井巷中会专门设置红绿灯交通管理装置来指示矿车运动状态，如果是红灯，矿工就会明确矿车正在进行下行运动，直到矿车完全通过挡车栏被下放到矿井底部后，绿灯才会亮起。　　PLC控制系统在整个操作过程中会设置挡车栏提升信号及下放信号，并通过程序体系中的?P键导通程序来驱动提升信号，以判断矿车到底正处于上行还是下行状态。考虑到矿车会从两方向来通过挡车栏，所以PLC控制系统会命令导通程序来扫描矿车运行周期，确认矿车的实时状态[2]。　　2.2.2挡车栏的提升与下放信号设计。挡车栏也是基于矿车对PLC传感器的触发状态来展开运行操作的，分别存在

8、提升与下放两种动作状态。一般情况下，绞车房会设置挡车栏的提升及下放按钮，实现自动操作。但为了防备紧急特殊状况，则还会设置两个以人工手动控制为主的挡车栏下放与提升按钮，确保实现对挡车栏开闭的实时有效控制。PL