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    针对矿车在斜井变坡点易因脱钩、断绳等原因而发生跑车事故隐患,设计出以嵌入式技术为拉制中心,采用微电子控制技术,与常闭柔性车档和吸能控制器、柔性闸拦网,控制机构,感应式速度传感器和电控器等配合使用的一种新型的斜井防跑车装置,该装置突出的特点就是安全、可靠,它能在0.5~1.1s范围内实现自动控制和安全制动,是斜井提升必不可少的安全装置。 关键词斜井防跑车嵌入式控制器制动装置 1概述 随着现有矿井开采能力的增强,矿井不断向深部延伸,其开采工作面也不断的向深部扩展,从而形成了煤矿井下多水平巷道并存的现象,多个水平巷道之间通常是通过斜井联络,斜井成为多个水平巷道之间来回运送矸石、物料、人员的主要通道,但随之而来的斜井运输时,跑车事故也频频发生。 斜井防跑车装置是斜井运输中必不可少的安全设施之一。煤矿现场使用的防跑车装置都必须要灵敏高,而且安全可靠、动作准确,而复杂的结构往往容易出现这样或者那样的问题,因此,要求防跑车装置要求其结构简单,以便于制造和维护。尽管矿井中都使用了斜井防跑车装置,但在实际使用中却存在很多问题,主要表现为误动和拒动;挡车器动作不灵活;防护性能差。 以上这些问题,严重影响了矿井的生产,直接危及矿工的人身安全,给煤矿造成重大事故。因此,急需研制出一种新型、实用和高可靠的斜井防跑车装置。 笔者设计的矿山斜井防跑车制动装置采用常闭式防跑车设计,该装置具有故障自动诊断、出现故障后进行联动控制以及报警等功能,另外,当挡车器出现不正常状况,该防跑车装置能够进行自动闭锁,使装置发不出信号以避免事故的发生。 2防跑车装置的结构设计 笔者设计的防跑车挡车装置主要包括脱扣机构、传感器、滑轮、提升机、主控箱、语音报警系统、显示屏等部分。一般来说,在正常的情况下,挡车栏处于应有的常闭状态,只有在绞车启动并且正常运行,矿车到达预先设定的目标位置时,挡车栏通过系统的自动控制功能升起,当矿车顺利通过后,挡车栏又能够通过系统的自动控制功能下落。而当矿车超速异常时,挡车栏可以对跑车进行可靠的阻拦,从而避免事故的发生。 本装置在运行中矿车车轮从装有传感器的铁轨上滚过,传感器感应信号,当发生跑车时,脱扣器开口销受外力作用被剪断,安装在内部的传感器发生动作,导致控制器发出语音报警保护,同时,传感器传递的信号使得绞车安全回路自动被切断,进而使斜井上的所有挡车栏回到原来的关闭状态,最终避免了二次事故的发生。轨道斜巷防跑车装置系统原理示意图如图1。 3防跑车的硬件系统设计 嵌入式系统的设计,通常划分为硬件系统设计与软件开发两部分。硬件系统是软件的运行基础。本文采用了Samsung公司的S3C44B0X芯片作为斜巷提升监控系统的主控芯片,为了实现系统的功能,还需要其它的外围模块和功能电路。S3C44B0芯片中使用了ARM7TDMI内核,它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。 4防跑车的软件系统设计 以往基于PC的控制器一般都采用DOS系统,属单任务方式,而Wincon8737则采用最先进的WinCE操作系统(可以说是相当于IPCPLC的双重系统),在CPU速度方面大大提高。其中CE中的C代表袖珍(Copact),消费(Consumer),通信能力(Connectivity)和伴侣(Companion);E代表电子产品(Electronics),与indoors95/98,WindowsNT不同的是,WindowsCE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统,其操作界面虽来源于Windows95/98,但WindowsCE是基于Win32API重新开发的、新型的信息设备平台。 5结论 该装置主要应用于煤矿、金属矿山和非金属矿山等倾角小于30°的单轨或双轨提升运输斜巷中,该装置的突出特点就是安全可靠,使用维护方便。淮南潘一矿自安装智能式防跑车装置以来,使用效果很好,无一例出现放大滑事故或者斜巷打运事故。工程实践表明跑车能够自动识别、监控、拦阻制动;控制系统灵敏可靠,无误动作;具有安装与维护简便等特点;各煤矿可根据自身巷道特点灵活安装使用。 参考文献 [1]PHILIPS单片16/32位微控制器—LPC2119/2129广州广州周立功单片机发展有限公司2004.11. [2]谢黎新.一种灵敏可靠的斜井防跑车装置[M].煤矿安全.2002.6. [3]张矿.矿井斜巷跑车防护装置的安装与使用[M].煤矿机电.2005.4. [4]郑传启.新型气动跑车防护装置煤矿现代化[M].2002.4. [5]袁泽民,武涛,俞金牛.煤矿斜巷运输提升事故分析.煤矿安全[M].2001.8. [6][美]IToddD.Morton著,严隽永译.嵌入式微控制器[M].北京机械工业出版社.,2005. [7]魏巍.矿井斜巷运输综合监控系统.安徽理工大学硕士毕业论文[M].2006.6. 作者简介李蓉(1980-),女(汉),安徽淮南,硕士研究生,讲师,研究方向智能处理与智能控制。 基金项目安徽省省级科学研究项目“基于ARM的高可靠性煤矿斜井防跑车装置控制器研究”,编号图1基于嵌入式控制器的防跑车装置原理框图

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