斜溝煤礦KJ150A車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

魏 凱

（山西西山晉興能源有限責(zé)任公司，山西 興縣 033602）

目前，隨著無(wú)軌膠輪車的發(fā)展及廣泛使用，礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)產(chǎn)生了許多新問(wèn)題，如井下無(wú)序行車、車輛耗油無(wú)法統(tǒng)計(jì)、用車成本無(wú)法核算等。特別是車輛井下行駛超速、滯留井下時(shí)間長(zhǎng)，造成輔助運(yùn)輸能力的浪費(fèi)，阻礙了煤礦的高產(chǎn)高效。KJ150A車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)可提供合理可行的解決方案，全面提升煤礦企業(yè)應(yīng)用信息化手段快速?zèng)Q策的能力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸調(diào)度的車輛精細(xì)化、系統(tǒng)智能化的管理能力。

1 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)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(cè)，礦井為偽斜井分煤層開拓。輔助運(yùn)輸方式為井上下無(wú)軌膠輪車連續(xù)運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)由綜采工作面材料巷、采區(qū)輔助運(yùn)輸大巷、副斜井等組成。巷道參數(shù)見表1.

FBL-55型鏟板車、WC50Y型支架搬運(yùn)車用于支架及其他大型設(shè)備運(yùn)輸。

WC8型和WC5型無(wú)軌膠輪車用于運(yùn)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(shù)見表2.

表1 巷道參數(shù)表

表2 車輛參數(shù)表

2 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

KJ150A系統(tǒng)的主要工作原理是應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，在地面運(yùn)輸調(diào)度控制室設(shè)置中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在井下需要進(jìn)行跟蹤的巷道中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況放置一定數(shù)量的KJ150A-F型無(wú)線讀卡器，井上、井下之間通過(guò)CANBus總線或工業(yè)以太網(wǎng)相連接。井下人員、車輛、設(shè)備等移動(dòng)目標(biāo)分別攜帶射頻識(shí)別標(biāo)簽（RFID），系統(tǒng)通過(guò)讀卡器與射頻識(shí)別標(biāo)簽之間的無(wú)線通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別對(duì)象的目標(biāo)定位，并顯示在控制中心的電腦顯示屏上，從而為生產(chǎn)指揮調(diào)度、安全監(jiān)測(cè)檢查、區(qū)域禁入控制、緊急事件處理等工作提供有效手段，系統(tǒng)同時(shí)備份所有目標(biāo)信息，并將有關(guān)數(shù)據(jù)傳至各級(jí)管理部門，為監(jiān)督指揮決策等提供重要依據(jù)，并可為礦內(nèi)其它管理系統(tǒng)提供接口實(shí)現(xiàn)信息共享。

斜溝煤礦KJ150A車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)主要由電纜、電源、光纖、光纖數(shù)據(jù)接口、網(wǎng)橋、讀卡器、主機(jī)、人員定位卡、車輛定位卡等組成。自2013年4月開始建設(shè)，主要在副平硐、1#副斜井、11輔運(yùn)上山、12輔運(yùn)下山、21輔運(yùn)上山、一水平輔運(yùn)大巷布置了車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)，每輛入井車輛安裝具有電子識(shí)別能力的“讀卡器”，供電線路均來(lái)自井下5個(gè)變電所，即11采區(qū)1#變電所（1-7饋開），11采區(qū)2#變電所（1-8饋開），8#煤水泵房變電所（2-7饋開），21采區(qū)變電所（3-7饋開），13#煤水泵房變電所（1-10饋開）。該系統(tǒng)鋪設(shè)電源電纜、信號(hào)電纜合計(jì)31km，安裝信號(hào)燈95臺(tái)，車輛讀卡器140臺(tái)，信號(hào)燈控制器95臺(tái)，電源85臺(tái)，設(shè)備分別安裝在車輛交匯處及彎道處。

其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖見圖1.

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

KJ150A車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)采用C／S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便組網(wǎng)。通過(guò)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，客服端從服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)，在顯示界面可隨時(shí)查詢和掌握無(wú)軌膠輪車運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行線路、速度情況等各種實(shí)時(shí)參數(shù)統(tǒng)計(jì)和歷史記錄。服務(wù)器端安裝有客服端軟件，完成自動(dòng)采集、自動(dòng)分析、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)等功能，并完成用戶管理、系統(tǒng)設(shè)置等功能。

3 系統(tǒng)功能

1）車輛定位識(shí)別功能。膠輪車運(yùn)輸監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)采用RFID技術(shù)能無(wú)線探測(cè)到井下無(wú)軌膠輪車的運(yùn)行線路、運(yùn)行位置等數(shù)據(jù)，為井下輔助運(yùn)輸調(diào)度提供可靠依據(jù)。

2）具備無(wú)軌膠輪車運(yùn)行情況實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。車輛安裝礦用柴油機(jī)車報(bào)警儀時(shí)可以更好地發(fā)揮膠輪車運(yùn)輸監(jiān)控的功能。礦用柴油機(jī)車報(bào)警儀能檢測(cè)無(wú)軌膠輪車運(yùn)行中的車輛速度、瓦斯?jié)舛?、車輛發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等參數(shù)；可統(tǒng)計(jì)車輛行駛里程、車輛運(yùn)行時(shí)間、車輛油量；所檢測(cè)參數(shù)可以由RFID和讀卡器及時(shí)傳送到地面車輛調(diào)度室。

3）井下交通自動(dòng)控制功能。該設(shè)備使用分段式管理，由主機(jī)負(fù)責(zé)收集無(wú)軌膠輪車行駛信息，經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)分析處理后，對(duì)信號(hào)燈發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

4）系統(tǒng)具有交通管制功能。通過(guò)運(yùn)輸調(diào)度室的系統(tǒng)發(fā)送車輛調(diào)度命令，指定該巷道內(nèi)無(wú)軌膠輪車行駛的先后順序。運(yùn)輸調(diào)度室按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況發(fā)送調(diào)度命令，可實(shí)現(xiàn)地面對(duì)井下交通管控。

5）系統(tǒng)軟件能夠?qū)崟r(shí)顯示井下車輛的運(yùn)行方向、運(yùn)行位置、運(yùn)行狀態(tài)及車輛讀卡器、信號(hào)燈指示狀態(tài)等相關(guān)設(shè)備的信息。

6）系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛故障、設(shè)備故障和違規(guī)駕駛等信息。

7）系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，能夠快捷地接入礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，與其他系統(tǒng)進(jìn)行信息共享。

4 應(yīng)用效益分析

斜溝煤礦安裝KJ150A車輛監(jiān)控及調(diào)度系統(tǒng)之后，取得了一定的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益：

1）數(shù)據(jù)分析和無(wú)線通訊等科學(xué)手段的應(yīng)用，在一定程度上提高了斜溝煤礦輔助運(yùn)輸工作的科技水平，為運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)提供了新的思路。

2）通過(guò)本次研究，確定無(wú)軌膠輪車井下行駛安全速度≤20km／h.

3）提高了無(wú)軌膠輪車工作效率，優(yōu)化了礦井運(yùn)輸能力，緩解了該礦運(yùn)輸系統(tǒng)緊張的問(wèn)題。

4）統(tǒng)計(jì)車輛用油、單車維修費(fèi)用，降低車輛使用成本。目前，該礦無(wú)軌膠輪車單車每月用油成本2萬(wàn)元，單車每月維修費(fèi)用3.4萬(wàn)元。通過(guò)井下輔助運(yùn)輸指揮系統(tǒng)的應(yīng)用，在滿足礦井運(yùn)輸量的前提下每天可減少使用5輛無(wú)軌膠輪車，年節(jié)約運(yùn)輸成本約560萬(wàn)元。

［1］ 董建軍，張文明，石博強(qiáng).淺談我國(guó)地下防爆無(wú)軌膠輪車的應(yīng)用與前景［J］.礦山機(jī)械，2008（17）：49-52.

［2］ 牟劍偉.計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)管理中的應(yīng)用［J］.煤炭技術(shù)，2012（07）：87-89.

［3］ 方向榮.淺談煤炭安全生產(chǎn)中的定位系統(tǒng)［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（18）：10-11.

［4］ 王星亮.煤礦機(jī)械化開采［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：136-140.