矿山井下运输道路多用信号系统的设计应用

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摘要： 山东金岭矿业股份有限公司现有轨道运输信号系统存在工作效率低，维护量大，操作检修工序复杂，运行费用高的情况。针对这种情况，文章设计开发了基于逻辑控制电路的多用信号系统，实现运输信号系统的自动控制、机车道岔自动转换等功能，提高了轨道系统运行的稳定性和安全性，提高了运输机车的工作效率，具有很好的经济与社会效益。

关键词： 多用信号系统；逻辑控制电路；降本增效；自动控制

0 引言

山东金岭矿业股份有限公司位于山东省淄博市张店区中埠镇，下属侯庄矿、铁山矿、召口矿三个主要生产单位，年产铁矿石200余万吨。侯庄矿井下平巷矿石运输全靠电机车，每台机车牵引10量2m3侧卸式矿车，所有铁矿石均有平巷运出。机车运输相当繁忙，且运输作业相互交叉，十分复杂。为确保运输安全，提高运输能力，必须研制出一个性能完善、安全可靠的信号控制系统。

侯庄矿矿井下运输巷道的现状是所有道岔由风动气缸控制，经遥控自动信号控制电磁阀实现风路切换，带动道岔转换。当电机车运行至道岔处时，虽然跟车工可以用遥控器控制道岔方向，但由于无法确认道岔实际方向，需要停车或减速并由跟车工去现场确认，随着运输效率的提高，同时跟车工在电机车运行方向上检查道岔，存在极大的安全隐患。为此，结合企业生产需要，采用集成逻辑控制电路的控制设备，在现场配备显示信号箱，实现电机车信号的自动控制，达到稳定机车运行速度，提高工作效率，降低运行成本，延长使用寿命的目的。

1 现状及改进方案的研究应用

1.1 设备设施现状 井下平巷运输是矿石运输提升过程中的重要环节，存在铁路道岔转换、障碍物检查清理、岔道口会车等重要因素，严重制约平巷运矿效率，如何缩短上述因素检查处理时间，成为提高矿石运输效率的关键。

1.2 改进方案研究 针对侯庄矿矿平巷运输出现的问题，侯庄矿组织人员进行分析讨论，查阅资料，确定结合各地点现场情况，研究、设计安装一套运输巷道多用信号系统，该系统基于逻辑控制电路，配合遥控道岔，及时、准确的指示道岔方向，保障电机车、运输物料车的安全运行，提高运输效率，减少不安全因素。经过对现有运输遥控道岔进行分析得出一下结论：道岔转动动力来源于风动气缸，由遥控信号控制继电器动作，通过继电器带动电磁阀来改变风路，实现气缸活塞式往复运动来带动道岔。

1.3 多用信号系统的设计、实验 信号系统中信号指示与道岔动作方向必须保持高度的同时性与一致性，若出现错向或滞后，司机无法掌握道岔实际情况，极易造成事故。因此采区信号指示与道岔控制共用一套遥控装置的方案，当遥控信号发出时，继电器同时带动道岔与灯箱动作，同时性得到很好的解决。通过多次试验，根据继电器动作情况，选取相同性质的辅助触点带动道岔继电器与灯箱指示继电器，使道岔方向与灯箱指示方向保持高度一致。

1.4 多用信号系统的安装、应用 侯庄矿现有平巷运输铁路岔道有两路、三路或三路以上的情况，本次以两路情况进行安装应用，两路以上多路时，只需在控制逻辑上加以修改即可实现。控制信号的指示根据现场情况确认。

多用信号系统的显示面板采用铝塑板材料，用不同光色LED灯珠（红色、绿色）排列成双向指示的箭头，指示方向时箭头指向与光色区别分明，司机远距离就可明显确认道岔方向，简单明了，比以往文字描述的灯箱更易辨别。同时采用LED灯珠，功率小，亮度高且视觉冲击小，节能效果明显。LED灯珠连接均为焊接，具有很强的现场适应能力，在粉尘浓度大、温度高、震动剧烈的环境中可以稳定运行，故障率低，降低检修成本。

1.5 多用信号指示灯箱控制电路全部采用集控电路板 如图1所示，遥控信号带动继电器J1动作，J1常开点闭合，带动道岔继电器KM1闭合，同时KM1常开点带动对应的指示灯箱电路，与道岔方向对应的LED箭头亮，指示道岔方向。

当遥控信号变化时，道岔与指示灯箱动作原理与上述一直，只是方向变化。

2 改造后效果

2.1 安全效益显著 项目完成后，跟车工可以远距离控制并确认道岔方向，而不用提前下车检查，降低了跟车工的劳动强度，避免可能的“车撞人”、“车撞车”的安全隐患，安全效益十分明显。

2.2 运输效率提高 项目完成后司机不需要道岔前停车或减速，不需要等待跟车工检查确认道岔方向正确，只需根据遥控自动信号指示灯箱的显示进行控制，大大节约运输时间，提高矿石运输效率20%以上。仅此一项年增加效益20万元以上。

2.3 维修费用降低 改造前后，根据统计数据分析，安全性能稳定可靠，机车运行准确高效，设备故障明显降低，维修费用和生产成本大幅降低，实现节能降耗、降本增效，年节省维修、维护费用近20万元。

2.4 投资回收期 现场改造只需增加控制线路、现场控制箱及联动限位开关、信号指示灯箱便满足硬件功能需要，在逻辑控制模块输入相应的控制逻辑即可，总费用在1000元左右。仅相当于日常一次例行维修费用，投入产出比非常明显。

3 结语

通过本次项目实施，矿石运输效率大大提升，安全性得到很大的改善，效果非常明显，非常值得在同类系统中推广应用。

注：该项目获得山东省企业技术创新优秀成果一等奖.

参考文献：

[1]关树杰.井下电机车运输优化的探讨[J].广西大学学报（自然科学版），1994（03）.

[2]刘贵生.井下电机车运输“信、集、闭”技术现状及其经济效益[J].煤矿自动化，1986（04）.

[3]关树杰.井下电机车运输优化的探讨[J].广西大学学报（自然科学版），1994（03）.