斜井人防監控系統的應用與研究

摘要：邢東礦在副暗斜井安裝了一套“斜井人防監控系統”，有效解決了斜巷提升作業時人員闖入造成的安全隱患，從而確保斜巷運輸安全生產。

關鍵詞：斜巷人防監控 人體信息采集

1 立項背景與研究意義

礦山軌道運輸分為平巷軌道運輸與斜巷軌道運輸，其中斜巷軌道運輸占據相當重要的地位。在有行人片口的斜巷提升運輸時，常常會由于有行人闖入，導致人員傷亡事故。副暗斜井是邢東礦井下主要軌道運輸斜巷，巷道全長1025m。巷中有6處行人片口，分別為上車場片口、主副暗聯巷片口、1125聯巷片口、2121車場片口、下車場片口。由于副暗斜井承擔著邢東礦井二水平生產物料的運輸工作，每日提升鉤數在20鉤以上，如何能夠有效控制行人與運輸作業的關系，真正達到“開車不行人、行人不開車”的目的，杜絕車輛撞人事故，是該礦軌道運輸亟待解決的問題。

2 采用的研究、試驗方法和技術路線

2.1 對現場安全裝備的要求 該礦主要從現場安全裝備方面進行研究，要求現場安全裝備能夠滿足下列要求：

①能夠辨別人員與車輛信息，不誤判。

②行人闖入提升作業巷道時，闖入現場應有報警裝置，警告闖入人員立即退出提升作業斜巷。

③人員闖入后，設備能夠統計闖入人員的數量并反饋至絞車司機處，并警告司機斜巷有作業人員闖入。

④闖入人員退出作業巷道后，設備能夠及時取消設備報警狀態。

2.2設備組成及技術特征 針對以上問題，該礦在副暗斜井安裝了一套“斜井人防監控系統”該系統，該系統由顯示屏、PLC控制器、人體信息采集系統、聲光報警裝置、語音通訊器、工業通訊總線等裝置組成。如下圖：

其中，液晶顯示器采用高品質觸控式工業用人機界面。面板采用動態圖形軟件制作，畫面更加生動直觀、操作方便。顯示器可顯示礦車的運行狀態、闖入地點報警信息、闖入時間及人員逗留巷道時間等信息。還可對所有報警信息自動進行記錄保存至設備外擴存儲器內，隨時可調閱查看。絞車司機可以通過顯示器直觀的掌握巷道行人狀態，做到心中有數，準確操車，真正實現“開車不行人，行人不開車”。

人體信息采集系統采用一件紅外雷達探測器與2件ZKC（Q）-HCJ紅外計數器組成，能夠辨識人員與礦車，并進行ASIC模糊邏輯數碼分析，可排除種種普通探測器無法克服的干擾，只對真實人體移動做出報警，避免誤報漏報。

設備采用的工業總線通訊技術具有通訊距離長且通訊質量穩定、具有很好的工業適應性和穩定性。

控制方式采用進口PLC集中控制。由中心主機對所有傳感器等自動化設備進行管理和控制。所有信號經工業總線實時上傳至中心控制器進行集中處理。設計中對控制過程進行優化，具有自檢自復功能。

井下斜巷人防系統采用工業總線通訊方式對井下各設備間信號通訊，顯示器能夠實時顯示出絞車運行狀態、人員進入的區域、行走方向、報警狀態等信息。使絞車司機對礦車運行情況進行監視、控制等功能。整個系統無動觸點，安全可靠，安裝簡單。基于組態技術開發的人機界面，操作方便，簡單易學。

2.3 設備工作原理及系統框圖

2.3.1 人員探測功能。該功能通過開停傳感器捕捉到絞車起動信號后，由監控主機控制語音聲光報警器發出“正在通車，禁止人員通行”的語音聲光報警信號，告知巷道中所有人員注意。人體紅外信息采集器此時處于工作狀態。

2.3.2 系統報警功能。當有人員從任何位置進入行車巷道或蹬扒行駛礦車時，均會被探測器捕捉到人員違章信號。主機接收到探測器報警信號后發出語音警告指令，同時將報警的區域位置信息反饋到顯示器上，使司機第一時間了解到人員出現的位置和行走方向（也可以通過人工喊話提醒巷道闖入人員退出行車巷道）。這時語音聲光報警器發出“你已進入行車巷道，請立即退回”，警告違章人員立即離開行車巷道。主機將每次報警詳細信息自動錄入，隨時備查。

2.3.3 系統電氣系統結構框架圖。

2.3.4 擴展功能。該裝置采用模塊化結構設計，可滿足不同用戶的不同需求。方便對其現有功能進行修改和添加其他功能。如視頻監控功能、絞車智能保護等功能。

2.4 斜井人防監控系統設備特點 ①采用高密度全程探測，真正做到監測范圍內有人即有信號，總體可靠性高。

②采用全巷語音聲光報警，以便于開車前在所監測范圍內通知行人。各通道口裝設高響度聲光報警器，以提示阻止偏口內的人員在行車過程中不準進入行車巷道。

③裝置均采用數字通訊方式，無觸點結構，無電氣火花，無高溫部件，無有害氣體。所有元件均經老化篩選，使用壽命長。各探測器均為一體化結構，有故障時可現場方便的進行單體更換。

④該裝置預留有豐富的I/0接口，可根據用戶不同需求接入各種礦用傳感器，實現不同的功能要求。

⑤在各個偏口具有行車報警裝置。提示行人絞車正在運行，嚴禁進入。一但有行人闖入行車巷道，絞車司機可通過喊話裝置來提示行人退出行車巷道。

⑥檢測各個偏口的人員進出，并能夠記錄人員數量。以模擬的形式顯示在控制室的監控界面上。并設有手動計數復位功能。

⑦使用范圍廣泛，可廣泛應用于煤礦與非煤礦山斜巷軌道運輸作業。

3 結束語

斜巷運輸監控系統在提高運輸能力和保障安全生產中有著重要的地位，隨著我國煤礦機械化的技術水平的提高，研制性能優良的監控系統并盡快將其推廣到全國各礦井是當務之急。該設備使《煤礦安全規程》第20條、第372條規定得到了根本上落實，從而確保斜巷運輸安全生產。

參考文獻：

[1]陳子春.采區斜井運輸本質安全型監控系統研究與應用[J].價值工程，2011（16）.

[2]高翔飛.優化礦井斜井人車的結構有效提高其防墜性能[J].價值工程，2011（13）.

[3]徐芝福.關于煤礦帶式輸送機的結構和控制要求[J].價值工程，2010（27）.

作者簡介：

張貴友（1974-），男，河北邢臺人，助理工程師，現任冀中能源股份公司邢東礦運輸區區長，研究方向：礦山機電運輸。