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(fā)展及廣泛使用，礦井輔助運輸系統(tǒng)產(chǎn)生了許多新問題，如井下無序行車、車輛耗油無法統(tǒng)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(chǎn)高效。KJ150A車輛監(jiān)控及調度系統(tǒng)可提供合理可行的解決方案，全面提升煤礦企業(yè)應用信息化手段快速決策的能力，實現(xiàn)運輸調度的車輛精細化、系統(tǒng)智能化的管理能力。

1 輔助運輸系統(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，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(xù)運輸，輔助運輸系統(tǒng)由綜采工作面材料巷、采區(qū)輔助運輸大巷、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(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)結構設計

KJ150A系統(tǒng)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(tǒng)，在井下需要進行跟蹤的巷道中根據(jù)現(xiàn)場實際情況放置一定數(shù)量的KJ150A-F型無線讀卡器，井上、井下之間通過CANBus總線或工業(yè)以太網(wǎng)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(tǒng)通過讀卡器與射頻識別標簽之間的無線通訊，實現(xiàn)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(chǎn)指揮調度、安全監(jiān)測檢查、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)同時備份所有目標信息，并將有關數(shù)據(jù)傳至各級管理部門，為監(jiān)督指揮決策等提供重要依據(jù)，并可為礦內其它管理系統(tǒng)提供接口實現(xiàn)信息共享。

斜溝煤礦KJ150A車輛監(jiān)控及調度系統(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、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(jiān)控及調度系統(tǒng)，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(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(wǎng)絡結構圖見圖1.

圖1 網(wǎng)絡結構圖

KJ150A車輛監(jiān)控及調度系統(tǒng)采用C／S結構設計，方便組網(wǎng)。通過局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，客服端從服務器讀取數(shù)據(jù)，在顯示界面可隨時查詢和掌握無軌膠輪車運行狀態(tài)、運行線路、速度情況等各種實時參數(shù)統(tǒng)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(shù)據(jù)等功能，并完成用戶管理、系統(tǒng)設置等功能。

3 系統(tǒng)功能

1）車輛定位識別功能。膠輪車運輸監(jiān)控及調度系統(tǒng)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(shù)據(jù)，為井下輔助運輸調度提供可靠依據(jù)。

2）具備無軌膠輪車運行情況實時監(jiān)控功能。車輛安裝礦用柴油機車報警儀時可以更好地發(fā)揮膠輪車運輸監(jiān)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?jié)舛取④囕v發(fā)動機溫度等參數(shù)；可統(tǒng)計車輛行駛里程、車輛運行時間、車輛油量；所檢測參數(shù)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(jīng)系統(tǒng)自動分析處理后，對信號燈發(fā)出指令，實現(xiàn)自動控制功能。

4）系統(tǒng)具有交通管制功能。通過運輸調度室的系統(tǒng)發(fā)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(xiàn)場實際情況發(fā)送調度命令，可實現(xiàn)地面對井下交通管控。

5）系統(tǒng)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(tài)及車輛讀卡器、信號燈指示狀態(tài)等相關設備的信息。

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

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

4 應用效益分析

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

1）數(shù)據(jù)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(tǒng)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(yōu)化了礦井運輸能力，緩解了該礦運輸系統(tǒng)緊張的問題。

4）統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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.

［2］ 牟劍偉.計算機技術在煤礦安全生產(chǎn)管理中的應用［J］.煤炭技術，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］.中國高新技術企業(yè)，2009（18）：10-11.

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