煤礦絞車運輸安全管控系統的研究與應用

李大慶

（大同煤礦集團機電裝備公司，山西大同 037003）

煤礦絞車運輸安全管控系統的研究與應用

李大慶

（大同煤礦集團機電裝備公司，山西大同 037003）

對煤礦井下輔助運輸系統的現狀進行了分析，對絞車運輸方式的安全運行問題提出了自己的觀點，針對安全運行問題提出了解決方案，采用無線射頻識別技術，與煤礦現有人員定位系統相結合，通過采集人員定位卡信息，實現對巷道內人員信息的檢測，確定巷道內人員信息，從而實現絞車與行人之間的互鎖，實現絞車運輸安全管控。

絞車運輸；安全運行；無線射頻識別；安全互鎖

1 煤礦井下輔助運輸系統現狀分析

目前筆者所在公司煤礦井下輔助運輸系統基本上都是采用絞車運輸方式，而對于絞車運輸工況環境要求和開起操作沒有有效的控制裝置，沒有防護閉鎖設施。由于絞車現場管理和自身保護系統不完善，導致井下絞車運輸事故頻發，各類絞車軌道提升（牽引）運輸因不按照操作規程作業而發生的事故占輔助運輸事故總數的三分之一以上[1]。

煤礦輔助運輸系統的安全管理工作還處于粗放管理的層面，煤礦安全生產管理人員不能實時了解每部絞車的運行情況，不能實時了解絞車操作人員違章操作的情況，還沒有規范化、系統化、信息化，不能有效地利用現有的煤礦通信網絡、硬件資源，做到絞車運行情況集中監控和管理。

2 煤礦絞車運輸安全管控系統

煤礦絞車運輸安全管控系統是把絞車的相關操作規程融入該系統的操作軟件，利用軟件強制執行操作規程，通過對巷道內人員信息的檢測，實現對絞車巷道“行車不行人，有人不起車”的控制，以及對絞車的開起操作加以限制，只有按照操作規程正確操作，才可開動絞車正常工作，同時實現絞車操作和違章記錄、查詢的功能，從技術的層面解決了違章操作，事故多發的局面。從而實現絞車運輸安全管理從人防到技防的根本轉變，變事后管理為事前預防。此系統的開發和應用可以實現絞車運輸的精細化、規范化和信息化管理，對促進煤礦安全生產具有重要的意義[2]。

2.1 煤礦絞車運輸安全管控系統主要技術參數

工作電壓：AC127 V；

工作頻率：2.4 GHz～2.45 GHz；

檢測距離：0～100 m；

聲級響度：≥85 dB（A）；

通信方式：CAN通訊和網絡通訊。

2.2 煤礦絞車運輸安全管控系統方案

研究內容包括：各類絞車裝置的起動和停止信號控制；人員定位卡信息檢測和檢測區域范圍；巷道內系統通訊能力的范圍；系統運行狀態及對設備操作記錄等內容；數據存儲記錄和數據調取內容；網絡通訊和遠程監控內容。

該管控系統由礦用隔爆兼本安型絞車運輸監控裝置主機、礦用隔爆兼本安型音箱、礦用本安型讀卡分站、本安型絞車控制信號裝置用識別卡、礦用本安型速度傳感器和通訊電纜組成。

根據當前煤礦輔助運輸的現狀，結合煤礦現有人員定位系統，采用無線射頻識別技術，與煤礦現有人員定位系統相結合，通過采集人員定位卡信息，實現對巷道內人員信息的檢測，確定巷道內人員信息，從而實現絞車與行人之間的互鎖。

裝置結合通過無線射頻識別技術（RFID）采集識別卡信息，對采集到的數據信息循環讀取，一臺讀卡設備一次讀卡信息數大于80個，讀卡信息距離大于100米，根據巷道環境布置安裝，可有效對巷道人員實時監測[4]。對信息的采集具有防沖撞性技術，可準確識別高速運動的物體和多個識別卡信息，不會出現亂碼信息或誤碼信息。將檢測到的數據信息通過CAN總線的方式發送到裝置主機，主機運算處理輸出，通過液晶顯示器，實時顯示巷道工況環境，人員信息等內容。

2.3 煤礦絞車運輸安全管控系統特點

（1）通過采用先進的無線射頻識別技術，確定識別卡信息具有唯一性，實現對人員定位卡信息采集，在絞車開啟前，自動檢測巷道人員信息，確定巷道無人，絞車才能啟動，檢測巷道有人時，絞車自動閉鎖，實現“有人不起車”[2]。

（2）運用無線射頻識別技術，在絞車運行時，有人員進入巷道時，裝置確定違章人員信息，并語音報警，提示違章人員退到安全區，提醒絞車司機停車，實現“行人不行車”。

（3）利用道岔控制器對沿線道岔實時監控，通過CAN總線通信，將信息傳送到主機，便于絞車司機對沿線道岔位置掌控，選擇運行路線，方便絞車運輸。

（4）通過系統數據存儲功能，對絞車運輸中發生的違章現象和絞車狀況記錄存儲，有效加強管控能力，杜絕非法運行。

（5）實現設備間數據信息穩定可靠傳輸。

3 煤礦絞車運輸安全系統應用情況

2013年3 月起，煤礦絞車運輸安全管控系統經在同煤集團公司本部15個礦試驗并使用，設備安裝、人員信息采集、通訊報警、人機交互操作等方面均正常可靠，使用效果良好。此系統的開發與應用，將最大限度地降低因絞車運輸事故而導致的人員傷亡，減少因此帶來的直接和間接經濟損失，實現煤炭經濟和安全效益的最大化。

目前絞車運輸是礦井運輸的重要環節，也是礦井安全管理的薄弱點。該系統的開發及推廣使用，使絞車運輸人員安全管理規范化，由人防上升到技防層面，從而使斜巷運輸人員安全管理發生革命性的改變。本裝置能夠大幅降低絞車運輸事故率和人員傷亡率。從根本上改變煤礦絞車運輸事故頻發的局面，同時提升絞車運輸安全的管理水平[3]。

該裝置具有絞車運輸中的違章和絞車操作記錄存儲功能，為數據的溯源提供技術支持，將為煤礦絞車運輸的安全管理工作提升一個層次，大大降低煤礦絞車運輸中的事故隱患。在減少勞動用工、提高絞車運輸效率、促進礦井安全生產等方面具有顯著的經濟效益和社會效益。

4 總體性能指標分析

無線射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術，通過射頻信號之間的電磁或電感耦舍實現數據采集與通信。具有非可視識別、存儲容量大等特點，在現代物流、定位跟蹤、信息化管理等領域具有廣闊應用空間[4]。

本裝置采用工控機作為該裝置的控制核心，無風扇設計，功耗低，同時具有高可靠性、抗干擾能力強，可滿足控制系統在惡劣環境下不間斷工作的需求。通過隔離數字量I/O采集卡接受傳感器信息，隔離通道均可承受2 500 VDC高電壓，具有定時器、計數器中斷處理功能。通過數據庫進行數據信息記錄存儲。由網絡接口并入井下環網，實現網絡通訊功能和遠程監控功能。

5 結束語

該系統采用的技術和設備較為先進、完整，信息采集、人員信息識別，通訊、控制、反饋及輸出單元布局合理。軟件開發程序和交互式操作界面應在今后的使用中不斷改進更新，便于操作，性能優良，運行性能安全可靠，使絞車運輸人員安全管理實現了精細化、現代化，由人防上升到技防層面，從而使斜巷運輸人員安全管理發生革命性的改變。系統具有絞車運輸中的違章和絞車操作記錄存儲功能，為數據的溯源提供技術支持，將為煤礦絞車運輸的安全管理工作提升一個層次，大大降低煤礦絞車運輸中的事故隱患，經濟和社會效益顯著，具有良好的推廣前景和應用價值。

［1］寇黨軍，任從平.煤礦巷道絞車運輸安全閉鎖的研究與應用［J］.煤礦現代化，2006（05）：79-81.

［2］吳輝海.液壓絞車［J］.煤炭科學技術，1983（4）：17-19.

［3］雷曉明.煤礦安全生產狀況分析［J］.內蒙古煤炭經濟，2006（1）：26-28.

［4］張連軍，何春俐.無線射頻識別技術的發展［J］.機械管理開發，2009（6）：89-90.

(編輯：王智圣)

圖6 最大負荷年均增長率趨勢

未來年份，湖北省第一類縣域用電增長速度將放緩，第二類縣域有所下降，第三類縣域將保持高速增長，同時未來縣域用電主體仍是第二類縣域，第三類縣域用電也有很大提升。

4 結論

本文在綜合考慮縣域電力需求與縣域經濟發展關系的基礎上，提出了一種基于縣域經濟發展的電力負荷預測方法。該方法首先采用因子分析法和聚類分析法對縣域經濟進行分類，然后充分考慮縣域經濟發展與電力負荷增長的相關性，進而對電力負荷進行預測。最后，本文以湖北省縣域為例，給出了湖北省未來典型年份的縣域電力負荷預測結果。

參考文獻：

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［15］高祥寶，董寒青.數據分析與SPSS應用［M］.北京：清華大學出版社，2007.

第一作者簡介：張 維，男，1967年生，湖北武漢人，碩士，高級經濟師。研究領域：配電網規劃與評價。

(編輯：向 飛)

Study and Application of Mine Winch Transport Safety Management System

LI Da-qing
（Datong Coal Mine Group，Electromechanical Equipment Company，Datong037003，China）

The article analyzed the current situation of auxiliary transportation system of coal mine underground，discussed the safe operation of hoist transportation mode，proposed solutions for the safe operation problems.By using radio frequency identification technology，combined with the current coal mine personnel positioning system，card information collected by the personnel positioning，to realize the detection of the personnel information in roadway，so as to realize the interlocking between the winch and the pedestrian，and realized the winch transport safety management.

winch transport；safe operation；radio frequency identification；safety interlock

TD67

：B

：1009－9492(2014)12－0237－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.061

李大慶，男，1977年生，山西五臺人，大學本科，工程師。研究領域：煤礦機電制造與管理。

2014－07－30