众所周知,对于煤矿运输来说,电机车运输是井下运输的长距离的最常见的运输方式之一。它主要负责煤矿井下的煤炭、矸石和设备人员等的运输任务。矿井运输是煤矿生产的不可或缺的重要环节,特别是在运输煤炭时,关系着整个矿井的生存与发展,所以做好矿井运输至关重要。矿井运输任务很重,这样就会使得机车运行的密度很大,我们为了保证煤矿运输的通畅与安全,提高运送煤炭及其设备材料的可靠性,能够有效完成运输任务时,我们谈谈“信、集、闭”系统在矿井轨道运输上的成功应用。
一、矿井“信、集、闭”的概述
在煤矿,“信、集、闭”系统主要应用于矿井窄轨运输线路中。“信、集、闭”系统全称为“信号、集中、闭塞”。由于井下环境恶劣的原因,使“信、集、闭”系统在井下条件使用受到限制。矿井运输的“信、集、闭”技术系统主要包括三大部分:一是各种信号的显示,供司机和调度员了解线路开通与机车运行状态;二是各信号之间与电动转辙机之间的互相连锁,以防止误操作,保证行车安全;三是设在调度室的模拟显示集中控制盘,集中控制和监督电机车运行。
二、井下电机车的“信、集、闭”系统的现状
随着煤矿运输技术的发展,井下原煤生产运输的主要方式可以分为以下两种。一是带式输送,带式输送运力大,效率高,运输环节少。它的优点主要有可以不经过中间环节,进行不间断生产,但缺点是皮带运输投资大,维护范围广,维护量大。二是电机车运输。电机车运输比较普遍,辅助运输均为电机车运输。煤矿井下电机车的“信、集、闭”系统经历了三个发展阶段,即继电器、普通PLC可编程序控制器、单片机3个阶段。第一阶段全部利用继电器节点实现复杂的控制逻辑,整个系统体积庞大、调试周期长,现场不易维护。第二阶段为普通PLC可编程序控制器,系统利用PLC机逻辑控制功能,使整个系统的体积大大减小,系统电缆安装量大,系统的控制距离也受到限制。第三阶段为分站段,以单片机为主要开发手段。
三、信、集、闭在煤矿机电运输方面的作用及其功能
(一)信、集、闭在煤矿机电运输方面的作用
1、道岔、信号机之间互相连锁,有闭锁功能,可避免在同一线路上撞车、追尾等事故发生。
2、使机车前方一定距离内的电动机道岔自动开通直道或弯道,并有直道开通或弯道开通不同的色灯显示。
3、调度员可以迅速、准确、及时地指挥站内接发车和调车作业,提高了电机车的作业效率和线路的通过能力,也有效保证了行车的安全。
(二)“信、集、闭”系统的主要功能
“信、集、闭”系统能随时反映每一设备和传感器的工作状态,故障自动诊断、报警,自动记录运行过程数据。系统可靠性高,操作方便,并具有以下主要功能。
1、 保证了机车运行安全
“信、集、闭”系统保证了它的运行安全,“信、集、闭”系统设有机车闯信号报警、自动停车等功能,只要机车司机按规定行车,就不会发生机车正面冲突、侧面相撞、追尾以及进入异常等行车事故,这样极大地保证了机车运行安全。
2、提高了运输效率
一是指示命令下达迅速、明确,使传统的忙于东奔西跑扳道岔、吹哨调度机车的现象得到改变;二是机车司机按信号显示行车,机车重复起动次数大为降低,运行速度普遍提高;三是使用“信、集、闭”系统,调度人员在控制台前,使得调度管理更加科学合理;四是正是因为提高了电机车的运行速度,才使得机车在轨道上运行的时间也大大缩短了,所以这样就使得机车的运转周期的效率也就大大的提高了。
3、减人提效、降低了能源消耗
由于 “信、集、闭”系统在煤矿运输上的广泛使用,使得机车的启动次数明显减少,这样可以达到节省能耗的作用,所以使得经济效益十分明显。
4、矿井运输大巷采用“信、集、闭”系统控制
我们可以将机车运行的轨道线路划分成若干个区段和区间,并将区段用信号机加以防护,对保证矿井机车运输安全、提高机车运输效率、减轻工人劳动强度、节省人员及降低能源消耗、提高矿井信息化管理水平等方面有重要促进作用。
四、应用举例
井底车场“信、集、闭”控制系统经过分析,将其设计系统结构分为井下和井上主要这两个部分。井下部分则主要采用主从分站结构,它主要是由两部分组成,即一个主站和六个分站。通过实验可以将其主站设在调度站内,因为主站内部设有主机,它能够直接完成对井底车场信号机、电动道岔等可以进行集中控制,我们在调度站内还可以设有模拟显示屏和模拟显示操作台;还可以在接口柜内安装继电器,这样就可以使其实现高低电压转换,从而能够达到使得系统更加可靠安全;还有综合电源柜的作用主要是能够完成对系统进行集中控制,不受其他干扰,而且还能够提供系统所需的各类电源。与此同时,在主站内还设有分站适配器,它主要是用于进行通信,与其他各分站进行联系。现场设备的组成部分是:信号机、电动道岔、传感器和摄像仪。分站分别设在井底车场内六个不同位置,每个分站负责管理一定数量的信号机、传感器、电动道岔并进行控制。分站之间以及分站与主站之间利用光缆进行信号传递,实现全光缆传输。我们在地面上设置了上位机管理系统,它主要由图象分割卡、P4计算机、17寸液晶显示器等部分组成。井下机车运行数据由主机通过光缆传输到地面上位机。
五、结语
井下煤矿轨道运输“信、集、闭”系统为矿井的煤炭运输提供了可靠的保障,并且能够使得煤矿运输的任务按时按量的完成,它是提高煤矿运输效率的有效方法与手段。“信、集、闭”系统也是近几年发展最为迅速的一种煤矿运输技术,“信、集、闭”系统不仅能够适用于长距离的矿车运输,而且还适用于小间距的运行。这样可以保证矿车运输的可靠性,而且还可以防止机车之间的追尾事故,这样可以极大限度的提高煤矿生产和运输的工作效率。