平煤股份十一礦己二軌道斜巷運輸綜合監控系統的設計

摘要：針對目前礦井的斜巷已成為各采區運送物資、矸石的主要通道，通常采用人力在各盤口手動扳動道岔、收發信號，絞車司機在絞車房憑信號操控絞車。但由于運輸量大、強度高，可能出現盤口把鉤工、信號工與絞車司機的配合失誤，造成絞車失控等事故。文章所述監控系統將斜巷道岔裝置集中綜合監控，統一管理，簡化、優化并通過語音廣播、視頻監控、設備檢測與控制完善綜合監控系統的功能。通過該系統在平煤十一礦的實施與應用表明，該系統能在絞車房對各區段的道岔進行控制，通過視頻實時監視道岔閉合情況，同時采集司控道岔傳感器反饋，對車房大型設備進行采集、分析、處理及數據傳輸，實現對斜巷運輸可視化綜合監控，提升了斜巷運輸作業的安全、高效水平。

關鍵詞：煤礦；斜巷；語音；遠程控制；視頻監控

中圖分類號：TD55 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）25-0128-03

平煤十一礦隸屬于中平能化集團，是現代化標準礦井之一。此前己二軌道運輸斜巷采用人工手動扳動道岔操作，由于運輸量大、強度高，可能出現盤口把鉤工、信號工與絞車司機的配合失誤，造成絞車失控等事故。因此通過斜巷綜合監控系統為絞車司機提供了視頻及設備監測，能夠直觀地看到現場實際情況，道岔由絞車司機操控，減輕把鉤工的負擔并降低風險。司機可通過絞車房內顯示設備實時監測絞車與道岔的設備參數，并配合監控視頻對絞車進行操控，大大降低了誤操作率，提升了生產安全系數。

1 系統結構

系統采用先進的并行處理技術，操作方便靈活、可靠性高、抗干擾能力強。采用分布式監控即可對各車場道岔、擋車欄、行車報警、設備運行監測監控。綜合監控系統主要分為兩個部分：設備信息監測與視頻圖像監視。

系統主要設備由本安型光纖攝像儀、擴音電話、隔爆監視器、視頻光端機和地面監控主機組成。攝像儀用于監視司控道岔岔尖閉合情況。絞車房內安裝1臺隔爆兼本安型可編程控制器用于采集設備數據，隔爆監視器用于顯示各區段圖像，實時監控斜巷工作環境情況。通過專用視頻工業網及工業以太環網，將視頻信號和數據信息傳輸至地面綜合監控設備。圖1為系統的總體結構拓撲圖。

1.1 系統設備綜合監測

設備信息監測通過礦用隔爆兼本安型監控分站和各種傳感器完成。監控分站放置于絞車房，內嵌顯示屏用于參數顯示。傳感器廣泛安裝于各個設備內部、周圍及道岔處。實現絞車的工作電壓、供電開關工作狀態、電流、油壓、溫度、速度等參數監測；通過以上信息的監測，絞車司機可以快速準確地掌握整個斜巷的設備狀況。圖2為本安型顯示控制箱顯示畫面。

圖2 本安型顯示控制箱顯示畫面

1.2 現場圖像監測

現場圖像監測通過攝像頭采集各個盤區圖像并經光纖傳至絞車房內隔爆監視器上，可提供道岔閉合狀態、人員車輛行進情況、各盤區口人員情況等圖像。圖3為圖像顯示效果圖。

圖3 圖像顯示效果圖

2 斜巷運輸綜合監控系統主要功能

（1）實時數據檢測。可編程控制裝置對礦井斜巷跑車防護裝置、礦井斜巷變頻絞車裝置、礦井斜巷信號保護裝置、斜巷礦井道岔控制裝置等系統信息集成接入，并通過輔助監控系統（礦用隔爆監視器、礦用本安型光纖攝像儀）組成一個全方位的斜巷軌道綜合監控系統。根據煤礦的具體情況可以設定不同的運行方式，通過DP總線與現場PLC設備進行通訊，從PLC設備上獲取各種數據，然后利用組態軟件以文本或圖形方式顯示在顯示屏上，實時顯示礦車運行軌跡、 礦車防護裝置位置狀態、絞車參數信息、聲光報警狀態。

（2）在井下絞車房，司機可通過防爆監視器對各車場環境進行監視，司機開車前可以由畫面判斷現場情況，利用本安型顯示控制箱對各車場道岔、擋車器進行監控，如果設備出現異常或道岔、擋車器等傳感器狀態與設定不符，系統會提示故障點并限制司機的絞車、道岔操控等功能。待報警解除后司機才能進行下一步操控。

（3）絞車司機開車前可使用信號報警功能對整條斜巷進行語音預警，提醒行人及相關工作人員注意安全。

（4）系統對大部分可能發生的緊急情況做了相應的準備。絞車運行期間，如果發生緊急情況，系統會根據預設程序進行界面、語音報警或緊急停車等動作。司機可根據系統提示做出正確的判斷與操作。

（5）絞車停止運行后，系統繼續對巷道進行監測。當擋車器、道岔發生動作時，系統進行語音報警，并且該處視頻圖像在絞車房監視器上自動切換到單畫面顯示，提醒絞車司機注意。防止有人誤觸重要設備并且司機未能及時發現而導致事故發生。

（6）安全穩定組態軟件能24小時穩定運行，易于操作維護；動畫效果美觀大方，能動態顯示各設備的運行情況。圖4為上位機組態顯示圖。

圖4 上位機組態顯示圖

3 結語

斜巷運輸綜合監控系統是為了斜井的運輸安全經科學的論證后進行研發的一項新的項目，通過創建礦井井下運輸斜巷安全裝備視頻智能化綜合控制平臺，為斜井的安全運輸提供安全可靠的依據。系統為絞車司機提供了視頻監視，該系統能夠直觀地看到現場的實際情況，絞車運行時人員誤入軌道的人體報警系統，提供的設備運行情況在線監控能夠讓司機隨時了解設備情況，以便做出反應。系統留有接口，數據由工業以太網傳到絞車房，以便斜巷絞車司機了解斜巷軌道及絞車運行的情況。系統應用后，能夠杜絕斜巷提升因視線不清而造成的意外事故發生，尤其是對于特殊物料的提升運輸提供安全保障，對于絞車大繩及保險繩起到很好的保護作用，杜絕提升過程中因道岔不密貼而造成的車輛掉道、翻車事故以及防跑車裝置的誤動作而造成的斜巷運輸事故。

參考文獻

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基金項目：江蘇省科技成果轉化資金項目（BA2010058）

作者簡介：周小滔（1987-），男，江蘇徐州人，徐州中礦大華洋通信設備有限公司工程師，研究方向：礦井綜合自動化、信息化的研究與應用。

（責任編輯：葉小堅）