(平頂山天安煤業(yè)股份有限責任公司四礦，河南 平頂山 467000)

平煤股份十一礦1979年6月投產(chǎn)，原設計能力60萬噸/年，1996年9月礦井開始進行第一次改擴建，礦井改擴建設計能力120萬噸/年，2005年10月開始二次改擴建工程，二次改擴建設計能力300萬噸/年，二次改擴建主要是解決十一礦生產(chǎn)能力受主提升、礦井通風、軌道運輸以及地面儲裝運等能力的制約，改善限制生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)。目前新主井提升系統(tǒng)及配套工程、中央回風立井及配套工程、地面生產(chǎn)儲裝運系統(tǒng)等一期工程已完工并投運，具備300萬噸/年的生產(chǎn)能力。現(xiàn)在十一礦新副井-593 井底車場、-593 水平大巷軌道運輸系統(tǒng)采用5臺12t 防爆特殊型蓄電池電機車作為主要運輸機車，其中CTL12/6-192-D型電機車3臺、CTL12/6G 192(B)型電機車2臺，擔負著全礦井下矸石車、材料車、綜采綜掘等設備車、空車和平巷人車運送人員的運輸任務。-593 水平運輸大巷全長2600米，分為東大巷、西大巷、北大巷三條主要運輸巷道，大巷鋪設軌道型號30Kg/m，標準輕軌(軌距600mm)，道岔58 副，使用1 噸固定車廂式礦車組列運送物料和矸石(每列車不超過25臺車)，使用PRC12-6/3型平巷人車11 節(jié)組列運送人員，同時配備KT401-J型泄露電話作為人車車載移動通訊。-593 水平運輸大巷是礦井主要軌道運輸線路，隨著礦井開采的不斷發(fā)展，特別是在二次改擴建中，礦井生產(chǎn)規(guī)模從120萬噸向300萬噸發(fā)展，井下丁戊組采區(qū)、己組采區(qū)大量開掘施工項目工程全面展開，需要大量的開拓巷道和準備巷道，巖巷工程大量增加，礦車及材料需求量猛增，-593 大巷運輸能力逐漸變成了制約整個礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸，遠遠不能滿足礦井二次改擴建發(fā)展的需要，迫切需要安裝一套完善的機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)。為此，我礦于2009年3月在新副井-593運輸大巷施工安裝了礦井KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)。2012年6月KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)延伸工程在十一礦新副井-593 北大巷安裝使用。

1 系統(tǒng)組成、原理和主要功能

1.1 系統(tǒng)組成

KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)是通過安裝在大巷巷幫上的接收器來檢測車輛的運行及位置狀況，與系統(tǒng)主控器通過網(wǎng)絡傳輸?shù)竭\輸調度集控中心，在集控中心顯示屏上以模擬圖形實時動態(tài)顯示出來，調度人員通過點擊顯示屏上設備圖形，就可手動控制執(zhí)行設備，從而完成道岔位置的開合等調度動作，確保礦井大巷運輸安全、提高調度指揮效率、促進安全生產(chǎn)的目的。

礦井KJ221 機車運輸監(jiān)控技術可以實現(xiàn)平巷運輸、井底車場調車、主巷運輸?shù)入姍C車行車指揮自動化，全礦井下運輸系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，均由一個控制中心監(jiān)控。地面系統(tǒng)控制中心主要由工控機、光端機、大屏顯示器等組成。井下系統(tǒng)主要由KJ221 系列系統(tǒng)主控器、系統(tǒng)顯示器、系統(tǒng)發(fā)射器、系統(tǒng)接收器、系統(tǒng)車輛傳感器、司控道岔控制裝置等組成。

礦井KJ221 機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三大部分:一是各種信號的顯示，供電機車司機和調度員了解線路開通與機車運行狀況，了解井下運輸大巷各列車位置、車號及信號燈、道岔狀態(tài)和區(qū)段占用情況，提高機車運輸效率及安全性;二是各信號之間與電動轉轍機之間的互相連鎖，自動實現(xiàn)敵對進路的閉鎖，不允許敵對信號同時開放，以防止誤操作，保證行車安全;三是設在調度室的模擬顯示集中控制盤，集中控制和監(jiān)督電機車運行。系統(tǒng)能隨時反映運輸大巷各段設備和傳感器的工作狀態(tài)，故障自動診斷、報記錄運行過程數(shù)據(jù)，能生成管理報表和列車循環(huán)運行圖等功能，整個系統(tǒng)無動觸點，可靠性能高。

1.2 系統(tǒng)原理

在-593 大巷安裝的系統(tǒng)主控器把分布在大巷里的接收器接收的機車信號通過一級網(wǎng)絡傳輸?shù)骄瞎た貦C，配置與工控機相配套的計算機，組態(tài)軟件通過對每一個位置接收器信號分析就能判斷出每一輛電機車的位置、方向、車號等并在組態(tài)模擬圖上實時顯示出來，同時道岔到位信號、信號燈和車輛傳感器的信號也是通過這種方式傳輸?shù)焦た貦C，并在組態(tài)軟件模擬圖上顯示出各自相應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)等，通過對以上信號的分析，根據(jù)機車在模擬圖上的位置和請求狀態(tài)，信號燈和道岔之間存在有連鎖關系，組態(tài)軟件自動分析出進程和區(qū)段的連鎖關系并對相應的信號燈進行控制，對井下電機車進行區(qū)段的信號閉鎖控制達到用信號引導電機車安全運行的目的。

1.3 主要功能

1)數(shù)據(jù)采集與備份功能:系統(tǒng)主控器把接收器接收的機車信號傳輸?shù)骄瞎た貦C形成采集數(shù)據(jù)，備份運行數(shù)據(jù)，生成各種統(tǒng)計報表。

2)機車運輸系統(tǒng)顯示與控制功能:實時顯示運輸大巷運行電機車狀態(tài)，運行過程形象逼真，能顯示車號、車型，顯示機車運行方向、速度;能區(qū)分單雙軌，模擬畫面具備單雙軌顯示;區(qū)段顯示功能，有車占用的區(qū)段會閃爍;畫面背景顏色有多種選擇，可根據(jù)需要自由切換;操作人員能統(tǒng)觀全局，知道每輛車的具體位置，便于整體控制。

3)雙機切換與手動遠程控制功能:信號燈有自動、手動兩種控制方式，可通過工控機自由切換。自動控制時能自動實現(xiàn)區(qū)段信號閉鎖;道岔可以由司機控制，也可以由調度員手動控制。道岔還具有閉鎖功能，系統(tǒng)登錄允許后，根據(jù)司機運行需要由調度員控制或閉鎖道岔。

4)調度功能:正常情況下，系統(tǒng)主控機自動調度指揮列車運行，必要時調度員可以隨時通過系統(tǒng)提供的各種方式進行人工干預，可以實時動態(tài)的觀察運輸現(xiàn)場各種車輛的運行情況，全面調度大巷列車運行;系統(tǒng)中若安裝電機車自動供電裝置，可實現(xiàn)人行車場區(qū)段信號、電氣雙閉鎖功能。電機車在系統(tǒng)中運行時，遇區(qū)段被占用，如果電機車繼續(xù)向前行駛，系統(tǒng)將啟動電氣閉鎖功能閉鎖該正在行駛的電機車。

5)可視化監(jiān)測與信息管理功能:可用攝像儀對人行車場實時監(jiān)控，使視頻監(jiān)控和工業(yè)監(jiān)控溶為一體;通過管理計算機系統(tǒng)維護人員可隨時對現(xiàn)場所有設備進行監(jiān)測，可在不影響系統(tǒng)工作的情況下進行設備維護工作;井下視頻設備和分站(一級工業(yè)網(wǎng)絡)可以就地接入礦以太環(huán)網(wǎng)進行傳輸，視頻及信集閉系統(tǒng)具備傳入局域網(wǎng)和外網(wǎng)的功能，以實現(xiàn)信息共享。

6)報表打印功能:記錄的實時報表、歷史報表以及統(tǒng)計報表、設備故障表，通過配置安裝的打印機就可以隨時打印，完成用戶所需的統(tǒng)計分析任務。

7)安全可靠的技術措施:采用有密碼保護功能，系統(tǒng)軟件加密，與系統(tǒng)各軟件配套使用，保證數(shù)據(jù)采集的可靠性、準確性。

8)具備報警功能、歷史查詢功能、故障自診斷功能、人機對話功能。

2 系統(tǒng)主要作用與特點

礦井KJ221 機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)為井下軌道運輸系統(tǒng)提供了電機車運行自動調度、礦井機車運行狀況的監(jiān)視和控制，并且通過可靠的信、集、閉系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄?，使地面調度員可以對井下運輸大巷電機車運行狀況掌握清楚準確，實時顯示井下運輸大巷各列車、機車位置、車號、運行方向、牽引車輛數(shù)量、運輸材料種類及信號機狀態(tài)、道岔正反位位置顯示和區(qū)段占用等運行狀態(tài)信息;能夠實現(xiàn)大巷運輸機車精確定位;系統(tǒng)運行方式滿足手動、自動、半自動、檢修的操作方式，同時有故障診斷、故障報警顯示、記憶、自動診斷功能及重演功能。在地面調度室，能夠全面顯示礦井主要運輸線路軌道、集控道岔狀態(tài)、機車位置、區(qū)段占用，通行車輛匯總等信息。調度室能夠實現(xiàn)報表、數(shù)據(jù)處理，對數(shù)據(jù)保存，能夠將各采區(qū)運輸大巷及車場采用控制分站的集散式控制方式，兩者互相兼容，構成完整的機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)。礦井KJ221 機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)可將井下-593 運輸大巷電機車運輸?shù)膶崟r信息隨時采集并上傳到礦管理信息網(wǎng)，為礦井信息化自動化管理打下了堅實的基礎。

1)實時顯示運輸大巷運行電機車狀態(tài)，運行過程形象逼真，可以顯示車號、車型，并能顯示機車運行方向、運行速度。

2)系統(tǒng)主控器接收機車信號并傳輸形成采集數(shù)據(jù)，采集識別判斷抗干擾能力強。

3)司機采用遙控方式自動控制線路道岔開、合，避免了人力扳動道岔行為。遙控器靈敏可靠，使用攜帶方便。

4)司控道岔硐室尺寸小(1600 ×1400 ×1000mm)施工方便，司控裝置安裝簡單，操作方便可靠。

5)系統(tǒng)能區(qū)分單雙軌，模擬畫面具備單雙軌顯示。

6)具備區(qū)段顯示功能，有車輛占用的區(qū)段會閃爍。

7)系統(tǒng)紅綠燈轉換準確可靠，實現(xiàn)電機車雙軌運行，機車會車時安全可靠。

8)道岔顯示器能夠準確可靠顯示道岔處于直線道或曲線道方位，便于司機開車安全。

9)機車監(jiān)控系統(tǒng)配合彎道報警裝置使用，確保大巷電機車運輸?shù)目煽啃浴?/p>

10)系統(tǒng)控制裝置伺服機構、氣動執(zhí)行機構結構合理，方便維護檢修。

11)系統(tǒng)司控道岔尖軌開程小或貼合不到位，實現(xiàn)復位功能，及時進行調整。

12)井上集控中心實現(xiàn)了大巷軌道運輸自動化，提高礦井軌道運輸本質安全。

3 KJ221系統(tǒng)應用狀況

平頂山煤業(yè)股份有限公司十一礦2009年3月開始安裝KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)，在新副井-593 運輸大巷共安裝了三臺分站:-593 西大巷0#里程點、北大巷400#里程點和北石門900#里程點各一臺，大巷關鍵位置共施工司控道岔12副，司控道岔裝置主控箱、岔位顯示器、執(zhí)行機構12 組，機車車載發(fā)射器5臺，系統(tǒng)接收器70臺。

KJ221型系統(tǒng)安裝與測試同步進行。包括井下大巷機車運輸顯示的信息和地面調度中心顯示的信息是否一致;地面控制中心發(fā)出的指令，井下信集閉系統(tǒng)是否正確執(zhí)行等。安裝完后，對信集閉系統(tǒng)通信線路進行了進路區(qū)間信號、傳感器、誤碼率等測試，經(jīng)過整個系統(tǒng)全面現(xiàn)場測試，沒有出現(xiàn)誤碼，保證了系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。2012年6月KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)延伸工程在十一礦新副井-593 北大巷安裝使用，新副井-593 水平運輸大巷共完成司控道岔28 副，實現(xiàn)運輸線路全程系統(tǒng)監(jiān)控。

KJ221型機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過-593 運輸大巷現(xiàn)場運行，系統(tǒng)各部分運行良好，性能穩(wěn)定、工作可靠。各巷道口道岔狀態(tài)顯示明確，司機按顯示信號規(guī)范行車，沒有發(fā)生車輛堵塞、列車撞車、機車追尾等事故，確保了機車運輸安全，提高了車輛的調配周轉效率，運輸效率提升21%，解決了新副井-593 大巷運輸能力制約生產(chǎn)的瓶頸問題。

在系統(tǒng)運行期間，局部出現(xiàn)氣動執(zhí)行器與道岔之間連桿安裝不靈活，及時對氣動執(zhí)行結構中連桿裝置進行改造，重新安裝連桿機構，同時對道岔尖軌固定滑床板進行清理、更換調整，加大了推動間隙，進行調試處理，問題得到順利解決，確保操作機構動作靈活，保證道岔推動到位動作可靠。

4 結束語

礦井KJ221 機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)為井下軌道運輸系統(tǒng)提供了電機車運行自動調度、礦井機車運行狀況的監(jiān)視和控制，并且通過可靠的信、集、閉系統(tǒng)，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄希沟孛嬲{度員可以對井下運輸大巷電機車運行狀況掌握清楚準確，實時顯示井下運輸大巷各列車、機車位置、車號、運行方向、牽引車輛數(shù)量、運輸材料種類及信號機狀態(tài)、道岔正反位位置顯示和區(qū)段占用等運行狀態(tài)信息;能夠實現(xiàn)大巷運輸機車精確定位;系統(tǒng)運行方式滿足手動、自動、半自動、檢修的操作方式，同時有故障診斷、故障報警顯示、記憶、自動診斷功能及重演功能。在地面調度室，能夠全面顯示礦井主要運輸線路軌道、集控道岔狀態(tài)、機車位置、區(qū)段占用，通行車輛匯總等信息。調度室能夠實現(xiàn)報表、數(shù)據(jù)處理，對數(shù)據(jù)保存，能夠將各采區(qū)運輸大巷及車場采用控制分站的集散式控制方式，兩者互相兼容，構成完整的機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)，為礦井信息化自動化管理打下了堅實的基礎，系統(tǒng)具有很高的推廣、應用價值。

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