華晉吉寧軌道大巷絞車無人值守集控系統(tǒng)研究

王立本

【摘? 要】山西華晉吉寧煤業(yè)有限責任公司（下稱：公司）是以華晉焦煤有限責任公司為主體，將原山西鄉(xiāng)寧吉寧勤海煤業(yè)有限公司（單獨保留礦井）兼并重組整合設立的資源整合公司。公司位于鄉(xiāng)寧縣城南西直線距離30km的棗嶺鄉(xiāng)樊家垣村南500m一帶，行政區(qū)劃隸屬棗嶺鄉(xiāng)管轄。公司礦井為高瓦斯礦井，井田面積為17.6843km2，生產(chǎn)規(guī)模300萬噸/年。公司礦井地層產(chǎn)狀穩(wěn)定、傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造簡單，水文地質(zhì)條件中等，開采條件優(yōu)越，2#煤層賦存穩(wěn)定，資源儲量豐富，平均厚度6.29m，保有儲量13651萬噸，可采儲量8298.7萬噸，設計可采年限19.8年。所產(chǎn)煤屬低灰、低硫、高發(fā)熱量、不粘結(jié)的貧瘦煤和貧煤，是優(yōu)質(zhì)的煉焦配煤，屬市場稀缺品種，具有良好的市場前景。

【關鍵詞】軌道;絞車;集控

一、主要研究、試驗內(nèi)容、目標、技術關鍵及技術經(jīng)濟等考核指標

1、主要研究內(nèi)容

（1）跟車人員遠程控制。

設計絞車跟車人員可根據(jù)軌道巷實際情況，通過打點不同的次數(shù)實現(xiàn)啟動、停止、上行、下行等控制絞車的目的。具體打點次數(shù)與控制絞車動作對應關系設計如下：

①打點一次：語音提升音響一次，執(zhí)行絞車停止運行，停止變頻器運行，工作閘同時關閉。

②打點兩次：語音提升音響兩次，執(zhí)行絞車上行運行，啟動變頻器正轉(zhuǎn)運行，并給定低頻率信號，工作閘同時打開。

③打點三次：語音提升音響三次，執(zhí)行絞車下行運行，啟動變頻器反轉(zhuǎn)運行，并給定低頻率信號，工作閘同時打開。

④打點四次：語音提升音響四次，執(zhí)行絞車快速上行運行，啟動變頻器正轉(zhuǎn)運行，并給定高頻率信號，工作閘同時打開。

⑤打點五次：語音提升音響五次，執(zhí)行絞車快速下行運行，啟動變頻器反轉(zhuǎn)運行，并給定高頻率信號，工作閘同時打開。

（2）顯示屏監(jiān)視系統(tǒng)

（3）跟車視頻監(jiān)控系統(tǒng)

①系統(tǒng)架構(gòu)：根據(jù)實際情況，為無極繩絞車巷道配置一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在跟車上安裝一體式防爆計算機，采用UPS電源供電，具有無線傳輸功能，實現(xiàn)對前端系統(tǒng)的視頻資源進行采集傳輸，方便系統(tǒng)控制及安全，實現(xiàn)遠程管理。系統(tǒng)前端采用隔爆型攝像機，內(nèi)置光電模塊，通過光纖連接防爆交換機，在巷道沿線安裝無線基站，有效覆蓋巷道4G信號，防爆計算機無線網(wǎng)卡進行接收信號，顯示器進行輸出顯示。系統(tǒng)拓樸示意如下圖所示：

②視頻監(jiān)控系統(tǒng)情況說明

本系統(tǒng)所選設備都為國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)設備，保證系統(tǒng)穩(wěn)步運行。本系統(tǒng)在示意圖中成套提供隔爆型攝像儀。

供電：本系統(tǒng)配置隔爆型攝像儀為寬范圍供電，供電范圍為AC85V～AC265V，裝于現(xiàn)場，因此現(xiàn)場就地取電。

傳輸：根據(jù)示意圖所標識的距離，我公司遵循“主要采用光纖+輔助線纜+WIFI無線”模式。

顯示：配備一體式防爆計算機，通過無線接收視頻信號，實現(xiàn)隨車視頻移動預覽，實時保證圖像的顯示、操作。

③系統(tǒng)功能特點

1）可視化管理

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)操作員通過顯示器的畫面顯示，可以直觀地觀察被監(jiān)控現(xiàn)場的圖像信息，以便在發(fā)生情況時，在最短的時間內(nèi)做出反應。

2）方便升級、維護

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計時留有一定的余量和接口，便于以后在系統(tǒng)中增加其它設備或與監(jiān)控報警等系統(tǒng)聯(lián)動。系統(tǒng)中的各種攝像機可以更換，方便今后由于環(huán)境的變化而對攝像機提出新的要求。

2、研究目標

本項目通過對無極繩絞車系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)在保留原先絞車完善的保護、就地操作的控制、就地與跟車人員之間語音通話功能的基礎上，實現(xiàn)跟車人員通過手持打點器直接控制絞車行走、遠程監(jiān)視絞車機頭、機尾、各巷道口視頻等功能，使絞車機頭實現(xiàn)無人值守減少了操作人員，通過設置的攝像頭進行直觀的查看前方及下一巷道口情況，當通過視頻監(jiān)控觀察到前方路口有障礙時，自己可控制絞車停車等待，以保證安全生產(chǎn)，減少人員數(shù)量。

3、主要技術關鍵

（1）遠程控制絞車行走，跟車人員通過手持打點器直接控制絞車的上行、下行、停止等操作，無需機頭人員值守。

（2）可移動視頻遠程監(jiān)測技術關鍵。跟車上的一體式防爆計算機，實時監(jiān)視機頭機頭、機尾、巷道口情況，視頻隨車行走保證行車安全。

4、主要技術經(jīng)濟等考核指標

（1）提交《華晉吉寧大巷絞車無人值守集控系統(tǒng)研究》項目研究技術報告和工作報告;

二、小結(jié)

項目實施后的預期成果：

（1）實現(xiàn)絞車遠程控制;

（2）實現(xiàn)遠程監(jiān)視絞車運行情況;

（3）監(jiān)控配備后備電源，保證隨車視頻無線傳輸。

項目實施后的效益和市場競爭力：本項目通過對無極繩絞車系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)在保留原先絞車完善的保護、就地操作的控制、就地與跟車人員之間語音通話功能的基礎上，實現(xiàn)跟車人員通過手持打點器直接控制絞車行走、遠程監(jiān)視絞車機頭、機尾、各巷道口視頻等功能，使絞車機頭實現(xiàn)無人值守減少了操作人員，通過設置的攝像頭進行直觀的查看前方及下一巷道口情況，當通過視頻監(jiān)控觀察到前方路口有障礙時，自己可控制絞車停車等待，以保證安全生產(chǎn)，減少人員數(shù)量。具有顯著經(jīng)濟效益和廣闊市場前景。

項目研究成果對推動資源節(jié)約型礦山建設具有重要的社會意義。項目研究成果不僅可在華晉吉寧煤礦應用，并可迅速推廣到華晉焦煤集團其他礦井，甚至可推廣應用到全國其他地質(zhì)生產(chǎn)條件相似礦井。