專利名稱：礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦中礦車出入采煤井井口時的安全控制方法。
背景技術(shù)：
在煤礦的采煤作業(yè)中，當(dāng)?shù)V車被提升機拉到井上以后，為了防止礦車溜回井下造成生產(chǎn)事故，必須設(shè)立“一坡三擋”，也就是在井口外設(shè)立三道隔擋裝置，以防止礦車溜回井下。目前這些隔擋裝置的設(shè)置都是靠人的手工操作完成，既浪費人力又容易因人為的疏忽造成事故。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有的礦車出入采煤井井口時的安全控制方法需要人手工完成的缺陷，提供一種不需要手工操作的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，它既減輕了人的勞動又工作可靠。本發(fā)明的技術(shù)方案由如下步驟完成一、礦車1在提升機2正向旋轉(zhuǎn)的牽引下向上駛出井口3，當(dāng)?shù)V車1的車輪1-1滾過設(shè)置在礦車1所行駛的軌道7上的鐵磁性的上行傳感器4后，上行傳感器4發(fā)出信號使關(guān)門電動機5正向旋轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄6下落擋住井口3；二、礦車1進行卸貨或裝貨的工作；三、提升機2反向旋轉(zhuǎn)使礦車1在重力的作用下滑向井口3，礦車1的車輪1-1滾過設(shè)置在礦車1所行駛的軌道7上的鐵磁性的下行傳感器8后，下行傳感器8發(fā)出信號使關(guān)門電動機5反轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄6上升使井口3敞開，礦車1通過井口3進入井下。本發(fā)明采用鐵磁性的傳感器來探測礦車1上井后是否已經(jīng)離開井口3和下井是否即將達到井口3，探測到前者的信號就關(guān)閉井口，關(guān)閉井口后如果出現(xiàn)溜車的事故擋車欄6就能擋住礦車1。當(dāng)探測到后者的信號就提升擋車欄6，使礦車1能夠下井。由于本發(fā)明的擋車欄6在礦車處于井上的情況下就擋住井口，避免了礦車1溜車的事故，所有的控制動作都不需要人的參與，因此既節(jié)省人力又不會因人為的疏忽造成事故。本發(fā)明設(shè)計新穎、工作可靠、具有較大的推廣價值。


圖1是本發(fā)明實施方式一的各裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是實施方式二中控制電路中運行的控制程序的流程圖，圖3是實施方式三的程序流程圖，圖4是圖1的B向視圖，圖5是實施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是圖5的C向視圖，圖7是實施方式五的程序流程圖，圖8是實施方式六的程序流程圖，圖9是實施方式七的程序流程圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1和圖4具體說明本實施方式。本實施方式由如下步驟完成一、礦車1在提升機2正向旋轉(zhuǎn)的牽引下向上駛出井口3，當(dāng)?shù)V車1的車輪1-1滾過設(shè)置在礦車1所行駛的軌道7上的鐵磁性的上行傳感器4后，上行傳感器4發(fā)出信號使關(guān)門電動機5正向旋轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄6下落擋住井口3；二、礦車1進行卸貨或裝貨的工作；三、提升機2反向旋轉(zhuǎn)使礦車1在重力的作用下滑向井口3，礦車1的車輪1-1滾過設(shè)置在礦車1所行駛的軌道7上的鐵磁性的下行傳感器8后，下行傳感器8發(fā)出信號使關(guān)門電動機5反轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機5的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄6上升使井口3敞開，礦車1通過井口3進入井下。上行傳感器4和下行傳感器8都選用德國圖爾克公司生產(chǎn)的接近開關(guān)，因為它可以工作在-44℃至70℃的溫度環(huán)境下。上行傳感器4和下行傳感器8設(shè)置在軌道7上，當(dāng)?shù)V車1的車輪1-1滾過時，就會在上行傳感器4或下行傳感器8中感應(yīng)出電信號。在步驟一中當(dāng)?shù)V車1的每個車輪1-1滾過設(shè)置在礦車1所行駛的軌道7上的鐵磁性的上行傳感器4后，上行傳感器4向控制電路發(fā)出信號，控制電路等待0.2至3秒鐘，如果在等待的這段時間內(nèi)沒有后續(xù)的車輪1-1滾過上行傳感器4，則發(fā)出使關(guān)門電動機5旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄6下落擋住井口3。如果有后續(xù)的車輪1-1滾過則重新等待0.2至3秒鐘。如此設(shè)置礦車1無論是多少節(jié)車廂都能在全通過井口3后才下落擋車欄6。關(guān)門電動機5的電機軸連接在絲杠10的一端上，螺母9旋合在絲杠10上，螺母9固定在擋車欄6上，擋車欄6滑動在導(dǎo)軌15中，關(guān)門電動機5的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)使擋車欄6上升或下降。在擋車欄6的上行截止位置設(shè)置上位置行程開關(guān)12，在擋車欄6的下行截止位置設(shè)置下位置行程開關(guān)13，當(dāng)擋車欄6下行到達下位置行程開關(guān)13后，下位置行程開關(guān)13發(fā)出信號使關(guān)門電動機5停止轉(zhuǎn)動，同時給控制電路發(fā)出信號由控制電路鎖定程序，在礦車1上行過程中不接受下行傳感器8的信號；當(dāng)擋車欄6上行到達上位置行程開關(guān)12后，上位置行程開關(guān)12發(fā)出信號使關(guān)門電動機5停止轉(zhuǎn)動，同時給控制電路發(fā)出信號由控制電路鎖定程序，在礦車1下行過程中不接受上行傳感器4的信號。
具體實施方式
二下面結(jié)合圖2具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是控制電路中運行的控制提升機和擋車欄程序的流程如下開機101；判斷礦車是上行還是下行102；在102步驟判斷結(jié)果礦車是上行103；則檢測上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)的狀態(tài)104(為了判斷擋車欄的位置)；如果是上位置行程開關(guān)閉合105(證明擋車欄6在上位置)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車上行106；在104步驟判斷結(jié)果如果是下位置行程開關(guān)閉合107(證明擋車欄6在下位置)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其升起擋車欄，然后提升機牽引礦車上行108；在104步驟判斷結(jié)果如果是上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)都未閉合109(證明擋車欄6失控)；等待上位置行程開關(guān)或下位置行程開關(guān)閉合的信號110(暫停礦車的上行，進行維修工作)；在102步驟判斷結(jié)果礦車是下行111；則檢測上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)的狀態(tài)112(為了判斷擋車欄的位置)；在112步驟判斷結(jié)果如果是上位置行程開關(guān)閉合113(證明擋車欄6在上位置)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其降落擋車欄，然后控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車下行114；如果下位置行程開關(guān)閉合115(證明擋車欄6在下位置)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車下行116；在112步驟判斷結(jié)果如果是上位置行程開關(guān)和上位置行程開關(guān)都未閉合117(證明擋車欄6失控)；等待上位置行程開關(guān)或下位置行程開關(guān)閉合的信號118(暫停礦車的下行，進行維修工作)；如此設(shè)置，在提升機工作前檢查擋車欄的位置狀態(tài)，能使礦車上下井更安全。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是控制電路在礦車1上行途中運行二次檢測的程序，其流程如下檢測上位置行程開關(guān)的狀態(tài)201(為了判斷擋車欄的位置)；如果是上位置行程開關(guān)閉合202(證明擋車欄6在上位置)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車上行203；在201步驟判斷結(jié)果如果是上位置行程開關(guān)未閉合204(證明擋車欄6不在上位置)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其升起擋車欄205；判斷上位置行程開關(guān)是否閉合206；結(jié)果為是，則提升機牽引礦車上行208；在206步驟判斷結(jié)果為否(證明擋車欄6失控)；則等待上位置行程開關(guān)閉合的信號，同時關(guān)閉提升機的電動機，給提升機的抱閘系統(tǒng)發(fā)出命令抱死提升機的主軸，通過語音芯片進行語音報警207(暫停礦車的上行，進行維修工作)；如此設(shè)置，能防止出現(xiàn)有人在礦車1上行的過程中關(guān)閉擋車欄的意外事故。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖5和圖6具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是井口3處還設(shè)置有光傳感器，光傳感器的發(fā)射端14-1設(shè)置在礦車1的軌道7的一側(cè)，光傳感器的接收端14-2設(shè)置在礦車1的軌道7的另一側(cè)，光傳感器的發(fā)射端14-1與光傳感器的接收端14-2之間的連線與礦車1的車廂的高度相同并且與礦車1的軌道7所成的角度A在30度至60度之間，當(dāng)?shù)V車1上行通過上行傳感器4后，上行傳感器4向控制電路發(fā)出信號，控制電路等待0.2至3秒鐘，如果在等待的這段時間內(nèi)沒有后續(xù)的車輪1-1滾過上行傳感器4，控制電路檢測光傳感器的狀態(tài)，如果光傳感器的發(fā)射端14-1和14-2之間沒有被遮住，則發(fā)出使關(guān)門電動機5旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄6下落擋住井口3；如果光傳感器的發(fā)射端14-1和14-2之間被遮住，則等待直到光傳感器的發(fā)射端14-1和14-2之間不被遮住，發(fā)出使關(guān)門電動機5旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄6下落擋住井口3。如此設(shè)置，多了一道檢測步驟，防止礦車1的提升速度太慢時，擋車欄過早下落，以防事故發(fā)生。由于光傳感器的發(fā)射端14-1與接收端14-2的連線不垂直軌道7，所以即使礦車1為多節(jié)的，礦車1節(jié)與節(jié)之間的間隙不會影響光傳感器的工作。
具體實施方式
五下面結(jié)合圖7具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是在礦車的一次上行或下行過程中，控制電路在發(fā)出降落或升起擋車欄的命令前，判斷上行傳感器或下行傳感器是否被觸發(fā)過兩次301；結(jié)果為是，則控制電路發(fā)出降落或升起擋車欄的命令302；結(jié)果為否，則控制電路不發(fā)出降落或升起擋車欄的命令303。如此設(shè)置，防止其它鐵磁性物體經(jīng)過上行傳感器4或下行傳感器8時引起誤動作。
具體實施方式
六下面結(jié)合圖8具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式四的不同之處是控制電路中接收光傳感器的信號控制擋車欄的程序流程是光傳感器被觸發(fā)401(證明有礦車1經(jīng)過井口3)；判斷觸發(fā)信號是否消失402；結(jié)果為否，則返回步驟402的開始端；402步驟的結(jié)果為是，則判斷提升機是否正向旋轉(zhuǎn)403；結(jié)果為否，則擋車欄保持不動；402步驟的結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)，使擋車欄下落405；402步驟的結(jié)果為否，則擋車欄保持不動404。如此設(shè)置礦車1被牽引到井口3后不再前進而是返回井底的情況擋車欄不必要落下。
具體實施方式
七下面結(jié)合圖9具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同之處是擋車欄6的控制流程為判斷上行傳感器是否被觸發(fā)501；結(jié)果為是，則上行傳感器發(fā)出使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)的信號，并保持該信號502；結(jié)果為否，則返回步驟501的開始端；接著判斷下位置行程開關(guān)是否閉合503；結(jié)果為否，則返回步驟502的開始端；結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機停止旋轉(zhuǎn)，同時保持上行傳感器的使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)的信號504；然后判斷下行傳感器是否被觸發(fā)505；結(jié)果為是，則下行傳感器發(fā)出使關(guān)門電動機反向旋轉(zhuǎn)的信號，并保持該信號506；結(jié)果為否，則返回步驟505的開始端；然后判斷上位置行程開關(guān)是否閉合507；結(jié)果為否，則返回步驟506的開始端；結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機停止旋轉(zhuǎn)，同時保持下行傳感器的使關(guān)門電動機反向旋轉(zhuǎn)的信號508；最后返回步驟501的開始端。如此設(shè)置，當(dāng)有人用手動的方式打開或關(guān)閉擋車欄，關(guān)門電動機都能使擋車欄自動回位，防止意外事故的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于它由如下步驟完成一、礦車(1)在提升機(2)正向旋轉(zhuǎn)的牽引下向上駛出井口(3)，當(dāng)?shù)V車(1)的車輪(1-1)滾過設(shè)置在礦車(1)所行駛的軌道(7)上的鐵磁性的上行傳感器(4)后，上行傳感器(4)發(fā)出信號使關(guān)門電動機(5)正向旋轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機(5)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄(6)下落擋住井口(3)；二、礦車(1)進行卸貨或裝貨的工作；三、提升機(2)反向旋轉(zhuǎn)使礦車(1)在重力的作用下滑向井口(3)，礦車(1)的車輪(1-1)滾過設(shè)置在礦車(1)所行駛的軌道(7)上的鐵磁性的下行傳感器(8)后，下行傳感器(8)發(fā)出信號使關(guān)門電動機(5)反轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機(5)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使擋車欄(6)上升使井口(3)敞開，礦車(1)通過井口(3)進入井下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于在步驟一中當(dāng)?shù)V車(1)的每個車輪(1-1)滾過設(shè)置在礦車(1)所行駛的軌道(7)上的鐵磁性的上行傳感器(4)后，上行傳感器(4)向控制電路發(fā)出信號，控制電路等待0.2至3秒鐘，如果在等待的這段時間內(nèi)沒有后續(xù)的車輪(1-1)滾過上行傳感器(4)，則發(fā)出使關(guān)門電動機(5)旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄(6)下落擋住井口(3)；如果有后續(xù)的車輪(1-1)滾過則重新等待0.2至3秒鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于在擋車欄(6)的上行截止位置設(shè)置上位置行程開關(guān)(12)，在擋車欄(6)的下行截止位置設(shè)置下位置行程開關(guān)(13)，當(dāng)擋車欄(6)下行到達下位置行程開關(guān)(13)后，下位置行程開關(guān)(13)發(fā)出信號使關(guān)門電動機(5)停止轉(zhuǎn)動，同時給控制電路發(fā)出信號由控制電路鎖定程序，在礦車(1)上行過程中不接受下行傳感器(8)的信號；當(dāng)擋車欄(6)上行到達上位置行程開關(guān)(12)后，上位置行程開關(guān)(12)發(fā)出信號使關(guān)門電動機(5)停止轉(zhuǎn)動，同時給控制電路發(fā)出信號由控制電路鎖定程序，在礦車(1)下行過程中不接受上行傳感器(4)的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于控制電路中運行的控制提升機和擋車欄程序的流程如下開機(101)；判斷礦車是上行還是下行(102)；礦車是上行(103)；則檢測上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)的狀態(tài)(104)；如果是上位置行程開關(guān)閉合(105)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車上行(106)；如果是下位置行程開關(guān)閉合(107)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其升起擋車欄，然后提升機牽引礦車上行(108)；如果是上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)都未閉合(109)；等待上位置行程開關(guān)或下位置行程開關(guān)閉合的信號(110)礦車是下行(111)；則檢測上位置行程開關(guān)和下位置行程開關(guān)的狀態(tài)(112)；如果是上位置行程開關(guān)閉合(113)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其降落擋車欄，然后控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車下行(114)；如果下位置行程開關(guān)閉合(115)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車下行(116)；如果是上位置行程開關(guān)和上位置行程開關(guān)都未閉合(117)；等待上位置行程開關(guān)或下位置行程開關(guān)閉合的信號(118)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于控制電路在礦車(1)上行途中運行二次檢測的程序，其流程如下檢測上位置行程開關(guān)的狀態(tài)(201)；如果是上位置行程開關(guān)閉合(202)；控制電路發(fā)出信號給提升機，提升機牽引礦車上行(203)；在(201)步驟判斷結(jié)果如果是上位置行程開關(guān)未閉合(204)；控制電路發(fā)出信號給關(guān)門電動機使其升起擋車欄(205)；判斷上位置行程開關(guān)是否閉合(206)；結(jié)果為是，則提升機牽引礦車上行(208)；在(206)步驟判斷結(jié)果為否；則等待上位置行程開關(guān)閉合的信號，同時關(guān)閉提升機的電動機，給提升機的抱閘系統(tǒng)發(fā)出命令抱死提升機的主軸，通過語音芯片進行語音報警(207)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于井口(3)處還設(shè)置有光傳感器，光傳感器的發(fā)射端(14-1)設(shè)置在礦車(1)的軌道(7)的一側(cè)，光傳感器的接收端(14-2)設(shè)置在礦車(1)的軌道(7)的另一側(cè)，光傳感器的發(fā)射端(14-1)與光傳感器的接收端(14-2)之間的連線與礦車(1)的車廂的高度相同并且與礦車(1)的軌道(7)所成的角度(A)在30度至60度之間，當(dāng)?shù)V車(1)上行通過上行傳感器(4)后，上行傳感器(4)向控制電路發(fā)出信號，控制電路等待0.2至3秒鐘，如果有后續(xù)的車輪(1-1)滾過則重新等待1至3秒鐘；如果在等待的這段時間內(nèi)沒有后續(xù)的車輪(1-1)滾過上行傳感器(4)，控制電路檢測光傳感器的狀態(tài)，如果光傳感器的發(fā)射端(14-1)和接收端(14-2)之間沒有被遮住，則發(fā)出使關(guān)門電動機(5)旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄(6)下落擋住井口(3)；如果光傳感器的發(fā)射端(14-1)和接收端(14-2)之間被遮住，則等待直到光傳感器的發(fā)射端(14-1)和接收端(14-2)之間不被遮住，發(fā)出使關(guān)門電動機(5)旋轉(zhuǎn)的命令，擋車欄(6)下落擋住井口(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于控制電路中接收光傳感器的信號控制擋車欄的程序流程是光傳感器被觸發(fā)(401)；判斷觸發(fā)信號是否消失(402)；結(jié)果為否，則返回步驟(402)的開始端；(402)步驟的結(jié)果為是，則判斷提升機是否正向旋轉(zhuǎn)(403)；結(jié)果為否，則擋車欄保持不動；(402)步驟的結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)，使擋車欄下落。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于在礦車的一次上行或下行過程中，控制電路在發(fā)出降落或升起擋車欄的命令前，判斷上行傳感器或下行傳感器是否被觸發(fā)過兩次(301)；結(jié)果為是，則控制電路發(fā)出降落或升起擋車欄的命令(302)；結(jié)果為否，則控制電路不發(fā)出降落或升起擋車欄的命令(303)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法，其特征在于擋車欄(6)的控制流程為判斷上行傳感器是否被觸發(fā)(501)；結(jié)果為是，則上行傳感器發(fā)出使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)的信號，并保持該信號(502)；結(jié)果為否，則返回步驟(501)的開始端；接著判斷下位置行程開關(guān)是否閉合(503)；結(jié)果為否，則返回步驟(502)的開始端；結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機停止旋轉(zhuǎn)，同時保持上行傳感器的使關(guān)門電動機正向旋轉(zhuǎn)的信號(504)；然后判斷下行傳感器是否被觸發(fā)(505)；結(jié)果為是，則下行傳感器發(fā)出使關(guān)門電動機反向旋轉(zhuǎn)的信號，并保持該信號(506)；結(jié)果為否，則返回步驟(505)的開始端；然后判斷上位置行程開關(guān)是否閉合(507)；結(jié)果為否，則返回步驟(506)的開始端；結(jié)果為是，則使關(guān)門電動機停止旋轉(zhuǎn)，同時保持下行傳感器的使關(guān)門電動機反向旋轉(zhuǎn)的信號(508)；最后返回步驟(501)的開始端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種煤礦中礦車出入采煤井井口時的安全控制方法。礦車出入采煤井井口時提升機和擋車欄的自動控制方法。一、礦車(1)在提升機(2)正向旋轉(zhuǎn)的牽引下向上駛出井口(3)，當(dāng)?shù)V車(1)的車輪(1－1)滾過上行傳感器(4)后，上行傳感器(4)發(fā)出信號使關(guān)門電動機(5)正向旋轉(zhuǎn)，關(guān)門電動機(5)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動擋車欄(6)下落擋住井口(3)；二、(1)進行卸貨或裝貨；三、(2)反向旋轉(zhuǎn)使(1)在重力的作用下滑向(3)，(1－1)滾過(7)上的鐵磁性的下行傳感器(8)后，(8)發(fā)出信號(5)反轉(zhuǎn)，(5)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(6)上升使(3)敞開，(1)通過(3)進入井下。所有的控制動作都不需要人的參與，既節(jié)省人力又不會因人為的疏忽造成事故。
文檔編號B61K7/00GK1613706SQ200410044008
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者周榮剛 申請人:周榮剛