新型斜井跑车防护装置

2005/9/8 17:14:55

　摘要　介绍一种采用速度敏感元件与微机单片机技术监测控制的斜井跑车防护装置。
　　主题词　斜井　阻车器　电磁传感器　微处理器

New Type Protection Device for Inclined Shaft Runaway Car

Ma Zhimin
No.5 Engineering Section, Jiangsu Coal Construction Company(Xuzhou 221163)

　　Abstract　A protection device against inclined shaft runaway car utilizing speed-sensitive component and single chip microcomquter technique is introduced.
　　Key words　incline shaft　car retarder　electromagnetic transducer　microprocessor

　　斜井跑车是矿井运输中极为严重的事故。为此，在倾斜井巷中使用串车提升，应设置能够防止运行中因断绳、脱钩等致使车辆继续下跑的跑车防护装置。
　　多年来，全国各矿务局、煤矿研究所等根据各自的具体情况，研制出了不同的防跑车装置，取得了较好的效果。通过对各矿务局，煤研所单位研究生产的防跑车装置的调查研究，目前挡车装置的监测控制主要有：机械控制、机械-电器联控、光电子控制和多普勒雷达监控。这些装置及控制，要么比较简单，不能扩大生产及应用；要么比较复杂，投资多，运行费用高。而且挡车器误动作时有发生，严重威胁着煤矿生产和煤矿井下工人的人身安全。
　　近年机电一体化产品在煤矿得到了广泛应用，新型斜井跑车的监控装置就是机电一体化产品在矿山运输辅助设备中应用的例子。
　　该装置采用速度敏感元件与微信息控制原理相结合的方法，可靠地将矿车的速度信号转换为相应的电信号。再通过控制系统鉴别比较，确定矿车的状态是跑车还是正常运转，再由控制系统控制挡门装置动作挡车，从而实现对跑车的自动控制。该系统主要由监测控制部分与机械挡门制动部分组成。

1　监测原理

　　当矿车通过霍尔传感器时，矿车车轮上的磁钢对传感器产生磁场变化，通过传感器输出模拟信号，再经光电耦合器隔离转变成数字信号，然后输送到控制系统中断口INT1，见图1。

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图1　监测原理示意图

　　该监测装置适用于矿井下有爆炸性气体的环境中。具有抗粉尘、潮湿、分辨能力强，响应速度快，抗干扰能力强，使用调节及更换方便等优点。

2　控制部分

　　控制系统是整个信号处理中心和执行指令输出的执行机构，按隔爆本质安全型设计。主要由8031单片机最小控制系统组成。如图2所示。

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图2　控制系统原理图

　　控制系统主要作用是对监测系统送来的数字信号进行处理，经过辨别真假，计数控制，计数贮存显示，鉴别比较等过程，达到辨别是否跑车，及发生跑车位置的目的。当鉴别到跑车时，控制系统立即输出执行指令，控制电磁铁动，使挡门快速下落挡车，整个装置动作时间从开始监测到信号输出执行指令可达到毫秒级，系统执行指令达纳秒级。该系统还具有断电保护装置、自身故障检验、挡门动作位置显示、矿车通过挡门时位置显示、模拟跑车执行情况校验及不同的距离、巷道时控制系统参数改变等功能。

　　该装置可以控制同一斜巷的8个挡门，能够迅速、准确、可靠的判别各种跑车事故。
　　该装置运行软件通过编程来完成，可增加键盘操作系统进行人机对话。跑车防护机械挡门及吸能装置与报警系统可自行设计。

3　装置优缺点

　　(1) 采用单片机控制系统，具有硬件通用化，应用灵活化，还具有记忆、计算能力，体积小，执行速度快，可靠性高，使用方便，维修简单等优点。
　　(2) 抗干扰能力强，具有防潮、防尘、温度适用范围广等优点。且断电保护完善，结构简单，易于制造，价格便宜，开发性高，适于矿山应用。
　　(3) 运行安全，跑车自动声光报警挡车。但防磁性差，不能用于磁性矿山。

作者简介：马智民，1972年生，1996年7月毕业于中国矿业大学矿机系。现在中煤建设集团五公司五处工作，助工。主要从事煤矿机电设备的安装与调试工作

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