煤矿平巷运输信号系统安全技术与应用

煤矿平巷运输信号系统安全技术与应用CONTENTS目录01平巷运输安全现状与信号系统必要性02平巷运输信号系统基础理论03信号系统分类及技术特性04自动闭塞信号系统设计与实现CONTENTS目录05系统选型与安装规范06操作与维护安全规程07事故预防与应急处置08系统优化与发展趋势01平巷运输安全现状与信号系统必要性煤矿平巷运输事故案例分析01未设信号系统导致的撞车事故某矿因未建立平巷运输交通信号系统，电机车在单轨线路运行时无法判断轨道占用情况，发生平巷人车与电机车相撞事件，所幸未造成人员伤亡。02信号不完善引发的追尾事故部分煤矿平巷运输为单线路，局部调车轨道双线交叉，因信号系统不完善，电机车无法掌握前方运行状况，导致追尾事故发生几率大幅增加。03人为因素导致的运输事故驾驶员超速、超载、疲劳驾驶，行人违章穿越轨道，工作人员未按规程操作等人为因素，加剧了平巷运输事故风险，如未及时发现和处理隐患易引发事故。04设备故障与环境影响案例车辆制动系统故障、轨道磨损变形、巷道照明不足等设备和环境问题，影响电机车行驶稳定性和安全性，曾导致车辆失控、脱轨等事故。单轨运输线路安全隐患识别线路占用状态不可视风险

单轨区间内，电机车无法直观判断对向或同向车辆占道情况，司机视线受阻时易因信息缺失导致撞车或追尾事件，事故发生几率显著增高。人工调度协调效率低下隐患

依赖人工调度时，易因通讯延迟、信息误传或调度失误，导致多车进入同一区间。尤其在运输繁忙时段，调度工作负荷大，易出现协调不及时问题。道岔与交叉点信号缺失风险

单轨线路局部设置调车轨道形成双线交叉时，若缺乏信号指示，电机车通过道岔或交叉点前无法确认线路占用状态，易发生侧向碰撞事故。追尾事故预防机制不足隐患

单轨线路同向行驶时，后车难以及时知晓前车位置及速度，缺乏有效的区间闭锁和距离警示，紧急制动距离不足（物料车制动距离≤40m）时易引发追尾。《煤矿安全规程》信号系统规范要求弯道及视线受阻区段信号设置《煤矿安全规程》第三百五十一条第九款明确规定：在弯道或司机视线受阻的区段，应设置列车占线闭塞信号，以防止列车在这些危险区段发生碰撞。大型矿井井底车场信号系统要求规程规定，在新建和改扩建的大型矿井井底车场和运输大巷，应设置信号集中闭塞系统（简称信、集、闭系统），对道岔及信号实行集中控制及闭塞。列车运行基本信号要求采用机车运输时，列车或单独机车都必须前有照明，后有红灯，以确保行车安全和警示其他人员。列车行驶间距与紧急信号规定2辆机车或2列列车在同一轨道同一方向行驶时，必须保持不少于100m的距离。同时，必须有用矿灯发送紧急停车信号的规定，非危险情况任何人不得使用。制动距离标准列车的制动距离每年至少测定1次。运送物料时不得超过40m；运送人员时不得超过20m，以保证在紧急情况下能够及时停车。02平巷运输信号系统基础理论信号系统定义与核心功能

平巷机车运输信号系统的定义平巷机车运输信号系统是在煤矿井下单轨道线路区间两端、双轨平巷运输线路交叉的地方或对车场轨道道岔设置运输信号色灯，显示电机车占道情况的井下平巷运输交通信号系统。

保障电机车运行安全通过色灯信号显示轨道占用状态，防止单轨区间撞车和追尾事故，如自动闭塞信号系统可实现单轨区间两端信号箱由列车自动控制，避免冲突。

提升运输线路通过能力通过明确的信号指示，使电机车司机能够判断轨道线路的机车运行情况，减少因线路占用不明导致的等待时间，充分发挥井下轨道线路的运输效率。

满足安全规程强制要求《煤矿安全规程》第三百五十一条第九款规定：在弯道或司机视线受阻的区段，应设置列车占线闭塞信号；新建和改扩建大型矿井井底车场和运输大巷应设置信号集中闭塞系统。色灯信号显示规则与含义绿灯信号显示规则与含义当轨道线路未被占用而处在空闲状态时，色灯信号灯绿灯亮，表示允许列车进入该区段。红灯信号显示规则与含义当列车进入闭塞区段时，色灯信号的绿灯熄灭，红灯亮，此时行往该区段的另一列车必须停在信号灯前。信号转换规则只有进入闭塞区段的列车驶出，色灯信号绿灯重新点亮时，才允许另一列车进入该区段。信号系统与运输调度协同机制

01协同控制逻辑：信号状态与调度指令联动信号系统实时将轨道占用状态（如自动闭塞区间的红绿灯信号）传输至调度中心，调度员根据信号反馈优化机车运行计划，实现“信号闭锁-调度指令-机车执行”的闭环控制。例如单轨区间红灯亮时，调度系统自动禁止后续机车进入该区间。

02信息交互标准：数据共享与指令传输规范采用CAN总线或工业以太网实现信号系统与调度平台的数据交互，信号状态更新频率≤1秒，调度指令下达响应时间≤2秒。关键数据包括机车位置、信号机状态、道岔位置等，确保信息实时性与准确性。

03应急调度优先级：基于信号系统的快速响应当信号系统检测到紧急情况（如机车故障、信号异常）时，自动触发调度系统的应急模式，赋予救援车辆或空车优先通行权，通过强制转换相关区间信号灯为绿灯，缩短应急响应时间≥30%。

04运行效率优化：信号与调度的动态适配调度系统根据信号系统反馈的轨道占用时长、机车运行速度等数据，动态调整发车频次与会车计划。在双轨交叉路段，通过信号系统的优先通行逻辑（如重车优先），减少机车等待时间，提升运输效率约15%-20%。03信号系统分类及技术特性自动闭塞信号系统工作原理

核心控制机制当电机车行至某区段时，通过信号导线或轨道触点开关自动控制信号回路，实现色灯信号转换，显示轨道线路占用状态。

空闲状态指示轨道线路未被占用时，色灯信号灯绿灯亮，表示区间空闲，允许列车进入。

占用状态控制列车进入闭塞区段时，绿灯熄灭，红灯亮，阻止后续或对向列车进入，防止撞车、追尾事故。

自动恢复机制列车全部通过闭塞区间并驶出后，系统通过解除信号导线触发复位，色灯信号恢复绿灯，允许后续列车进入。信号集中闭塞系统(信集闭)构成核心控制单元实现对井底车场及邻近巷道内道岔、信号的集中控制与闭塞，是信集闭系统的指挥中枢，确保各设备协调动作。道岔控制模块对车场轨道道岔进行电动或气动操控，根据运输需求准确转换道岔位置，并与信号系统联锁，防止错误扳动。信号显示设备设置于关键位置的色灯信号机，显示不同灯光颜色（红、绿等）指示轨道占用情况及行车许可，为司机提供明确行车指令。闭塞逻辑模块通过预设程序实现区间或进路的闭塞功能，保证同一时间只有一列列车进入特定区段，防止撞车、追尾等事故发生。两类系统适用场景对比分析

自动闭塞信号系统适用场景适用于煤矿井型小、平巷运输系统简单，信号主要涉及单轨区间和双轨线路交叉点的矿井。

信号集中闭塞系统适用场景适用于新建和改扩建的大型矿井井底车场和运输大巷，以及电机车在井底车场及其邻近巷道中运行时对道岔及信号实行集中控制及闭塞的情况。04自动闭塞信号系统设计与实现系统组成元件与电路原理核心控制元件主要包含电流继电器（K1-K4）、色灯信号箱（1LC、2LC）及信号导线（1CS-6CS），继电器线圈回路中串接常闭接点实现优先权控制，确保重车优先通行。色灯信号显示规则采用红绿双色灯显示：空闲状态绿灯亮，区段占用时红灯亮。如列车进入单轨区间，入口端绿灯熄灭、红灯点亮，阻止后续车辆进入。轨道信号导线布局沿巷道敷设触发导线（1CS、2CS、3CS、4CS）和解除导线（5CS、6CS），受电弓接触不同导线对应控制不同继电器动作，实现区间闭锁与解锁。电路自动控制逻辑通过列车受电弓与导线接触，自动完成继电器吸合/释放，触发信号转换。如接触1CS导线时K1吸合，使对向信号箱红灯亮，实现区间双向闭锁防护。单轨区间信号控制流程

列车驶入信号触发当电机车接近单轨区间入口，受电弓接触信号导线（如1CS），电流继电器K1吸合，区间另一端信号箱红灯亮、绿灯灭，实现区间占用闭锁，阻止对向列车驶入。

防追尾信号转换列车通过入口后，受电弓接触后续信号导线（如2CS），电流继电器K2吸合，入口端信号箱红灯亮、绿灯灭，防止后续列车追尾进入已占用区间。

区间解锁信号触发列车全部驶出单轨区间，受电弓接触解除信号导线（如5CS），解除继电器K4吸合，切断K1、K2供电，信号系统恢复初始状态，区间重新开放通行。

特殊情况优先机制若两列相对行驶列车同时触发信号，系统通过继电器线圈串接逻辑（如K1串接K3常闭接点），给予重车方向列车优先通行权，避免信号冲突。双轨交叉点信号闭锁逻辑

交叉点信号控制核心目标防止双轨平巷交叉点处因机车同时进入发生碰撞事故，通过色灯信号显示轨道占用状态，实现交叉线路的安全闭锁。

双向来车信号互锁机制当列车从A方向进入交叉区段时，系统自动控制B方向入口信号红灯亮、绿灯灭，禁止B方向列车驶入；反之亦然，形成双向互锁。

重车优先通行规则若两列车相对行驶同时接近交叉点，系统通过继电器常闭接点逻辑设计，给予重车方向优先通行权，确保重载运输安全有序。

信号状态自动恢复功能列车完全通过交叉区段后，通过解除信号导线触发继电器复位，所有信号恢复初始状态（绿灯亮），释放轨道占用权限。电流继电器与信号导线协同工作

电流继电器核心功能作为自动闭塞信号系统的关键元件，电流继电器（如K1-K4）通过接收信号导线传递的电流信号实现吸合与释放，进而控制色灯信号箱的红绿灯切换，实现轨道区间的安全闭锁。

信号导线布局与作用在单轨区间两端及交叉点敷设多段信号导线（如1CS-6CS），电机车受电弓接触不同导线时触发对应继电器动作，例如接触1CS激活K1继电器，接触5CS触发K4继电器解除闭锁。

协同工作逻辑示例当电机车由左向右进入区间，受电弓依次接触1CS（K1吸合，右方红灯亮）、2CS（K2吸合，后方红灯亮）；驶出时接触5CS（K4吸合，K1/K2释放，系统恢复绿灯），全过程无需人工干预。

优先权控制机制系统通过继电器线圈串接常闭接点实现优先权逻辑，如K1回路串接K3常闭接点，当两列车同时触发K1和K3时，重车方向继电器优先吸合，保障运输效率与安全。05系统选型与安装规范矿井类型与信号系统匹配原则

小型矿井与自动闭塞信号系统煤矿井型小、平巷运输系统简单，信号主要涉及单轨区间和双轨线路交叉点的矿井宜采用自动闭塞信号系统，以满足基本的安全防护需求。

大型矿井与信号集中闭塞系统在新建和改扩建的大型矿井井底车场和运输大巷，根据《煤矿安全规程》规定，应设置信号集中闭塞系统（信、集、闭系统），实现对道岔及信号的集中控制及闭塞。

高瓦斯矿井的防爆信号要求高瓦斯矿井的主要运输巷道应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车，其配套的信号系统需具备相应的防爆性能，确保在瓦斯环境下安全运行。设备安装位置与间距要求

单轨区间两端信号箱设置在单轨区间两端必须安装色灯信号箱，用于显示区间占用状态，防止电机车在单轨区间内发生撞车和追尾事故。

双轨交叉点信号装置配置双轨平巷运输线路交叉处应设置信号装置，通过色灯显示指示车辆优先通行权，确保交叉区域行车安全。

车场道岔区域信号覆盖对车场轨道道岔位置需设置信号系统，实现道岔与信号的联动控制，避免因道岔状态不明导致的调车事故。

架空线悬挂点间距规范直线段架空线悬挂点间距不得超过5m，曲线段根据曲率半径调整，如曲率半径10-8m时悬挂点间距不大于2m，确保信号传输稳定。防爆型设备选型标准瓦斯矿井设备选型要求低瓦斯矿井进风主要运输巷道可使用架线电机车，但巷道必须采用不燃性材料支护；高瓦斯矿井进风主要运输巷道应使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿用防爆柴油机车。防爆柴油动力装置标准排气口温度不超过70℃，表面温度不超过150℃；排出有害气体经稀释后浓度需符合《煤矿安全规程》规定；油箱及管路须用不燃性材料制造，最大容量不超过8h用油量。电气设备防爆性能要求电机车的闸、灯、警铃、连接装置和撒砂装置必须完好，防爆部分失去防爆性能时严禁使用；井下蓄电池充电室内必须采用矿用防爆型电气设备，检修需在车库内进行。材料与防护标准非金属材料应具有阻燃和抗静电性能；各部件不得用铝合金制造；燃油闪点应高于70℃；必须配置适宜的灭火器，确保设备在易燃易爆环境下安全运行。06操作与维护安全规程司机信号识别与响应流程

信号识别基本要求司机必须熟悉《煤矿安全规程》规定的各类信号含义，能准确辨别色灯信号（红、绿）、声光报警及紧急停车信号。

信号响应操作规范绿灯亮时允许进入区段；红灯亮时必须停车等待；收到紧急停车信号需立即制动，制动距离运送物料不超过40m，运送人员不超过20m。

特殊场景处理流程行近弯道、道岔等视线受阻区段，需减速并发出警号；信号异常或模糊时，应立即停车并联系调度确认，严禁盲目行车。

信号故障应急处置发现信号系统故障，司机应切断电源、设置警示标志，并通过通讯设备上报调度，待故障排除后方可恢复运行。日常检查与故障排除方法信号设备日常检查要点每日检查色灯信号箱指示灯（红、绿灯）显示是否正常，有无闪烁、熄灭或亮度异常现象；每周检查信号导线（如1CS-6CS）绝缘性及连接紧固情况，确保无破损、短路；每月测试电流继电器（K1-K4）吸合与释放功能，动作应灵敏可靠。常见故障类型及判断依据信号不显示故障：多因电源中断或信号箱内部线路松动，可通过测量信号箱输入电压及检查接线端子排除；信号灯错误显示：可能为继电器触点粘连或逻辑控制故障，需拆解继电器清理触点或重新配置控制程序；轨道占用状态误判：多为轨道触点开关接触不良，应清洁触点表面并调整接触压力。故障排除流程与安全规范故障排查前必须切断信号系统电源，并悬挂"有人工作，禁止合闸"警示牌；采用分段排除法，从电源端开始逐步检测信号箱、继电器、导线及轨道触点；处理故障时需使用绝缘工具，潮湿环境下应采取防触电措施，故障排除后需进行三次以上模拟运行测试，确认系统恢复正常。定期检修周期与技术标准

日常检查周期与内容每日应对信号系统的色灯显示、通讯装置、导线连接进行外观检查，确保无破损、松动，灯光显示清晰，发现隐患立即处理。

月度检修周期与核心项目每月对信号箱内部继电器、触点开关、信号导线绝缘性能进行检测，继电器吸合释放应灵活可靠，导线绝缘电阻不低于1MΩ，同时校验信号转换响应时间。

季度全面检修技术标准每季度对自动闭塞系统的电流继电器线圈电阻、信号集中闭塞系统的道岔控制精度进行测试，继电器线圈电阻偏差应在±5%以内，道岔动作误差不超过3mm，确保系统逻辑闭锁功能正常。

年度性能测定要求每年参照《煤矿安全规程》规定，对信号系统的制动距离（运送物料≤40m，运送人员≤20m）、信号传输延迟时间（≤0.5s）等关键指标进行全面测定，形成检修报告并归档。07事故预防与应急处置信号系统失效应急措施立即停车与现场警戒信号系统失效时，司机须立即停车并发出声光报警信号，严禁继续行驶；现场人员应迅速设置警示标志，禁止其他车辆进入危险区段，同时报告调度中心。人工调度与通讯联络启用备用通讯方式（如对讲机、声光信号），由调度中心统一指挥，采用区间闭塞人工确认制度，每列车间隔不小于100m，确保行车安全。故障排查与临时处置技术人员需快速检查信号设备电源、线路及传感器状态，对简单故障（如接触不良、导线断裂）立即修复；无法短时间恢复时，采用人工扳道、现场指挥方式维持运输。应急演练与事后复盘定期组织信号失效应急演练，每年不少于2次，提升司机与调度人员协同处置能力；故障处理后，需分析失效原因，完善设备维护计划，降低复发风险。撞车事故现场应急处理流程现场人员立即停车与报警事故发生后，司机应立即切断电机车电源，扳紧车闸，发出停车信号（如矿灯闪烁或鸣笛），并迅速向调度室和值班领导报告事故情况，包括时间、地点、人员伤亡及设备损坏程度。人员疏散与现场保护组织现场人员撤离至安全区域，设置警示标志（如红灯、警戒线），禁止无关人员进入事故现场。对受伤人员进行初步急救处理，若有重伤员需立即联系医疗救护组转运。事故信息上报与启动预案按照《矿井运输系统故障应急预案》要求，1小时内向上级主管部门报告事故详情，启动相应应急响应等级（如二级响应），通知技术支持组、救援抢险组等相关部门赶赴现场。现场勘查与初步处置技术支持组对事故现场进行勘查，记录轨道状况、信号系统状态及车辆损坏部位，初步分析事故原因（如信号失灵、违章操作等）。救援抢险组使用专用工具清理现场，避免次生事故。事故案例警示教育

案例一：未设信号系统导致人车相撞某矿井因未建立平巷运输交通信号系统，电机车运输信号不完善、调度工作不到位，发生平巷人车和电机车相撞事件，所幸未造成人身伤亡，但暴露出信号缺失的严重安全隐患。

案例二：单轨巷道追尾事故某矿平巷运输为单线路，局部调车轨道双线交叉，因无信号系统，电机车无法判断轨道占用情况，发生追尾事故，造成设备损坏，影响生产进度。

案例三：信号故障引发撞车某矿虽安装自动闭塞信号系统，但因维护不当导致信号故障，两列电机车同时进入同一闭塞区段，发生正面撞车，凸显信号系统日常检修的重要性。

事故根源分析事故主要原因包括