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(tǒng)的研究與應(yīng)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(tǒng)的現(xiàn)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(shù)，與煤礦現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)相結(jié)合，通過采集人員定位卡信息，實現(xiàn)對巷道內(nèi)人員信息的檢測，確定巷道內(nèi)人員信息，從而實現(xiàn)絞車與行人之間的互鎖，實現(xiàn)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(tǒng)現(xiàn)狀分析

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

煤礦輔助運輸系統(tǒng)的安全管理工作還處于粗放管理的層面，煤礦安全生產(chǎn)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(guī)范化、系統(tǒng)化、信息化，不能有效地利用現(xiàn)有的煤礦通信網(wǎng)絡(luò)、硬件資源，做到絞車運行情況集中監(jiān)控和管理。

2 煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)

煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)是把絞車的相關(guān)操作規(guī)程融入該系統(tǒng)的操作軟件，利用軟件強制執(zhí)行操作規(guī)程，通過對巷道內(nèi)人員信息的檢測，實現(xiàn)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(guī)程正確操作，才可開動絞車正常工作，同時實現(xiàn)絞車操作和違章記錄、查詢的功能，從技術(shù)的層面解決了違章操作，事故多發(fā)的局面。從而實現(xiàn)絞車運輸安全管理從人防到技防的根本轉(zhuǎn)變，變事后管理為事前預(yù)防。此系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用可以實現(xiàn)絞車運輸?shù)木毣?、?guī)范化和信息化管理，對促進煤礦安全生產(chǎn)具有重要的意義[2]。

2.1 煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

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(wǎng)絡(luò)通訊。

2.2 煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)方案

研究內(nèi)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(qū)域范圍；巷道內(nèi)系統(tǒng)通訊能力的范圍；系統(tǒng)運行狀態(tài)及對設(shè)備操作記錄等內(nèi)容；數(shù)據(jù)存儲記錄和數(shù)據(jù)調(diào)取內(nèi)容；網(wǎng)絡(luò)通訊和遠程監(jiān)控內(nèi)容。

該管控系統(tǒng)由礦用隔爆兼本安型絞車運輸監(jiān)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(jù)當前煤礦輔助運輸?shù)默F(xiàn)狀，結(jié)合煤礦現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)，采用無線射頻識別技術(shù)，與煤礦現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)相結(jié)合，通過采集人員定位卡信息，實現(xiàn)對巷道內(nèi)人員信息的檢測，確定巷道內(nèi)人員信息，從而實現(xiàn)絞車與行人之間的互鎖。

裝置結(jié)合通過無線射頻識別技術(shù)（RFID）采集識別卡信息，對采集到的數(shù)據(jù)信息循環(huán)讀取，一臺讀卡設(shè)備一次讀卡信息數(shù)大于80個，讀卡信息距離大于100米，根據(jù)巷道環(huán)境布置安裝，可有效對巷道人員實時監(jiān)測[4]。對信息的采集具有防沖撞性技術(shù)，可準確識別高速運動的物體和多個識別卡信息，不會出現(xiàn)亂碼信息或誤碼信息。將檢測到的數(shù)據(jù)信息通過CAN總線的方式發(fā)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(huán)境，人員信息等內(nèi)容。

2.3 煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)特點

（1）通過采用先進的無線射頻識別技術(shù)，確定識別卡信息具有唯一性，實現(xiàn)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(xiàn)“有人不起車”[2]。

（2）運用無線射頻識別技術(shù)，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(qū)，提醒絞車司機停車，實現(xiàn)“行人不行車”。

（3）利用道岔控制器對沿線道岔實時監(jiān)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(tǒng)數(shù)據(jù)存儲功能，對絞車運輸中發(fā)生的違章現(xiàn)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(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定可靠傳輸。

3 煤礦絞車運輸安全系統(tǒng)應(yīng)用情況

2013年3 月起，煤礦絞車運輸安全管控系統(tǒng)經(jīng)在同煤集團公司本部15個礦試驗并使用，設(shè)備安裝、人員信息采集、通訊報警、人機交互操作等方面均正?？煽?，使用效果良好。此系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用，將最大限度地降低因絞車運輸事故而導(dǎo)致的人員傷亡，減少因此帶來的直接和間接經(jīng)濟損失，實現(xiàn)煤炭經(jīng)濟和安全效益的最大化。

目前絞車運輸是礦井運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，也是礦井安全管理的薄弱點。該系統(tǒng)的開發(fā)及推廣使用，使絞車運輸人員安全管理規(guī)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)的溯源提供技術(shù)支持，將為煤礦絞車運輸?shù)陌踩芾砉ぷ魈嵘粋€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(chǎn)等方面具有顯著的經(jīng)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(shù)作為一種新興的自動識別技術(shù)，通過射頻信號之間的電磁或電感耦舍實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與通信。具有非可視識別、存儲容量大等特點，在現(xiàn)代物流、定位跟蹤、信息化管理等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)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(shè)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(tǒng)在惡劣環(huán)境下不間斷工作的需求。通過隔離數(shù)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(shù)器中斷處理功能。通過數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)信息記錄存儲。由網(wǎng)絡(luò)接口并入井下環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊功能和遠程監(jiān)控功能。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)采用的技術(shù)和設(shè)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(fā)程序和交互式操作界面應(yīng)在今后的使用中不斷改進更新，便于操作，性能優(yōu)良，運行性能安全可靠，使絞車運輸人員安全管理實現(xiàn)了精細化、現(xiàn)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(fā)生革命性的改變。系統(tǒng)具有絞車運輸中的違章和絞車操作記錄存儲功能，為數(shù)據(jù)的溯源提供技術(shù)支持，將為煤礦絞車運輸?shù)陌踩芾砉ぷ魈嵘粋€層次，大大降低煤礦絞車運輸中的事故隱患，經(jīng)濟和社會效益顯著，具有良好的推廣前景和應(yīng)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(yīng)用［J］.煤礦現(xiàn)代化，2006（05）：79-81.

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［3］雷曉明.煤礦安全生產(chǎn)狀況分析［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2006（1）：26-28.

［4］張連軍，何春俐.無線射頻識別技術(shù)的發(fā)展［J］.機械管理開發(fā)，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?qū)⒈３指咚僭鲩L，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(jié)論

本文在綜合考慮縣域電力需求與縣域經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了一種基于縣域經(jīng)濟發(fā)展的電力負荷預(yù)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(jīng)濟進行分類，然后充分考慮縣域經(jīng)濟發(fā)展與電力負荷增長的相關(guān)性，進而對電力負荷進行預(yù)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(yù)測結(jié)果。

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第一作者簡介：張 維，男，1967年生，湖北武漢人，碩士，高級經(jīng)濟師。研究領(lǐng)域：配電網(wǎng)規(guī)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(lǐng)域：煤礦機電制造與管理。

2014－07－30