李雅江

摘要：煤礦提升井筒環(huán)境復(fù)雜惡劣，多淋水并且時(shí)有落石或煤塊等掉落，極易砸斷通訊電纜而造成信號(hào)中斷影響提升的事故，引進(jìn)一套無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)能從根本上避免這一問題的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：通訊中斷;無(wú)線

1.?概述

提升信號(hào)是礦井安全提升的重要組成部分，使用頻繁。井筒環(huán)境又相當(dāng)惡劣復(fù)雜，經(jīng)常有落石或煤塊等掉落井筒造成通信電纜的砸斷等故障，同時(shí)給有線信號(hào)傳輸帶來了很大的困難。為解決這一難題，經(jīng)公司多部門及生產(chǎn)廠家合作，研發(fā)了煤礦無(wú)線提升信號(hào)控制系統(tǒng)。

煤礦無(wú)線提升信號(hào)控制系統(tǒng)是一個(gè)新型產(chǎn)品，針對(duì)煤礦提升信號(hào)中出現(xiàn)的各種影響安全的因素，采用傳感器感知并將信號(hào)通過智能控制器轉(zhuǎn)化為邏輯控制信號(hào)，通過可編程的邏輯智能控制器控制傳輸來完成提升信號(hào)的控制傳輸。

2.?技術(shù)方案

2.1工作原理

系統(tǒng)集成無(wú)線、磁電等多種傳感探測(cè)技術(shù)。無(wú)線傳輸針對(duì)井筒控制信號(hào)、語(yǔ)音對(duì)講信號(hào)的傳輸;霍爾傳感器檢測(cè)提升機(jī)實(shí)時(shí)位置，涵蓋了提升過程事故隱患的檢測(cè)，控制信號(hào)可觸發(fā)光電顯示和語(yǔ)音提示，同時(shí)發(fā)送到控制單元，通訊接口可通過無(wú)線方式傳輸控制及語(yǔ)音信號(hào)。

2.2功能介紹

根據(jù)煤礦提升信號(hào)控制系統(tǒng)的要求，主要功能如下：①提升信號(hào)的數(shù)字顯示功能：數(shù)字“2、3、4、5”分別表示“快上、快下、慢上、慢下”，數(shù)字“0”表示停車。②提升指令的漢字顯示功能：全線顯示屏均有“檢修、急?！保铀叫盘?hào)還有所選提升水平的顯示功能）。③信號(hào)記憶功能：能存儲(chǔ)前三次所發(fā)信號(hào)。④急停報(bào)警功能和急停擴(kuò)展功能。⑤信號(hào)之間的閉鎖功能：當(dāng)其中一個(gè)信號(hào)發(fā)出后，其它信號(hào)不能發(fā)出。⑥加水平信號(hào)水平之間的閉鎖功能，當(dāng)多水平提升時(shí)，只有被選擇的水平可發(fā)提升信號(hào)，其它水平不能發(fā)出提升信號(hào)，只能發(fā)出停車信號(hào)和急停信號(hào)。⑦信號(hào)與開車回路的閉鎖功能：信號(hào)不發(fā)到車房，絞車不能啟動(dòng)。⑧提升次數(shù)的記憶功能。⑨具有與信號(hào)顯示相同次數(shù)的打點(diǎn)音響報(bào)警功能。⑩具有車房、井口、井下各水平的雙功語(yǔ)音通訊功能。11有與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的232接口。

2.3系統(tǒng)控制示意圖

圖1系統(tǒng)控制流程示意圖

3.關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)

3.1關(guān)鍵技術(shù)

（1）針對(duì)煤礦無(wú)線提升信號(hào)控制系統(tǒng)中的各種安全隱患采用的綜合無(wú)線傳輸技術(shù)，有線無(wú)線相結(jié)合并能提供可編程的智能化控制信號(hào)的集成技術(shù)。

• 針對(duì)提升機(jī)控制精度要求提供實(shí)時(shí)控制的無(wú)線傳輸同步技術(shù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音對(duì)講技術(shù)應(yīng)用于提升控制系統(tǒng)中排除了井筒惡劣環(huán)境對(duì)聲音的干擾。

（4）無(wú)線信號(hào)傳輸技術(shù)應(yīng)用于煤礦干擾大的井筒中。

• 控制狀態(tài)的聲光提示警告智能化聯(lián)動(dòng)技術(shù)。

（6）可通過通訊接口擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、狀態(tài)顯示、雙向語(yǔ)音及調(diào)度室干預(yù)控制。

3.2創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）在煤礦井筒惡劣的環(huán)境條件下，國(guó)內(nèi)首次研制使用該多種方式傳輸組合的無(wú)線提升信號(hào)控制裝置。

（2）研發(fā)專用無(wú)線發(fā)射電路，將控制信號(hào)及其語(yǔ)音對(duì)講信號(hào)整理打包通過特定的穩(wěn)定的頻率傳輸出去。

經(jīng)研發(fā)的無(wú)線發(fā)射電路可以實(shí)現(xiàn)在環(huán)境條件惡劣復(fù)雜的井筒中不少于800米穩(wěn)定可靠的傳輸，無(wú)線發(fā)射電路包含了對(duì)原有設(shè)計(jì)理念的改變和電路的改變，成為本課題的一項(xiàng)重大突破。

（3）研發(fā)的多重傳輸結(jié)合的設(shè)計(jì)理念，于有線無(wú)線兩種方式同時(shí)傳輸進(jìn)一步保證了提升信號(hào)穩(wěn)定可靠的傳輸，進(jìn)而進(jìn)步上杜絕了誤操作的可能。

（4）2.4GHz無(wú)線傳輸頻率首次在煤礦井筒環(huán)境條件下使用，2.4GHz傳輸頻率相比于其他傳輸頻率有著傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低、抗干擾性能強(qiáng)、工作穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。

（5）該裝置設(shè)計(jì)可通過通訊接口擴(kuò)展技術(shù)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)傳輸、進(jìn)行本地/異地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、本地/異地狀態(tài)顯示、雙向語(yǔ)音調(diào)度及調(diào)度室干預(yù)控制。

4.應(yīng)用價(jià)值和推廣前景

煤礦無(wú)線提升信號(hào)控制系統(tǒng)主要針對(duì)于煤礦提升信號(hào)控制過程中發(fā)生通訊故障及時(shí)切換無(wú)線傳輸并故障報(bào)警，不影響安全生產(chǎn)，有效的提高了煤礦的生產(chǎn)效率，同時(shí)有效保證現(xiàn)場(chǎng)人和設(shè)備的安全，以我礦現(xiàn)運(yùn)行的副井提升信號(hào)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)行煤礦無(wú)線提升信號(hào)控制系統(tǒng)的改造和推廣，致力于無(wú)線信號(hào)控制系統(tǒng)有線和無(wú)線（主、備）兩種傳輸方式的快捷轉(zhuǎn)換、傳輸頻率于井筒內(nèi)的抗干擾能力、無(wú)線信號(hào)控制系統(tǒng)于惡劣環(huán)境條件下適應(yīng)能力等方面的研究。

信號(hào)故障嚴(yán)重的影響了人員的升入井及物料的周轉(zhuǎn)，按全年累計(jì)發(fā)生信號(hào)中斷事故3次，每次恢復(fù)事故需3小時(shí)（即每次影響生產(chǎn)3小時(shí)）算，（換算成提煤量計(jì)算，每小時(shí)提煤46勾，每勾8噸）

年影響提升煤噸數(shù)：8×46×9=3312噸

年費(fèi)用：300×3312=99.36萬(wàn)元

此外，副井在人員提升過程中，信號(hào)中斷直接導(dǎo)致提升機(jī)的緊急制動(dòng)，從而造成罐籠里人員的恐慌甚至可能誘發(fā)心臟病等，危及員工生命。無(wú)線信號(hào)系統(tǒng)的研發(fā)，從根本上避免了上述情況的發(fā)生，具有巨大的社會(huì)效益。