矿井轨道、胶带运输综合监控系统

孟国凡孙东满

摘要：煤矿轨道运输监控系统将斜巷轨道运输中原有孤立存在的打点信号设备、辅助运输设备、跑车防护设备和行人报警设备进行了整合便于加强统一的安全管理，采用计算机的集中控制、可编程控制器分散的信号采集和控制相结合的方式有效的防治了操作失误造成的跑车事故；操作人员能够及时直观了解运输情况，保障了安全运输，提高生产效率。

关键词：矿井轨道；胶带运输；综合监控

1主要现场设备

1.1主控器及相关设备系统

采用西门子313C-2DP型PLC作为控制核心，用于采集绞车电动机的电压､电流，道岔状态，挡车栏状态，绞车速度､位置及信号闭锁等信息，并控制司控道岔､挡车栏等设备｡（1）绞车速度､位置信号采集在电动机轴的外端安装增量式编码器[5]，利用西门子功能块SFB48得到编码器的脉冲､频率及绞车运行方向，结合编码器本身的精度､卷筒直径和宽度､钢丝绳直径，可计算矿车的移动速度及其在巷道中的位置｡为减少累计误差，可在上平台处安装一台接近开关，当矿车行驶至该处时对其进行位置校验｡（2）行车人员监测为提高运输安全，真正做到“行车不行人，行人不行车”，在斜巷各片盘等警戒区安装人体红外传感器，实时监测斜巷内人员信息，一旦监测到人员，则绞车停止运行，同时发出报警｡（3）其他参数采集及显示通过安装传感器实现对绞车电压､电流及液压绞车制动压力､工作压力､伺服压力等参数的采集｡主控器内部的触摸屏通过RS485与CPU连接，用于显示设备状态､运行参数､报警信息等｡

1.2视频监视装置

（1）光缆传输在斜巷上平台车场､底部车场及中间各区段安装矿用本安型摄像仪，通过光缆将图像信息传输至隔爆监视器，图像信息经光电转换及画面分割器分割后显示在监视器上｡（2）无线传输在矿车前端安装一台矿用本安型网络摄像仪和无线交换机，巷道内安装无线网络交换机，绞车房内安装隔爆监视器｡绞车运行时摄像仪沿途摄取图像，通过无线交换机发射图像信号，沿途的无线网络交换机接收信号后，将其转发给隔爆监视器｡绞车司机通过隔爆监视器实时查看矿车前的画面，掌握巷道环境情况｡（3）图像处理视频图像经嵌入式视频服务器处理后，在地面工程师站可通过流媒体软件实时监视井下情况｡

1.3通信联络装置

在斜巷上平台车场､底部车场及中间各区段等处安装矿用本安型扩音电话，同时在绞车房内安装1台语音网关，将扩音电话接入工业以太网｡通信联络装置功能：在扩音电话内插入SD卡（可内置4条语音内容），在绞车运行､人员进入､系统报警时可持续播放声音，提醒人员避让；实现了各区段维护人员与绞车司机的直接对话，当斜巷内发生矿车掉道等意外情况时，维护人员可及时､快速与绞车司机联系；实现了地面人员与斜巷人员的联系，当矿井发生紧急情况时，可通过工程师站的应急通信保障系统实现地面调度人员与整条斜巷人员的联系｡

2技术关键及创新点

2.1集中控制功能

通过可编程控制器实时监控斜巷内道岔装置、阻车器、跑车防护装置，在本安型显示控制箱上能进行实时参数显示及远程控制，同时操作工也可就地操作各设备。

2.2无线视频监视

在绞车行驶过程中，实时将经过的巷道情况经无线交换机传到绞车房，方便司机了解巷道内实时情况，便于绞车司机观察现场环境。

2.3双向通话

在巷道内分布扩音电话，方便各车场、偏口与绞车房能够实时进行双向打点、通话，车房与偏口、各个偏口之间均可通话。

2.4信号闭锁

（1）坡头两挡闭锁，自动行车时一车一挡。（2）架空乘人装置运行所有防跑车装置均打开，未打开则预警，停车信号输出。（3）道岔和防跑车位置不对时，预警并绞车闭锁信号输出，绞车将不会开启或被强行停止。（4）绞车和架空乘人装置信号闭锁预警。

2.5具有故障自诊断功能

（1）网络故障自诊断。当网络由于发生断线、干扰等运输问题时，网络会自动侦查到，并发出报警。（2）PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时，系统会通过网络的通讯情况判断故障，并发出报警。（3）传感器和信号线故障诊断。

3应用情况

煤矿斜巷轨道运输综合监控系统安装使用后，均能达到预期研究目的。系统运行正常，安全可靠，并且运行费用较低。系统维护方便，故障率低、维修费用极小。使用操作灵活、运行平稳，大大提高了斜巷运输安全水平，符合现场使用要求。在三轨下山研究实施成功后，为轨道运输提供了安全运行保障，经济及社会效益非常可观。绞车和架空乘人装置司机通过视频监控，实时的现场信号采集，设备间必要的状态监视及可靠的闭锁保障，将大大提高设备运行的安全性能。绞车运行的时候，可根据系统设置，自动打开对应的防跑车装置。绞车运行的防跑车装置后自动提示司机，司机根据情况方向对应的防跑车装置继续前行。同时道岔不对或不到位时，绞车司机可以及时停止绞车运行，避免不必要的麻烦。绞车司机可在车房进行道岔切换，同时根据需要可通断阻车器及防跑车装置，免到现场操作。同时通过视频信号发现异常时，可通过语音系统向沿线人员进行及时的语音广播。具有网络、PLC、传感器和信号线故障自诊断功能。绞车和架空乘人装置信号实现闭锁预警.

4结论

煤炭是我国的主要能源，斜巷绞车轨道运输是煤矿生产运输中的重要环节，同时斜巷轨道运输也是矿井运输事故的多发区，安全事故的发生率占到了全矿安全事故总数的40％，有效地防止斜巷绞车轨道运输伤害事故的发生，对于实现斜巷绞车轨道运输安全乃至整个煤矿的安全都具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]张大勇.矿井轨道、胶带运输综合监控系统[D].中国矿业大学，1999.

[2]钱建生，蔡利梅.煤矿井下斜巷轨道运输综合监控系统[C]//全国煤矿安全生产论坛.2009.

[3]康新文，周成远.浅谈煤矿井下斜巷轨道运输的综合监控系统[J].科技风，2015（15）：147-147.