侯海清

(汾西礦業(yè)高陽(yáng)煤礦，山西 孝義 032300)

斜巷是礦井一種常用巷道，斜巷絞車作為斜巷運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，主要用以運(yùn)輸材料、設(shè)備及矸石等。由于斜巷常有一定的坡角，路況較為復(fù)雜，造成行車較為困難，成為礦井運(yùn)輸事故中高發(fā)區(qū)域[1～3]。為了提升礦井斜巷運(yùn)輸安全，在斜巷內(nèi)需要專門配備信號(hào)工與司機(jī)絞車進(jìn)行通信，絞車司機(jī)根據(jù)信號(hào)傳輸信息開(kāi)、停絞車。在現(xiàn)實(shí)過(guò)程中，絞車司機(jī)無(wú)法有效掌握絞車運(yùn)輸線路前方存在的問(wèn)題，極其容易絞車運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)碰壁、翻車以及跑車等安全事故[4]。

隨著智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展，若能在斜巷內(nèi)增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便可使得絞車司機(jī)隨時(shí)掌握絞車前方狀況，提升絞車運(yùn)輸安全性。但由于斜巷距離長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜，若布置的監(jiān)控系統(tǒng)采區(qū)有線傳輸方式則極其出現(xiàn)由于通信線纜斷開(kāi)出現(xiàn)通信中斷問(wèn)題，造成監(jiān)控系統(tǒng)失效[5～6]。因此，文中設(shè)計(jì)一種斜巷絞車無(wú)線傳輸系統(tǒng)，將斜巷內(nèi)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸至絞車司機(jī)位置，便于司機(jī)及時(shí)掌握絞車前方運(yùn)行環(huán)境，確保絞車在斜巷內(nèi)運(yùn)行安全。

1 結(jié)構(gòu)框架

根據(jù)山西某礦1636斜巷為例，對(duì)斜巷絞車無(wú)線傳輸系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行講述。1636斜巷總長(zhǎng)為1550m，絞車房與斜巷上口距離約為70m，在距離斜巷上口680m為主有斜巷分道口。在該斜巷內(nèi)布置的無(wú)線傳輸系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1。

圖1 斜巷無(wú)線傳輸系統(tǒng)組成

在斜巷內(nèi)布置的每一個(gè)單元均電氣控制箱，攝像頭采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)電氣控制箱并以TCP/IP通行模式采用有線傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)后以無(wú)線通信方式傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)絞車前后的攝像機(jī)掌握絞車運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)絞車運(yùn)輸環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于斜巷內(nèi)環(huán)境狹小，設(shè)備復(fù)雜，無(wú)線傳輸信號(hào)衰減較快，為了提升無(wú)線傳輸效率，在對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行組網(wǎng)分析后，將無(wú)線發(fā)射基站、無(wú)線攝像頭以及無(wú)線AP等安裝在指定位置，從而提升無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)性、可靠性及穩(wěn)定性。

在斜巷內(nèi)布置的網(wǎng)關(guān)、無(wú)線基站以及指定位置布置的無(wú)線AP、無(wú)線攝像頭等在斜巷內(nèi)構(gòu)件一個(gè)完整無(wú)線局域網(wǎng)，可以對(duì)攝像頭采集數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)線共享及傳輸。

2 斜巷無(wú)線傳輸設(shè)備選型

在斜巷絞車無(wú)線傳輸系統(tǒng)中涉及到無(wú)線通信設(shè)備包括有無(wú)線攝像頭、無(wú)線AP以及無(wú)線基站等，其中選用的無(wú)線基站型號(hào)為KT09-A，該基站可以對(duì)井下固定點(diǎn)、移動(dòng)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)、圖像等進(jìn)行無(wú)線傳輸，同時(shí)支持語(yǔ)音、視頻、短消息等服務(wù)。該基站采用IP構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)無(wú)線、有限傳輸一體傳輸，基站具有較大的系統(tǒng)容量，可以同時(shí)支持最多50名用戶同時(shí)訪問(wèn)，最多可以同時(shí)進(jìn)行10路無(wú)線視頻傳輸，無(wú)線覆蓋范圍廣，信號(hào)穩(wěn)定，可以用以井下斜巷復(fù)雜環(huán)境。具體采用的KT09-A無(wú)線基站技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 KT09-A無(wú)線基站技術(shù)參數(shù)

3 控制系統(tǒng)

在斜巷絞車房?jī)?nèi)布置絞車控制系統(tǒng)。通過(guò)控制系統(tǒng)可以對(duì)斜巷內(nèi)布置的任意無(wú)線視頻監(jiān)控點(diǎn)的畫面進(jìn)行顯示，絞車運(yùn)行前/后方視頻信息均可通過(guò)無(wú)線通信方式傳輸至絞車房，通過(guò)點(diǎn)擊操控界面上的功能按鈕，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻監(jiān)控畫面切換。

在斜巷下口、上口以及分道等位置處的控制質(zhì)量、數(shù)據(jù)信息以及聯(lián)鎖信號(hào)等均采用無(wú)線通信方式傳輸至絞車房，并在操控臺(tái)顯示屏上顯示通信數(shù)據(jù)。除了對(duì)絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓、絞車運(yùn)輸速度、電機(jī)運(yùn)輸頻率、電流以及溫度等外，操控臺(tái)上還可以進(jìn)行其他指令操控，如：“復(fù)位”、“啟動(dòng)”、“停止”、“急?！钡鹊取＝g車司機(jī)在操控絞車時(shí)，操控臺(tái)上與斜巷上口、下口以及分道口等位置處的聯(lián)鎖信號(hào)打開(kāi)，操控臺(tái)顯示上述各處位置視頻監(jiān)控畫面，確保絞車處于安全的運(yùn)行環(huán)境之中運(yùn)行。

當(dāng)絞車司機(jī)確定絞車運(yùn)行環(huán)境安全，可以進(jìn)行絞車提升、下放等操作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)斜巷內(nèi)可能出現(xiàn)造成絞車運(yùn)輸事故的情況，需要緊急停車運(yùn)行時(shí)，通過(guò)按下“急?！辨I，切斷絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器以及油泵電源，絞車制動(dòng)裝置動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)絞車緊急停車。當(dāng)絞車驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)按下“復(fù)位”鍵，即可對(duì)實(shí)現(xiàn)油泵電機(jī)軟啟動(dòng)。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

設(shè)計(jì)的斜巷絞車無(wú)線傳輸系統(tǒng)在山西某礦1636斜巷內(nèi)進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，斜巷全長(zhǎng)1550m、坡度為5°，采用無(wú)線通信、斜巷絞車控制臺(tái)等對(duì)斜巷內(nèi)運(yùn)行的絞車進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，現(xiàn)場(chǎng)具體使用情況為：

1)絞車控制臺(tái)可以顯示驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓、頻率、絞車運(yùn)行速度等參數(shù)；

2)絞車控制臺(tái)上的“復(fù)位”、“啟動(dòng)”、“停止”、“急?！钡鹊葎?dòng)作指令均可以準(zhǔn)確發(fā)送，絞車動(dòng)作延時(shí)時(shí)間控制在200ms以內(nèi)，動(dòng)作較為迅速，可以滿足絞車控制需要；

3)由于斜巷內(nèi)照明條件絞車，控制臺(tái)上顯示的絞車上口、下口以及道口等位置處的視頻畫面雖有雪花，但可以清楚的掌握視頻監(jiān)控點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)條件，確保絞車運(yùn)行安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

斜巷是礦井運(yùn)輸事故高發(fā)區(qū)域，完善斜巷內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提升斜巷運(yùn)輸安全具有重要意義。為了克服斜巷環(huán)境復(fù)雜、傳統(tǒng)有線傳輸方式容易出現(xiàn)通信電纜破斷等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種斜巷絞車采用無(wú)線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)，從而實(shí)時(shí)掌握斜巷內(nèi)絞車運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行前方環(huán)境，從而提升斜巷運(yùn)行安全保障能力，降低斜巷運(yùn)輸事故發(fā)生率，設(shè)計(jì)的斜巷絞車無(wú)線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可以在一定程度上提升礦井安全運(yùn)輸保障能力。