煤矿井下人车概要

点击次数:   更新时间:2020-08-10 00:39     作者:博乐坊

  中北大学 届毕业设计说明书 1 引言 研究的背景及意义 1.1 煤炭作为我国最主要的能源生产和消费形式, 一直以来占我国一次能源生产和 消费结构中的70%左右,预计到2050年还将占50%以上,因此,煤炭在相当长的时 期内仍将是我国的主要能源。 2002年全国煤炭总量为13.9亿吨, 2003年为16.0亿吨, 2004年煤炭产量尽管达到了19.60亿吨,2005年达到21亿吨,仍不能完全满足需求。 随着煤炭开采量的不断增加,煤矿安全问题变得越来越突出[1]。我国是目前世界上 煤炭伤亡事故发生频率最高的国家,平均每百万吨煤炭死亡率是美国的200倍,印 度的8倍,世界平均的12倍。全世界每年死于矿难的人数约15000人,而中国就高达 6000多人,占到将近1/2。这还不包括事实上存在的大量瞒报、虚报的情况。平均 起来,中国每月约有500多名矿工、每天约有17名矿工死亡[2]。 《中国煤炭报》显示: 每年开采百万吨煤炭,中国平均死亡人数约10人,俄罗斯约0.66人,美国约0.038 人。可见,我国煤炭生产的安全形势是多么严峻[1]。 目前,中国由经济加速发展拉动的能源需求正在不断增大,能源短缺问题渐趋 成为制约中国经济健康、快速发展的“瓶颈” 。煤炭作为基础能源之一,随着其自 身市场化进程和人们对生命价值的重新认识, 其安全生产问题近年来越来越为人们 所关注[2]。 煤矿的安全工作是多环节、连续性、集中负责、齐抓共管的工作,是一个多层 次、多渠道,深入实际的工作。煤矿安全抓好工作是煤矿各级领导的重要职责。安 全是生产的前提基础, 生产过程中必须抓好安全工作,搞好煤矿安全生产,关系到人 民群众的生命财产关系到企业的生死存亡,关系到国家和社会的安定。要搞好煤矿 的安全工作, 必须采取多种形式的工作方法, 必须使领导重视各部门间的相互配合, 加强职工安全教育培训,抓好质量标[3]。 近年来,我国政府提出了“以人为本”的执政理念,更加审视人民的利益和权 利。由于历史或现实的原因,一些企业仍未重视矿工的切身安全利益。设备技术落 后、资金投入不足、规章制度滞后、侥幸蛮干等等。致使煤炭安全事故甚至是特大 安全事故时有发生, “以人为本”珍惜生命是现代社会倡导的理念;对矿工生命的 尊重,对矿上利益的维护是企业建立良好的安全生产制度的出发点 。 第 1 页 共 24 页 [4] 中北大学 届毕业设计说明书 2010 年,国家安监总局 8 月 25 日全文公布金属非金属地下矿山企业领导下 井带班暂行规定。规定指出,矿山企业井下作业人员有权在无矿领导下井带班时, 逐级汇报后拒绝下井。但是拒绝下井并不能解决根本问题,只有提高煤矿的配备, 才能保证矿工的安全[5]。 影响煤矿安全的因素是多种多样的,有煤矿本身的自然条件当面的原因,有管 理方面的原因,有职工素质方面的原因,但是也有技术装备方面的原因[6]。近年来, 随着国家对煤矿安全的重视和投入,矿井安全装备有了很大的改善和提高,但还有 许多矿井的安全设施达不到要求,这也是当前存在的安全隐患[7]。 我这次研究的主题就是关于井下人车的门控装置设计, 确保井下工人在行进过 程中的安全。这即符合我国政府提出的“以人为本”的执政理念,又能提高煤矿的 安全生产。 1.2 研究的现状及发展趋势 《煤矿安全规程》第 360 条对乘车人员的规定有: “听从司机及乘务人员的指 挥,开车前必须关上车门或挂上防护链,防止乘客在乘座过程中跌出车外,造成对 人员的人身伤害” 。在现有技术中,国内外的人车防护状况主要有两种类型:第一 种是防护链,依靠乘客自觉性来挂摘防护链或靠跟随车工监督,其缺点是受人的因 素影响较大,容易造成失误;第二种是防护门即规程所说的推车门,上车乘客自己 关闭, 下车打开, 但也受到人为因素的影响, 该车的缺点是没有实现跟车工的限制, 受乘客个人因素的影响同样也会造成失误,存在引发事故的隐患[8]。 为消除安全隐患,一些防护措施被采用。例如,在实用新型专利:井巷人车集 中控制闭锁栏(ZL 专利号 7 .3)中,一种用于井巷人车闭锁栏的技 术改进装置和方法被使用。上述技术存在以下缺点:1)采用安装在车体外机械形 式的闭锁栏,重量大,在运行过程中,需要消耗较多的动力;2)闭锁栏为整体式, 在弯道时,不能够弯曲,不利于人车的运行;3)虽然押车司机能够控制闭锁栏, 但需要逐一检查每节车厢是否有人上下车,使用不方便和灵活。 通过查阅与分析,煤矿井下人车未来的发展趋势就是人工智能控制,尽量减少 人为因素的影响,使车在行进过程中不会因为乘车人员的失误而造成事故,从而能 够确保所有乘车矿工的人身安全,这对煤矿来说是最重要的。 1.3 研究的目的 第 2 页 共 24 页 中北大学 届毕业设计说明书 本设计的主要目的是设计一种煤矿井巷人车门禁系统, 要求利用 CAN 总线技术 和单片机技术来实现煤矿运送人员的井巷人车由押车司机集中控制所有车厢车门 的开启与闭合,避免了乘客随意打开车门,或在停车前随意上下跳车,以及由此造 成的人员伤亡等事故。 CAN 是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和 生产汽车电子产品著称的德国 BOSCH 公司开发了的,并最终成为国际标准,是国际 上应用最广泛的现场总线之一。CAN 即控制器局域网络,属于工业现场总线的范 畴。与一般的通信总线相比,CAN 总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵 活性[9]。 现场总线是综合运用微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产 物。它把专用处理器置于现场自控设备和测量仪表,使它们具有了数字计算和数字 通信的能力,成为能独立承担某些控制、通信任务的网络节点。简而言之,它把单 个分散的测量控制设备变成了网络节点,以现场总线为纽带,把它们连接成可以互 相沟通信息,并可共同完成自控任务的网络控制系统,即现场总线控制系统。近年 来,其


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