книги из ГПНТБ / Карташов Ю.В. Рудничная транспортная сигнализация и автоблокировка

обеспечение безопасности движения за счет невозможности од­ новременного открытия нескольких разрешающих маршрутных си­ гналов на блок-участке с враждебными маршрутами;

увеличение пропускной способности откаточных путей благодаря четкой организации движения, предусмотренной схемными реше­ ниями системы;

снижение себестоимости продукции как результат упрощения проектных решений и изготовления аппаратуры систем;

сохранение информации при случайных отключениях и после­ дующих включениях питающего напряжения;

надежность работы отдельных элементов и систем в целом. Кроме основных требований, транспортные системы должны

удовлетворять целому ряду дополнительных требований, наиболее важными из которых являются:

индикация занятости впереди расположенного блок-участка; включение аппаратуры предупредительной сигнализации «Бере­

гись электровоза» при нахождении состава на блок-участке; контроль местонахождения состава; возможность отмены или искусственной разделки маршрута; возможность быстрого перемонтажа.

Последние три требования теоретически не являются необходи­ мыми, но весьма существенны при монтаже, наладке и эксплуата­ ции транспортных систем.

§ 2. Неунифицированные системы централизации

Централизованные транспортные системы управления стрелоч­ ными переводами и маршрутными сигналами появились впервые в 1855 г. в Англии. Первые системы, выполненные механическими, непрерывно совершенствовались вплоть до 1873 г., когда на смену механической централизации пришла более перспективная силовая централизация гидравлического, а вскоре и пневматического типов. В 1887 г. в Соединенных Штатах Америки и во Франции были пу­ щены в эксплуатацию системы электрической централизации, кото­ рые и получили затем преимущественное распространение.

Первые устройства централизации, применявшиеся на шахтах нашей страны, наиболее полно рассмотрены в работе проф. П. П. Пироцкого. Эти устройства были весьма несовершенными, примитивными; различных типов и систем; отечественные и зару­ бежные; заводского и кустарного изготовления. Они обеспечивали возможность управления стрелочными переводами и маршрутными сигналами на ограниченном числе блок-участков и в настоящее время представляют лишь исторический интерес. Однако уже тогда со всей остротой был поставлен вопрос о разработке специальных схем и конструкций устройств СЦБ (сигнализации, централизации, блокировки), рекомендованных к применению на рудниках. В это же время начала устанавливаться терминология в области руднич­ ной сигнализации и автоблокировки.

10

Разработки схем сигнализации на рудничном транспорте в СССР

были начаты в 30-х годах XX в. Всесоюзным научно-исследователь­ ским угольным институтом быв. ВУГИ (теперь ИГД им. А. А. Скочинского). В то время устройствами СЦБ были оборудованы только шахта им. ОГПУ треста Несветайантрацит и частично шахта № 13 треста Сталиногорскуголь в Подмосковном бассейне.

Диспетчерская сигнализация должна была обеспечивать без­ опасность движения составов, непрерывность централизованного автоматического контроля за их движением, а также увеличение производительности электровозов, оборачиваемости вагонного парка и пропускной способности разминовок, съездов и пересечений за счет сокращения простоев у входных и выходных светофоров.

Аппаратурой сигнализации были оборудованы преимущественно разминовки, разветвления и перекрестки, а также въезды и выезды из околоствольных дворов. Все откаточные пути, начиная от около­ ствольного двора и кончая погрузочными пунктами, были разде­ лены на отдельные блок-участки, которые ограждались светофо­ рами. Переключение маршрутных сигналов могло выполняться вручную или автоматически.

В камере диспетчера монтировался пульт-табло с мнемосхемой откаточных путей горизонта, оборудованного транспортной сигна­ лизацией. Аппаратура сигнализации содержала командные устрой­ ства импульсного типа (дополнительные контактные провода или рельсовые педали), кабельные линии различной протяженности и жильности, релейные устройства, светофоры, централизационный аппарат с мнемосхемой откаточных путей и источник питания.

При разработке принципиальных электрических схем сигнали­ зации было принято, что в светофорах, управляемых диспетчером, нормально горящим сигналом должен быть красный, запрещающий движение, а зеленый — разрешающим движение. Маршрутный сиг­ нал с зеленого на красный переключался автоматически при осво­ бождении блок-участка.

Питание импульсных цепей выполнялось от контактной сети че­ рез дополнительный провод. Цепи блокировки получали питание от аккумуляторных батарей или селеновых выпрямителей. Лампы светофоров были подключены непосредственно к контактной сети.

Два экспериментальных комплекта рудничной сигнализации, централизации и блокировки были изготовлены заводом им. Кула­ кова для шахты № 17/17-бис «Хрустальная» треста Боковантрацит и шахты № 5 «Несветай» треста Несветайантрацит. В целом аппа­ ратура была предназначена для оборудования околоствольных дво­ ров угольных шахт.

При разработке и конструировании аппаратуры была предусмо­ трена строго регламентированная маршрутизация движения, бла­ годаря чему удалось исключить разрешение одновременного движе­ ния нескольких составов по одному блок-участку.

Блок-участки ограждались дву- и трехзначными светофорами. Третий сигнал служил для разрешения на маневрирование. На

11

разветвлениях рельсовых путей околоствольного двора стрелочные переводы оборудовались электроприводами с дистанционным управ­ лением. Помимо ограждения блок-участков на въездах в около­ ствольный двор была установлена запросная сигнализация, которая позволяла диспетчеру иметь кодированную связь с машинистами электровозов, прибывающих и выезжающих с околоствольного двора.

В камере диспетчера устанавливался пульт-табло, с помощью которого диспетчер мог управлять стрелочными переводами и маршрутными сигналами. Положение остряков стрелочных перево­ дов, показания маршрутных сигналов и местонахождение составов определялись диспетчером по мнемосхеме откаточных путей гори­ зонта, нанесенных на лицевую панель пульта-табло.

Диспетчер, принимая решение пропустить состав по тому или иному маршруту, выполнял сборку этого маршрута: с помощью ру­ кояток аппарата устанавливал остряки централизованных стрелоч­ ных переводов в соответствующие положения, выключал по пути следования состава запрещающие красные сигналы и включал раз­ решающие зеленые.

Разделка маршрута выполнялась самим движущимся составом. Давая разрешение на отправление состава, диспетчер посредством запросной сигнализации указывал машинисту конечный пункт наз­ начения.

В общем виде система должна была обеспечивать получение за­ просных сигналов при подходе составов к блок-участкам, централи­ зованное управление стрелочными переводами и маршрутными сигналами, контроль положения стрелочных переводов и показаний маршрутных сигналов, контроль занятости блок-участков, искусст­ венную разделку неиспользованных маршрутов, невозм'ожность од­ новременного разрешения въезда на завраждованные блок-участки, невозможность открытия маршрута при неправильном положении стрелочных переводов, невозможность перевода стрелки в подго­ товленном и разрешенном к использованию маршруте.

На рис. 1 показана схема откаточных путей типового около­ ствольного двора и показана расстановка оборудования системы ВУГИ — ТССП [22].

Из 14 стрелочных переводов (стрелок), расположенных в около­ ствольном дворе, три стрелочных перевода (1, 3, 10) включены в систему централизации для осуществления возможности двусто­ роннего движения. Стрелочные переводы 2, 4 и 8 пружинные, и при организации маршрутов в противошерстном направлении их можно использовать только при одном определенном положении остряков. Стрелки 5 и 14 не снабжены переводным механизмом, и по ним осуществляется движение только в пошерстном направлении. Остальные стрелки оборудованы ручными переводами. Организа­ ция движения показана на схеме стрелками.

Весь околоствольный двор с прилегающими выработками услов­ но разбит на секции. На секциях 1 с, 5 с, 7 с и 12 с установлены светофоры с маршрутными сигналами.

12

Для связи подвижного состава с аппаратурой централизации в определенных местах околоствольного двора установлены дат­ чики запроса ДЗ, перемены сигнала ДП и разделки маршрута ДР. Некоторые датчики совмещены.

Маршруты, учитывающие основные перемещения в околостволь­

стрелкам 4 и 5 я через секцию 4с подается на грузовые ветви кле­ тевого ствола или опрокидывателя. Затолкнув состав, электровоз отцепляют и через секцию 5с по стрелкам 6, 7, 8 я 9 перегоняют на порожняковые ветви околоствольного двора.

Груженый состав с левого крыла шахты принимается по раз­ решающему сигналу светофора С-2 на секцию 12с, а затем через стрелки 1, 2, 3 и 4 по секциям 10с и 2с подается на секцию Зс, начиная откуда повторяет полностью дальнейшие операции, преду­ смотренные первым маршрутом. Формирование составов на порож­ няковых ветвях клетевого и скипового подъемов производится на секции 6с таким образом, чтобы электровоз и вагоны не выходили за пределы стрелки 8. Состав порожняком или с материалами по­

Для всех маршрутов, централизованных стрелок, сигналов и командных устройств составляется таблица взаимозависимостей, которая используется как исходная при проектировании устройств централизации для данной трассировки откаточных путей. Таблица

13

взаимозависимостей маршрутов облегчает работу диспетчера по движению, являясь для него руководством при составлении марш­ рутов, при управлении стрелочными переводами и маршрутными сигналами. Взаимозависимость маршрутов для околоствольного

Т а б л и ц а 2

Взаимозависимость маршрутов для участка движения в системе ВУГИ

Враждебности маршрутов определяются возможностью столк­ новений составов в общих для различных маршрутов точках.

Вграфе «Стрелки» указываются только стрелки, охватыва­ емые системой централизации, и их положение для рассматривае­ мого маршрута (плюсовое или минусовое). Из таблицы видно, что стрелка 1 не является обязательной для первого маршрута, она введена в качестве предупредительной, чтобы при движении по секции 10с состав случайно не вышел на секцию Зс.

Вграфе «Сигналы» указаны светофоры, по разрешающим сиг­ налам которых осуществляется соответствующий маршрут. Напри­ мер, для четвертого маршрута разрешающим сигналом является

зеленый, а для пятого — желтый сигнал трехзначного светофора

С-4.

Как правило, система СЦБ содержит запросную, полуавтомати­ ческую и информационно-распорядительную сигнализации, а так­ же централизованное управление стрелочными переводами и марш­ рутными сигналами.

Запросная сигнализация выполняется автоматически при по­ мощи датчиков запроса, устанавливаемых в начале контролируе-

14

такт CP сигнального реле. Во втором случае отключение реле за­ проса происходит при воздействии состава на датчик перемены сиг­ нала ДП.

~1Г

Контактами реле запроса в камере диспетчера будет включено звонковое реле 1РЗв (рис. 3,а), которое, в свою очередь, включит звонок Зв (рис. 3, б). Звонок выключается звонковой кнопкой КЗв, при нажатии которой включится звонковое реле 2РЗв. После от­ ключения звонка возможно его повторное включение при срабаты­ вании следующего реле запроса, что обеспечивается схемой благо­ даря включению в цепь самоблокировки реле 2РЗв переключаю­ щих контактов всех запросных реле.

Полуавтоматическая светофорная сигнализация устанавлива­ ется на участках между датчиками перемены сигнала и разделки маршрута. При открытии светофора диспетчером машинист состава получает разрешение и начинает движение в направлении свето-

15

фора. Следуя, например, по маршруту 5 (см. рис. 1), состав воз­ действует на датчик перемены сигнала 4ДП (рис. 4), в результате чего включится реле перемены сигнала 5РП, которое своими кон­ тактами разомкнет цепь питания своего сигнального реле. Разре­ шающий, сигнал светофора при этом будет переключен на запре­ щающий, что обеспечит ограждение состава сзади. Отключение реле

+ 0

4РП выполняется посредством размыкающего контакта датчика разделки 2ДР. При этом самоблокировка реле 5РП будет нару­ шена и схема придет в исходное состояние.

Реле запроса, перемены сигнала и разделки маршрута носят общее название датчиковых реле. Полная принципиальная схема их включения для участка, показанного на рис. 1, дана на рис. 5. При воздействии состава на датчик срабатывает соответствующее датчиковое реле. При воздействии состава на следующий датчик реле предыдущего датчика обесточится вследствие размыкания его цепи размыкающим контактом последующего датчика. Включение дат­ чиковых реле фиксируется у диспетчера зажиганием соответствую­ щих индикаторных ламп (рис. 6). Для удобства контроля и управ-

16

ления рудничным электровозным транспортом индикаторные лампы вынесены на мнемосхему откаточных путей, которая нанесена на лицевой панели пульта-табло (рис. 7). Лампы размещены на соот­ ветствующих секциях мнемосхемы и извещают диспетчера о под­ ходе состава к светофору и занятости секций. Здесь же установ­ лены повторители сигналов светофоров.

Контроль запроса состава, воздействующего на датчик запроса, осуществляется через реле запроса, которое самоблокируется, а на пульте-табло загорится индикаторная лампа белого цвета. Конт­ роль запроса из электровозного депо, с порожняковых или грузо­ вых ветвей околоствольного двора предусмотрен с помощью кнопок

Рис. 7. Расположение индикаторных ламп и повторителей свето­ форов на мнемосхеме

ручного действия, нажимая которые машинист замкнет цепь пита­ ния соответствующего кнопочного реле. Принцип действия их ана­ логичен датчиковым реле.

Кроме передачи контрольных сигналов запроса в системах цен­ трализации предусматривается контроль занятости путей и продви­ жения состава по маршруту путем последовательного включения и выключения индикаторных ламп на соответствующих секциях мне­ мосхемы, контроль состояния сигналов светофоров, а также конт­ роль замыкания маршрутов посредством включения индикаторных ламп зеленого цвета против соответствующих кнопок на пультетабло.

Контроль занятости путей выполняется с помощью датчиковых реле, срабатывающих при появлении на блок-участке состава, дви­ жущегося в любом направлении, и отключающихся после освобож­ дения секции. Индикаторные лампы зеленого цвета, сигнализирую­ щие о закрытии маршрута, включаются через контакты соответст­ вующих замыкающих реле при задании маршрута диспетчером. При случайном отключении и последующем включении напряже­ ния питания замыкающие реле обесточатся, при этом все контроль­ ные лампы после восстановления напряжения питания загорятся.

Схема может быть восстановлена с помощью кнопок искусственной разделки маршрутов.

На каждую маршрутную кнопку, управляющую отдельным сиг­

реле. Количество сигнальных реле в этом случае сохраняется преж­ ним. Невозможность повторного открытия сигнала за составом,

нального реле 4СР, светофора С-4 и повторителя сигналов свето­

Контакт реле ЗР в цепи питания лампы зеленого сигнала 43 (см.

18

4РП включится и разомкнет своим контактом цепь питания сиг­ нального реле 4СР, которое вследствие этого обесточится. Однако включение реле ЗР возможно только при срабатывании датчика разделки или нажатии кнопки 4ИРК, что не позволяет задать вра­ ждебный маршрут при ошибочном нажатии кнопки 4МК (см. рис. 9). При нажатии кнопки искусственной разделки 4ИРК разрешаю­ щий сигнал светофора сменится на запрещающий красный, сиг­ нальное реле 4СР обесточится, а замыкающее реле ЗР (см. рис. 8) получит питание и включится, при этом входящие в данный марш­ рут стрелки освободятся и будет снята блокировка с враждебных маршрутов.

Рис. 9. Схемы включения элементов системы цент­ рализации для четвертого маршрута:

а — сигнальное реле; 6 — сигналы светофора; 6 — повто­

ритель сигналов светофора

Для возможности включения замыкающего реле только при раз­ делке требуемого маршрута в его цепь питания включены контакты стрелочных контрольных реле, входящих в данный маршрут стре­ лок. При воздействии на датчик разделки датчиковое реле должно включить замыкающее реле, которое должно самоблокироваться и, в свою очередь, разомкнуть цепь питания датчикового реле. Взаи­ мозависимое включение датчиковых и замыкающих реле ведет к неустойчивому режиму работы схемы. Для исключения этого яв­ ления в схему замыкающих реле введены вспомогательные релеповторители ПЗР. В системах СЦБ почти все основные реле имеют повторители, так как контактов основных реле, как правило, недо­ статочно для осуществления требуемых зависимостей.

Централизованное управление стрелочными переводами в си­ стеме ВУГИ — ТССП осуществляется с помощью приводов мотор­ ного типа. Перевод стрелки выполняется посредством рукоятки П (рис. 10, а), которая устанавливается вправо или влево для плюсо­ вого или минусового положений соответственно. Для каждого стре­ лочного привода используются два пусковых реле — плюсовое ППР