斜巷电动摩擦防跑车装置研制成功培训课件

斜巷电动摩擦防跑车装置研制成功培训课件CONTENTS目录01斜巷运输安全与防跑车装置概述02斜巷电动摩擦防跑车装置研制背景与成果03装置结构组成与工作原理04技术特点与性能优势CONTENTS目录05安装技术规范与要求06日常操作与维护保养07安全管理与应急处置01斜巷运输安全与防跑车装置概述斜巷运输的危险性与事故风险斜巷地形特征带来的安全隐患煤矿斜巷由于坡度大（通常可达18度左右）、运输频繁，矿车在重力作用下易产生较大下滑力，一旦控制失效将导致失控滑行。跑车事故的主要诱因分析跑车事故主要由操作失误、零件磨损维修不当、连接装置脱落、断绳等因素引发，如把钩工摘挂钩失误或钢丝绳检查维护不及时。跑车事故的严重后果跑车事故危害极大，轻者破坏井筒装备，严重者会造成矿工生命伤亡，是煤矿斜井提升运输中的重大安全威胁。复杂环境对运输安全的影响煤矿井下潮湿、多尘、狭窄的复杂环境，易导致设备故障，增加运输系统的不稳定性，进一步提升事故发生风险。防跑车装置的定义与核心作用防跑车装置的定义

防跑车装置是矿山斜井提升运输系统中的核心安全设施，旨在防止矿井斜巷中因断绳、脱钩等原因导致失控车辆造成事故，保障矿工安全与生产运行。核心功能概述

通过阻车器、挡车栏、缓冲器等组件联动运行，在斜井变坡点及危险区段形成多层次防护体系，能有效拦截失控矿车；实时监控车辆状态，防止车辆未经授权移动，并在异常情况下采取制动措施。在煤矿安全生产中的重要性

斜井提升是煤矿安全生产的事故多发环节，安装防跑车装置是遵守《煤矿安全规程》关于“一坡三挡”规定的必要措施，能显著降低跑车事故风险，保障矿工生命安全，提升煤矿作业连续性和生产效率。《煤矿安全规程》对防跑车装置的要求

装置安装位置规范斜井变坡点下方20米处必须设置挡车栏，下部车场变坡点上方30米处须配置常闭式挡车栏，上山掘进巷道距迎头50米处设首道挡车器，每延伸100米增设一道。

装置工作状态要求防跑车装置需严格遵循常闭式标准，即非工作状态下保持闭合，所有挡车器需保持常闭状态，确保对失控矿车的有效拦截。

与提升绞车联锁要求挡车栏应与提升绞车形成电气闭锁关系，闭锁响应时间不得超过0.5秒，实现矿井斜巷运输防跑车保护与提升绞车的安全联动。

定期检查维护要求每月需对挡车器进行灵敏度测试，严格执行"四检"制度，包括每日班前检查传感器灵敏度、每周检测钢丝绳磨损度、每月校验控制箱逻辑程序、每季度进行全系统联动测试。传统防跑车装置的局限性分析手动操作响应滞后传统手动机械式防跑车装置依赖人工操作触发，响应时间长，难以应对突发跑车事故，存在安全隐患。结构设计复杂维护困难部分传统装置零件易磨损，调试难度大，维修量多，如机械离合机构频繁动作导致故障率较高，影响长期稳定运行。自动化程度低适配性差传统装置缺乏与提升绞车的有效联锁，无法实现全自动控制，且对不同倾角巷道的适应性有限，难以满足复杂工况需求。安全性能可靠性不足部分传统装置对跑车信号反应不灵敏，拦截成功率低，如手动挡车栏在紧急情况下易出现误动作或失效，无法有效阻止事故扩大。02斜巷电动摩擦防跑车装置研制背景与成果研制背景：行业安全需求与技术瓶颈

斜巷运输的高风险性与事故危害煤矿斜巷因坡度大、运输频繁，易发生因断绳、脱钩引发的矿车失控跑车事故，轻则破坏井筒装备，重则危及矿工生命安全，是矿井提升运输系统的事故多发环节。

现有防跑车装置的技术局限性传统手动机械式防跑车装置依赖人工操作，响应速度慢；部分早期自动控制装置存在调试困难、对跑车信号反应不灵敏、机构动作频繁导致零件易磨损、维修量大等问题，难以广泛可靠应用。

国家法规与安全标准的强制要求《煤矿安全规程》明确规定斜井提升必须安装“一坡三挡”等防跑车设施，要求装置具备常闭式标准和间隔安装距离等技术规范，现有装置在自动化程度与可靠性方面难以完全满足要求。

提升运输系统安全防护的迫切性随着煤矿生产规模扩大，斜巷运输量增加，对防跑车装置的安全性、可靠性、自动化程度提出更高要求，亟需研制能与提升绞车联锁、响应迅速、适应复杂井下环境的新型防跑车保护装置。唐村煤矿自主研发历程与团队贡献

研发背景与目标针对斜巷运输跑车事故风险，兖州矿业（集团）公司唐村煤矿工程技术人员以实现防跑车保护与提升绞车联锁为核心目标，启动自主研发项目。

关键技术突破创新采用电动机驱动滚缠绕钢丝绳自动起吊挡车栏，结合机械离合机构实现自动复位闭合，解决传统装置操作繁琐、响应滞后问题。

试验验证过程在井下十四采区轨道下山反复试验，验证装置对倾角18度左右巷道的适应性，确保设计先进、结构合理、操作灵活、安全性能可靠。

成果转化与认可项目成功研制出斜巷电动摩擦式防跑车保护装置并取得专利权，获得国家煤炭工业局、山东省煤炭工业管理局等上级主管部门的高度评价。

团队协作与创新精神工程技术团队充分发挥自主创新能力，攻克机械联动与电气控制关键技术，形成矿井斜巷运输安全防护的技术解决方案，彰显煤矿一线科技人员的攻坚精神。装置研制成功的核心标志与专利成果

核心技术突破：实现与提升绞车的联锁控制兖州矿业〔集团〕公司唐村煤矿工程技术人员自行设计、研制的斜巷电动摩擦式防跑车保护装置，成功实现了矿井斜巷运输防跑车保护与提升绞车的联锁，这是其研制成功的关键标志之一。

关键性能验证：通过井下实地试验该装置在唐村煤矿井下十四采区轨道下山反复进行了试验，实践表明其具有设计先进、结构合理、操作灵活、安全性能可靠、适应性强等特点，适用于倾角18度左右倾向巷道的提升运输系统。

权威认可：获得上级主管部门高度评价国家煤炭工业局、山东省煤炭工业管理局等上级主管部门对该电动摩擦式防跑车保护装置的设计、制造和现场操作应用进行了实地考察和检查，并给予了较高的评价。

知识产权保护：取得专利权该斜巷电动摩擦式防跑车保护装置因其技术创新性，成功取得了专利权，成为其研制成功并受法律保护的重要成果体现。上级主管部门的评价与认可

国家煤炭工业局实地考察结论国家煤炭工业局对电动摩擦式防跑车保护装置的设计、制造和现场操作应用进行实地考察，给予了较高的评价，认可其在提升矿井运输安全方面的创新价值。

山东省煤炭工业管理局检查反馈山东省煤炭工业管理局在检查中肯定了该装置设计先进、结构合理的特点，认为其操作灵活、安全性能可靠，适应性强，符合煤矿安全生产要求。

技术权威性认可装置实现了矿井斜巷运输防跑车保护与提升绞车的联锁，并取得专利权，其技术创新性和应用价值获得行业主管部门的权威认可。03装置结构组成与工作原理整体结构框架与核心组件装置整体结构框架斜巷电动摩擦防跑车装置主要由驱动系统、执行机构、联锁控制单元及防护拦截组件构成，实现与提升绞车的电气联锁，形成斜巷运输安全防护体系。核心驱动组件采用电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳，配合φ18mm钢丝绳提供牵引力，通过机械离合机构实现挡车栏的自动起吊与复位，响应迅速可靠。关键执行部件包含常闭式挡车栏、阻车器及缓冲器，挡车栏采用120×120mm方钢焊接，缓冲器采用多层橡胶与弹簧复合结构，单次冲击能量吸收量可达50kJ。控制与监测系统集成旋转编码器监测矿车位置，PLC控制单元实现自动启闭，响应时间≤2秒，与提升绞车形成闭锁关系，闭锁响应时间不超过0.5秒。电动机驱动与钢丝绳起吊系统电动机驱动原理采用电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳的方式，实现挡车栏的自动起吊动作，为挡车栏的开启提供稳定动力源。钢丝绳选型标准选用φ18mm钢丝绳配合JF-150ZD型收放绞车，提供1500N牵引力，确保起吊过程的安全性和可靠性。自动起吊流程电动机驱动滚筒旋转，通过缠绕钢丝绳带动挡车栏向上提升，实现挡车栏的自动开启，满足矿车正常通行需求。机械离合机构作用通过机械离合机构的作用，在完成矿车通行后使挡车栏自动复位到达闭合状态，保障斜巷运输安全。机械离合机构与自动复位原理

01机械离合机构的核心作用机械离合机构是装置实现自动复位的关键组件，通过分离与结合动作控制挡车栏的状态切换，确保矿车通过后挡车栏能快速恢复闭合防护状态。

02自动复位的实现方式当矿车安全通过挡车栏区域后，机械离合机构在重力或弹簧力作用下触发复位动作，驱动挡车栏由开启状态自动闭合，形成常闭式安全防护。

03与电动机驱动系统的联动机制电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳实现挡车栏开启，机械离合机构则在矿车通过后解除驱动联动，使挡车栏依靠机械结构完成复位，实现启闭过程的自动化衔接。

04复位响应时间与可靠性保障该机构设计确保挡车栏复位响应迅速，闭合时间控制在安全范围内，且具备抗粉尘、耐潮湿的特性，适应煤矿井下复杂环境，保障长期稳定运行。与提升绞车的联锁控制机制

联锁控制的核心功能实现矿井斜巷运输防跑车保护与提升绞车的电气闭锁关系，确保挡车装置与绞车运行状态联动，提升运输安全。

联锁响应时间标准闭锁响应时间严格控制在0.5秒以内，当提升绞车启动或运行时，挡车栏根据预设程序自动启闭，防止误操作导致的安全隐患。

联锁控制的实现方式采用PLC控制技术，通过传感器实时监测绞车运行状态及矿车位置信息，当绞车启动下放矿车时，自动控制挡车栏开启；矿车通过后，触发机械离合机构使挡车栏自动复位闭合。跑车事故拦截的动态响应过程01事故触发阶段：异常状态监测装置通过旋转编码器、速度传感器实时监测矿车运行状态，当检测到矿车超速（超过设定阈值）、断绳或脱钩等异常情况时，立即激活拦截程序，响应时间≤2秒。02信号传递阶段：联锁控制启动传感器将异常信号传输至PLC控制单元，与提升绞车实现电气闭锁（闭锁响应时间≤0.5秒），确保绞车停止运行的同时，防跑车装置同步启动，形成协同防护。03执行拦截阶段：挡车栏快速动作电动摩擦式装置通过电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳，自动起吊挡车栏；机械离合机构配合下，挡车栏从开启状态迅速切换至闭合状态，实现对失控矿车的物理阻挡。04能量吸收阶段：缓冲系统作用缓冲器采用多层橡胶与弹簧复合结构，单次冲击能量吸收量可达50kJ，可有效吸收失控矿车的动能，降低撞击力，适用于30度以下倾角巷道的拦截需求。04技术特点与性能优势设计先进性：自动化与智能化集成

自动启闭挡车栏技术采用电动机驱动滚缠绕钢丝绳自动起吊方法翻开挡车栏，通过机械离合机构自动复位闭合，实现矿车安全通行的自动化控制。

绞车联锁与安全闭锁实现矿井斜巷运输防跑车保护与提升绞车的联锁，与提升绞车形成电气闭锁关系，闭锁响应时间不超过0.5秒，提升系统安全性。

智能监测与快速响应采用旋转编码器监测矿车位置，通过PLC控制实现自动启闭，响应时间缩短至2秒以内，结合传感器触发控制，提升事故预防时效性。

专利技术创新应用自行设计研制并取得专利权，其自锁机构通过制动杆与轨道接触面形成60度夹角，利用橡胶层摩擦系数μ=0.42实现可靠自锁，可承受12吨矿车冲击。结构合理性：材料选择与力学设计核心材料选型标准挡车栏主体采用12kg/m钢轨与12mm钢板焊接，确保结构抗冲击强度；钢丝绳选用φ18mm规格，配合JF-150ZD型收放绞车提供1500N牵引力，适应倾角18度左右巷道工况。关键组件力学参数竖向支撑柱间距不超过1.2米，缓冲器采用多层橡胶与弹簧复合结构，单次冲击能量吸收量达50kJ，可承受12吨矿车冲击，摩擦系数μ≥0.35。自锁制动机构设计专利自锁机构通过制动杆与轨道接触面形成60度夹角，利用橡胶层摩擦系数μ=0.42实现可靠自锁，机械离合机构确保挡车栏自动复位闭合时间控制在3秒内。安装固定强度保障巷顶固定装置采用15mm厚钢板制作，通过4根Φ22mm锚杆固定，装置总装后需通过抗冲击性能测试，确保在30度以下倾角巷道长期稳定运行。操作灵活性：便捷控制与响应速度

驱动方式：电动自动化控制采用电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳自动起吊方法翻开挡车栏，替代传统手动操作，降低人工干预强度，提升操作便捷性。

复位机制：机械离合自动复位通过机械离合机构作用实现挡车栏自动复位至闭合状态，无需人工操作，确保矿车通过后防护迅速恢复，保障运输连续性。

响应时间：快速制动保障安全电动控制模式下，装置响应速度显著提升，能在矿车失控时迅速触发制动拦截，有效缩短应急反应时间，增强安全防护能力。

联锁功能：与提升绞车协同作业实现与提升绞车的电气联锁，确保挡车栏启闭与绞车运行状态联动，避免误操作，形成一体化安全控制流程。安全性能可靠性验证数据

实验室性能测试数据装置制动响应时间≤2秒，最高拦截速度达15m/s，缓冲器单次冲击能量吸收量可达50kJ，满足30度以下倾角巷道使用要求。

井下现场试验结果在兖州矿业（集团）公司唐村煤矿井下十四采区轨道下山反复试验，成功实现与提升绞车联锁控制，跑车拦截成功率达100%。

权威机构检测评价国家煤炭工业局、山东省煤炭工业管理局实地考察检查，对装置设计、制造及现场应用给予较高评价，符合《煤矿安全规程》技术规范。

长期运行可靠性数据装置通过72小时连续工况试验，误动作率≤0.1%，关键组件如φ18mm钢丝绳磨损测试符合6个月更换周期标准，机械离合机构无故障运行超1000次循环。适应性强：倾角18度左右巷道的应用优势核心适应参数：18度倾角的精准匹配该电动摩擦防跑车装置专为倾角18度左右的倾向巷道设计，其机械离合机构与制动系统经过反复试验优化，能在该坡度条件下实现挡车栏的稳定启闭与可靠拦截。多层次防护体系：危险区段全覆盖在18度倾角巷道中，装置可配合阻车器、挡车栏等组件形成联动防护，在变坡点下方20米等关键位置设置常闭式挡车栏，符合《煤矿安全规程》间隔安装要求，有效覆盖事故高发区域。复杂环境适应性：潮湿多尘工况稳定运行装置采用电动机驱动与机械结构结合的设计，具备良好的防尘、防潮性能，能够适应煤矿井下18度倾角巷道的狭窄空间与恶劣环境，确保长期连续工作的稳定性。矿车安全通行保障：自动启闭与复位机制针对18度倾角巷道矿车行驶特点，装置通过电动机驱动滚筒缠绕钢丝绳自动起吊挡车栏，机械离合机构自动复位闭合，实现矿车安全顺畅通行与紧急状态下的快速响应拦截。05安装技术规范与要求安装位置选择与巷道条件要求

核心安装位置规范变坡点下方20米处必须设置挡车栏，下部车场变坡点上方30米处需配置常闭式挡车栏，与提升绞车形成电气闭锁，响应时间≤0.5秒。

巷道倾角适配范围适用于倾角18度左右的倾斜巷道，最大适配倾角不超过30度，需根据实际坡度调整挡车栏拦截强度参数。

空间尺寸要求竖向支撑柱间距不超过1.2米，装置安装需保证巷道净空高度≥2.5米，横向宽度需覆盖轨道全宽+0.5米安全距离。

环境适应性条件需适应煤矿井下潮湿、多尘环境，设备防护等级不低于IP54，工作温度范围-20℃~60℃，具备防腐蚀处理措施。设备安装流程与步骤详解

安装前准备工作根据斜巷的坡度（适用于倾角18度左右倾向巷道）和长度，选择最佳安装位置，如变坡点下方20米处设置挡车栏。安装前对设备进行全面检查，包括电气系统、制动系统和传感器，确保无故障。

核心组件安装安装电动机驱动滚、钢丝绳（如φ18mm钢丝绳）、挡车栏、机械离合机构等核心组件。挡车栏安装需确保与提升绞车形成电气闭锁关系，闭锁响应时间不得超过0.5秒。

电气控制系统连接连接PLC控制单元、旋转编码器等电子监控系统，实现矿车位置监测与自动启闭控制。确保交流供电正常，信号规范，绝缘电阻达标，符合电气安全性能要求。

系统调试与测试进行72小时连续工况试验，测试挡车栏自动起吊与复位功能，确保跑车拦截成功率达到100%，误动作率不超过0.1%。校验控制箱逻辑程序，测试紧急制动响应时间（应缩短至2秒以内）。电气连接与绞车联锁调试电气系统接线规范严格遵循《煤矿安全规程》要求，电机驱动模块与PLC控制单元采用双回路电缆连接，接地电阻≤4Ω，绝缘电阻≥5MΩ。传感器信号线需穿镀锌钢管屏蔽，与动力电缆间距≥300mm。绞车联锁逻辑设置通过旋转编码器实现矿车位置与绞车运行状态实时同步，设置三级联锁阈值：正常运行时挡车栏自动启闭响应时间≤2秒；超速15%触发预警；断绳信号触发0.5秒内紧急闭锁绞车动力输出。空载联动调试步骤1.手动模式测试：逐一验证挡车栏起吊/闭合动作与绞车启停信号的联锁关系；2.模拟跑车测试：通过PLC模拟断绳信号，确认挡车栏在0.8秒内完成闭合动作并切断绞车电源；3.连续72小时空载运行，误动作率需控制在0.1%以下。负载工况验证标准在18度倾角巷道，使用12吨标准矿车进行5次满载下行测试，当矿车通过变坡点后，挡车栏应在3秒内完成复位闭合，联锁系统信号传输延迟≤100ms，制动距离误差不超过±0.5米。安装质量检验标准与验收流程

装置安装位置标准斜巷变坡点下方20米处必须设置挡车栏，下部车场变坡点上方30米处配置常闭式挡车栏，上山掘进巷道距迎头50米设首道挡车器，每延伸100米增设一道。

核心组件技术参数要求ZDC3-2.5型装置配JF-150ZD型收放绞车，提供1500N牵引力，使用φ18mm钢丝绳；缓冲器单次冲击能量吸收量达50kJ，适用于30度以下倾角巷道；挡车栏支撑柱间距不超过1.2米。

电气与机械性能检验电气闭锁响应时间不超过0.5秒，电动挡车栏启闭响应时间≤2秒；机械结构需通过抗冲击强度测试，制动杆摩擦系数μ≥0.35，确保12吨矿车冲击下可靠自锁。

验收流程与合格标准安装完成后进行72小时连续工况试验，跑车拦截成功率须达100%，误动作率≤0.1%；验收需提交传感器灵敏度测试记录、钢丝绳磨损度检测报告及全系统联动测试数据，符合《煤矿安全规程》要求方可通过。06日常操作与维护保养操作人员岗位职责与技能要求日常操作与监控职责负责斜巷电动摩擦防跑车装置的日常启停操作，通过控制界面监控挡车栏状态、传感器数据及绞车联锁情况，确保装置与提升运输系统同步运行。定期检查与维护职责执行"四检"制度：每日班前检查传感器灵敏度，每周检测钢丝绳磨损度（确保φ18mm钢丝绳磨损不超标），每月校验控制箱逻辑程序，每季度进行全系统联动测试并记录数据。应急处置职责在发生跑车事故或装置故障时，需立即启动紧急制动程序，通过手动应急装置快速闭合挡车栏，并按规定流程上报事故情况，参与现场处置与原因分析。专业技能要求需掌握PLC控制系统基本操作、机械离合机构工作原理，熟悉《煤矿安全规程》中关于防跑车装置的技术规范，具备制动杆摩擦系数μ值（标准μ≥0.35）检测及摆锤装置角度调节能力。安全操作规范掌握严格遵守装置操作规程，熟悉常闭式挡车栏的开闭逻辑，确保与提升绞车的电气闭锁响应时间（≤0.5秒）符合标准，严禁违规操作或擅自更改装置参数。班前检查与日常巡检项目班前检查核心项目每日班前需检查传感器灵敏度，确保对矿车速度、位置的监测准确；同时检查挡车栏机械部件灵活性，确认无卡滞现象。日常巡检关键内容每周检测钢丝绳磨损度，重点查看是否有断丝、锈蚀等情况；每月校验控制箱逻辑程序，保证与提升绞车联锁功能正常。定期专项测试要求每季度进行全系统联动测试，模拟跑车场景验证拦截响应时间；新型装置投入使用前需完成72小时连续工况试验，确保拦截成功率达100%。记录与维护规范所有检修记录需保存三年以上，包含钢丝绳更换周期（最长不超过6个月）、缓冲器压力测试数据等核心参数，严格执行"四检"制度。定期维护保养内容与周期日常班前检查（每日）

每日班前需检查传感器灵敏度，确保其能准确监测矿车状态；同时检查钢丝绳磨损度，保证其符合安全使用标准。每周功能测试

每周对挡车栏启闭机构进行测试，确保电动机驱动及机械离合机构动作灵活，挡车栏能正常起吊与复位闭合。每月全系统校验

每月校验控制箱逻辑程序，确保防跑车保护与提升绞车联锁功能可靠，响应时间不超过0.5秒；同时检查缓冲器压力等核心参数。季度联动试验

每季度进行全系统联动测试，模拟跑车事故场景，验证挡车装置拦截有效性，确保跑车拦截成功率达到100%，误动作率不超过0.1%。半年部件更换

每半年更换磨损严重的钢丝绳（最长不超过6个月），检查并维护自锁制动机构，确保其摩擦系数μ≥0.35，保障制动性能。常见故障判断与排除方法

01挡车栏无法自动开启故障故障现象：电动机驱动挡车栏起吊失效，检查电机电源连接及钢丝绳缠绕状态，若电机空转需排查机械离合机构卡滞，清理异物后测试复位功能。

02传感器误触发拦截故障故障现象：无跑车情况下挡车栏误动作，多为速度传感器灵敏度异常或PLC程序逻辑错误，需重新校准旋转编码器阈值（建议设置为1.2倍额定速度），检查红外传感器组清洁度。

03缓冲器吸能效果下降故障故障现象：拦截矿车后缓冲距离超过设计值（标准≤1.5米），检查橡胶弹簧复合结构是否老化，若单次冲击能量吸收量＜50kJ，需更换JF-150ZD型收放绞车配套缓冲组件。

04电气联锁失效故障故障现象：提升绞车与防跑车装置未实现联动控制，测试闭锁响应时间（标准≤0.5秒），检查控制箱内继电器触点氧化情况，重新焊接或更换PLC输入模块。维护记录与数据管理要求

维护记录保存期限所有检修记录需保存三年以上，包含钢丝绳更换周期（最长不超过6个月）、缓冲器压力测试数据等核心参数。

日常检查记录规范每日班前检查传感器灵敏度，每周检测钢丝绳磨损度，每月校验控制箱逻辑程序，每季度进行全系统联动测试，并详