張慶華 段成相 吳云軍

摘要：綜采工作面全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)是在綜采工作面建設(shè)一套監(jiān)控系統(tǒng)，將工作面機電設(shè)備的運行信息傳輸?shù)降孛嬲{(diào)度指揮控制中心，實現(xiàn)在井下順槽監(jiān)控中心對綜采工作面進行視頻監(jiān)控，圖像通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛孢M行監(jiān)視，通過軟件進行分析及拼接處理，實時觀察工作面設(shè)備運行情況。

Abstract： The panoramic visual supervision system of the comprehensive mining face is to build a monitoring system in the comprehensive mining face， transfer the operation information of the mechanical and electrical equipment of the work face to the ground dispatching command and control center， and realize the video monitoring of the comprehensive mining face at the downhole trough monitoring center. The image is transmitted to the ground through optical fiber network for monitoring， and the operation of the working surface equipment is observed in real time through software analysis and splicing.

關(guān)鍵詞：全景可視化;監(jiān)管監(jiān)控;綜采工作面

Key words： panoramic visualization;regulatory control;comprehensive mining face

中圖分類號：TD672? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）25-0224-02

1? 概述

綜采工作面全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)主要由三部分組成：工作面部分、順槽監(jiān)控中心、地面部分。

①工作面部分：網(wǎng)絡(luò)攝像儀與工作面垂直，照向煤壁，采集采煤機視頻。采用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像儀，相互之間用礦用阻燃網(wǎng)線級聯(lián)。

②順槽監(jiān)控中心部分：安裝2臺隔爆計算機，用于顯示工作面圖像，圖像可人工切換、自動循環(huán)切換，也可隨采煤機的移動定位切換。安裝本安型信號轉(zhuǎn)換器，將圖像上傳至地面。

③地面部分：安裝全景圖像拼接裝置及流媒體傳輸軟件，實現(xiàn)圖像的全景拼接、顯示和網(wǎng)絡(luò)共享、錄像等功能。

2? 可視化監(jiān)控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

綜采工作面全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)是綜采自動化控制系統(tǒng)的“眼睛”，工作面視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)工作面可視化的重要組成部分，將視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦ぷ髅婕仄脚_，主要由視頻攝像儀、視頻顯示器、視頻操作臺、數(shù)據(jù)傳輸、圖像拼接等設(shè)備組成。實現(xiàn)在順槽監(jiān)控中心和地面監(jiān)控中心對綜采工作面的視頻實時顯示，為綜采設(shè)備的遠程遙控提供直觀的依據(jù)。綜采工作面全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)拓撲示意圖如圖1所示。

3? 可視化監(jiān)控系統(tǒng)的功能

系統(tǒng)可以就地監(jiān)視工作面采煤機、運輸機等設(shè)備的實時運行情況，將監(jiān)控圖像實時的傳輸至順槽監(jiān)控中心及地面調(diào)度中心，操作司機或調(diào)度員可以根據(jù)實時監(jiān)控信息，對綜采工作面發(fā)生的緊急情況第一時間進行分析、處理。該系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)提供了第一手的處理依據(jù)。見圖1。該系統(tǒng)對煤礦安全生產(chǎn)起到了重要作用。具體表現(xiàn)以下幾個方面。

3.1 視頻監(jiān)視功能

工作面視頻通過礦井自動化網(wǎng)絡(luò)可上傳到地面，通過客戶端軟件或IE瀏覽器實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)攝像頭訪問，從而實現(xiàn)工作面視頻在地面實時監(jiān)測、顯示。對工作面實時視頻監(jiān)控，顯示移動設(shè)備周圍人員的分布狀況以及各相關(guān)裝置的實際工作狀態(tài)，大大提高了監(jiān)督效率。調(diào)度員能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的違規(guī)現(xiàn)象，及時糾正，防微杜漸。

3.2 顯示界面切換功能

視頻系統(tǒng)通過通信獲取采煤機運行位置和方向，實現(xiàn)在隔爆計算機上跟隨采煤機自動切換視頻攝像儀畫面。

3.3 錄像及回放功能

系統(tǒng)通過礦方原有網(wǎng)絡(luò)，將視頻圖像傳輸至調(diào)度中心進行錄像存儲。錄像回放主要用于事故發(fā)生后的追查處理。通過錄像，便于事故發(fā)生后快速明確事故責(zé)任，找出事故發(fā)生的原因，避免今后類似事件的重演。

3.4 工作面全景可視化

安裝全景圖像拼接裝置，實現(xiàn)綜采工作面圖像的全景拼接、顯示。

4? 系統(tǒng)安裝過程及步驟

4.1 安裝過程

主要設(shè)備安裝包括采用本安信號轉(zhuǎn)換器、隔爆計算機、網(wǎng)絡(luò)攝像機及隔爆兼本安型電源。依照各個設(shè)備使用說明書中的安裝說明來安裝和接線。

①網(wǎng)絡(luò)攝像儀固定：網(wǎng)絡(luò)攝像儀與工作面垂直，照向煤壁，采集采煤機視頻。網(wǎng)絡(luò)攝像儀之間采用網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)。為了保證圖像效果，配備LED輔助照明燈。

②隔爆計算機安裝：順槽監(jiān)控中心安裝2臺隔爆兼本安型計算機和操作鍵盤，隔爆兼本安型計算機可以同時顯示2×4路攝像儀。

③本安信號轉(zhuǎn)換器安裝：一臺安裝在順槽監(jiān)控中心，另一臺安裝在最近交換機附近，將網(wǎng)絡(luò)視頻信號通過雙絞線接入就近的環(huán)網(wǎng)交換機，上傳至地面。

④隔爆兼本安型電源安裝：考慮隔爆兼本安型電源給攝像儀供電，隔爆兼本安型電源和網(wǎng)絡(luò)攝像儀安裝距離不能太遠。

⑤線纜敷設(shè)：工作面現(xiàn)場支架要前移情況，線纜敷設(shè)時候兩支架之間要留有余量，防止支架前移掙斷線纜。

⑥設(shè)備供電：要采用AC127V，設(shè)備供電應(yīng)取用較為穩(wěn)定的電源，電壓和電流均應(yīng)符合設(shè)備的使用范圍。巷道長度超過1000米時，要考慮壓降問題，需從機頭和機尾分路供電。

4.2 調(diào)試步驟

①上電測試：對每個設(shè)備進行通電測試，設(shè)備供電之前應(yīng)再次檢查設(shè)備是否異常，確保無誤后再供電。測試時要根據(jù)各個設(shè)備使用說明書的步驟和說明進行。

②網(wǎng)絡(luò)測試：使用ping命令，在任意點對系統(tǒng)各攝像儀進行測試，判斷各設(shè)備是否在線，有無網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象。

③系統(tǒng)聯(lián)試：當(dāng)所有設(shè)備測試完成后，對系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)，并作相應(yīng)的設(shè)置，看工作面攝像儀采集的圖像在隔爆計算機上顯示是否清晰、是否有網(wǎng)絡(luò)延時現(xiàn)象。

④圖像上傳：檢查隔爆計算機與地面調(diào)度中心之間網(wǎng)絡(luò)建立情況，對調(diào)度中心采集圖像設(shè)備顯示是否正常。

5? 系統(tǒng)常見故障及排除方法

系統(tǒng)常見故障及排除方法見表1。

6? 結(jié)語

無人值守的煤礦綜采工作面自動化控制，是21世紀(jì)采礦工業(yè)的研究熱點，只有通過自動化、智能化技術(shù)和手段將綜采裝備高度整合起來，形成高度統(tǒng)一的智能化綜采成套裝備。綜采工作面全景可視化監(jiān)管系統(tǒng)的引進，提高自動化控制的信息化與智能化水平，發(fā)揮煤礦綜采工作面設(shè)備的效能，減少現(xiàn)場操作人員，降低職工的勞動強度，提高安全生產(chǎn)水平，實現(xiàn)煤礦企業(yè)產(chǎn)能與效益的提高。

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