斜溝煤礦KJ150A車輛監控及調度系統的應用

魏 凱

（山西西山晉興能源有限責任公司，山西 興縣 033602）

目前，隨著無軌膠輪車的發展及廣泛使用，礦井輔助運輸系統產生了許多新問題，如井下無序行車、車輛耗油無法統計、用車成本無法核算等。特別是車輛井下行駛超速、滯留井下時間長，造成輔助運輸能力的浪費，阻礙了煤礦的高產高效。KJ150A車輛監控及調度系統可提供合理可行的解決方案，全面提升煤礦企業應用信息化手段快速決策的能力，實現運輸調度的車輛精細化、系統智能化的管理能力。

1 輔助運輸系統現狀

西山晉興能源公司斜溝煤礦位于山西省興縣的嵐漪河兩側，礦井為偽斜井分煤層開拓。輔助運輸方式為井上下無軌膠輪車連續運輸，輔助運輸系統由綜采工作面材料巷、采區輔助運輸大巷、副斜井等組成。巷道參數見表1.

FBL-55型鏟板車、WC50Y型支架搬運車用于支架及其他大型設備運輸。

WC8型和WC5型無軌膠輪車用于運送及回收物料。

WC20R（B）型和WC2J（B）型防爆膠輪車用于人員接送。車輛參數見表2.

表1 巷道參數表

表2 車輛參數表

2 監控系統結構設計

KJ150A系統的主要工作原理是應用射頻識別技術和計算機通訊技術，在地面運輸調度控制室設置中心控制計算機系統，在井下需要進行跟蹤的巷道中根據現場實際情況放置一定數量的KJ150A-F型無線讀卡器，井上、井下之間通過CANBus總線或工業以太網相連接。井下人員、車輛、設備等移動目標分別攜帶射頻識別標簽（RFID），系統通過讀卡器與射頻識別標簽之間的無線通訊，實現對被識別對象的目標定位，并顯示在控制中心的電腦顯示屏上，從而為生產指揮調度、安全監測檢查、區域禁入控制、緊急事件處理等工作提供有效手段，系統同時備份所有目標信息，并將有關數據傳至各級管理部門，為監督指揮決策等提供重要依據，并可為礦內其它管理系統提供接口實現信息共享。

斜溝煤礦KJ150A車輛監控及調度系統主要由電纜、電源、光纖、光纖數據接口、網橋、讀卡器、主機、人員定位卡、車輛定位卡等組成。自2013年4月開始建設，主要在副平硐、1#副斜井、11輔運上山、12輔運下山、21輔運上山、一水平輔運大巷布置了車輛監控及調度系統，每輛入井車輛安裝具有電子識別能力的“讀卡器”，供電線路均來自井下5個變電所，即11采區1#變電所（1-7饋開），11采區2#變電所（1-8饋開），8#煤水泵房變電所（2-7饋開），21采區變電所（3-7饋開），13#煤水泵房變電所（1-10饋開）。該系統鋪設電源電纜、信號電纜合計31km，安裝信號燈95臺，車輛讀卡器140臺，信號燈控制器95臺，電源85臺，設備分別安裝在車輛交匯處及彎道處。

其網絡結構圖見圖1.

圖1 網絡結構圖

KJ150A車輛監控及調度系統采用C／S結構設計，方便組網。通過局域網和互聯網可實現數據共享，客服端從服務器讀取數據，在顯示界面可隨時查詢和掌握無軌膠輪車運行狀態、運行線路、速度情況等各種實時參數統計和歷史記錄。服務器端安裝有客服端軟件，完成自動采集、自動分析、儲存數據等功能，并完成用戶管理、系統設置等功能。

3 系統功能

1）車輛定位識別功能。膠輪車運輸監控及調度系統采用RFID技術能無線探測到井下無軌膠輪車的運行線路、運行位置等數據，為井下輔助運輸調度提供可靠依據。

2）具備無軌膠輪車運行情況實時監控功能。車輛安裝礦用柴油機車報警儀時可以更好地發揮膠輪車運輸監控的功能。礦用柴油機車報警儀能檢測無軌膠輪車運行中的車輛速度、瓦斯濃度、車輛發動機溫度等參數；可統計車輛行駛里程、車輛運行時間、車輛油量；所檢測參數可以由RFID和讀卡器及時傳送到地面車輛調度室。

3）井下交通自動控制功能。該設備使用分段式管理，由主機負責收集無軌膠輪車行駛信息，經系統自動分析處理后，對信號燈發出指令，實現自動控制功能。

4）系統具有交通管制功能。通過運輸調度室的系統發送車輛調度命令，指定該巷道內無軌膠輪車行駛的先后順序。運輸調度室按照現場實際情況發送調度命令，可實現地面對井下交通管控。

5）系統軟件能夠實時顯示井下車輛的運行方向、運行位置、運行狀態及車輛讀卡器、信號燈指示狀態等相關設備的信息。

6）系統能夠及時發現車輛故障、設備故障和違規駕駛等信息。

7）系統具有網絡通信功能，能夠快捷地接入礦井綜合自動化系統，與其他系統進行信息共享。

4 應用效益分析

斜溝煤礦安裝KJ150A車輛監控及調度系統之后，取得了一定的社會效益與經濟效益：

1）數據分析和無線通訊等科學手段的應用，在一定程度上提高了斜溝煤礦輔助運輸工作的科技水平，為運輸系統建設提供了新的思路。

2）通過本次研究，確定無軌膠輪車井下行駛安全速度≤20km／h.

3）提高了無軌膠輪車工作效率，優化了礦井運輸能力，緩解了該礦運輸系統緊張的問題。

4）統計車輛用油、單車維修費用，降低車輛使用成本。目前，該礦無軌膠輪車單車每月用油成本2萬元，單車每月維修費用3.4萬元。通過井下輔助運輸指揮系統的應用，在滿足礦井運輸量的前提下每天可減少使用5輛無軌膠輪車，年節約運輸成本約560萬元。

［1］ 董建軍，張文明，石博強.淺談我國地下防爆無軌膠輪車的應用與前景［J］.礦山機械，2008（17）：49-52.

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