萬明華

（汾西礦業(yè)兩渡煤業(yè)， 山西 靈石 031302）

引言

無極繩絞車是礦井常用輔助運(yùn)輸方式，絞車在運(yùn)行過程中需要有絞車司機(jī)控制制動牽引，多名輔助運(yùn)輸人員跟車行走[1-2]。受到運(yùn)輸巷道環(huán)境惡劣、絞車司機(jī)無法及時掌握現(xiàn)場情況等因素影響，絞車在使用過程中面臨脫軌、掉繩等安全風(fēng)險[3-5]。采用一種系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測絞車運(yùn)行情況，以便提高安全預(yù)警能力對提升無極繩絞車運(yùn)行可靠性具有顯著的促進(jìn)意義[6-7]。為此，本文提出在礦井斜巷無極繩絞車運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)布置無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過采用本安攝像頭、無線基站，實(shí)時獲取梭車運(yùn)送畫面、位置，便于絞車司機(jī)根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整控制策略。

1 礦井無極繩及無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 無極繩絞車結(jié)構(gòu)

山西某礦斜巷布置的無極繩絞車結(jié)構(gòu)包括有梭車、絞車、鋼絲繩、電控系統(tǒng)、壓繩輪組及相應(yīng)軌道等，絞車通過控制鋼絲繩往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)梭車運(yùn)行控制，并依靠變頻器、減速箱控制絞車運(yùn)行速度。無極繩絞車具備運(yùn)輸量大、適應(yīng)性強(qiáng)以及運(yùn)輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢。

1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為確保絞車司機(jī)可實(shí)時掌握梭車運(yùn)行情況，提出的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。該無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時獲取梭車位置畫面，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給絞車監(jiān)控主機(jī)顯示屏，以便增強(qiáng)絞車司機(jī)控制能力。同時后期可通過礦井工業(yè)以太網(wǎng)將梭車位置畫面接入礦井地面調(diào)度中心，以便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

圖1 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括無線基站、無線監(jiān)控攝像頭、紅外射頻車輛定位等，并通過PLC 對絞車運(yùn)行實(shí)施控制。無線視頻監(jiān)控獲取到的實(shí)時畫面可通過交換機(jī)接入礦井工業(yè)以太網(wǎng)內(nèi)，從而將監(jiān)測信息傳輸給地面調(diào)度中心。由于礦井已布置有工業(yè)以太網(wǎng)，且地面監(jiān)控中心僅通過布置服務(wù)器、顯示大屏即可完成系統(tǒng)接入，整個結(jié)構(gòu)較為簡單且技術(shù)成熟，為此文中就重點(diǎn)對絞車無線監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場布置情況進(jìn)行闡述。

2 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)不需要在梭車上鋪設(shè)線纜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡單且能滿足梭車長距離運(yùn)輸監(jiān)控需求。無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)包括有KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)、LJY127 本安型錄像機(jī)、KT546-F 本安基站，具體現(xiàn)場布置情況如圖2 所示。KT546-F 本安基站采用光纜連接。

圖2 無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場布置示意圖

2.1 本安型無線攝像機(jī)

本安型無線攝像機(jī)布置在梭車上，隨著梭車運(yùn)行實(shí)時監(jiān)測現(xiàn)場畫面。無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用的攝像機(jī)型號為KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)，該設(shè)備具有防潮、防霧、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性強(qiáng)、體積小及質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，可滿足煤礦井下惡劣環(huán)境使用需要。攝像機(jī)不僅可用于梭車運(yùn)行監(jiān)控，而且可用于對采掘作業(yè)面、水泵房等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)有紅外夜視功能，并配備有LED 補(bǔ)光燈，獲取到的井下畫面清晰。具體設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖3 所示，KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)采用KDW25 固定式電源、DXH1/12 移動式電源供電。

圖3 本安型無線攝像機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2.2 錄像機(jī)

錄像機(jī)布置在絞車司機(jī)位置，用以接收KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)獲取到的實(shí)時畫面。采用的錄像機(jī)型號為LJY127 本安型錄像機(jī)，具體結(jié)構(gòu)包括有金屬外殼、電源、顯示屏及供電電源等，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面實(shí)時顯示及錄像回放功能。

2.3 無線基站

無線基站用以獲取KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)監(jiān)測信號，并將信號傳輸給LJY127 本安型錄像機(jī)。在絞車運(yùn)輸路線內(nèi)間隔100 m 布置一臺型號KT546-F 本安基站，具體基站結(jié)構(gòu)如圖4 所示?；拘盘杺鬏敿蒚CP/IP 以及Wi-Fi 技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)煤礦井下視頻、廣播以及語音等數(shù)據(jù)高效傳輸。

圖4 基站結(jié)構(gòu)示意圖

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

礦井1506 運(yùn)輸斜巷長度共計950 m，在梭車前后分別布置一臺KBA12（A）W 礦井本安攝像機(jī)，用以監(jiān)測梭車運(yùn)行工況及斜巷內(nèi)現(xiàn)場情況。在攝像機(jī)安裝過程中應(yīng)做好防護(hù)，以避免出現(xiàn)天線被撞、攝像頭被淋水等情況；在無極繩絞車機(jī)頭位置布置LJY127 本安型錄像機(jī)，便于絞車司機(jī)實(shí)時獲取視頻畫面信息。現(xiàn)場對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行測試，具體測試結(jié)構(gòu)見表1。從表1 中看出，視頻監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)良好，監(jiān)控圖像質(zhì)量佳、監(jiān)控畫面切換速度快。

表1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)測試結(jié)構(gòu)

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用過程中監(jiān)控畫面如圖5 所示。通過采用無線監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對梭車運(yùn)輸遠(yuǎn)程監(jiān)控，絞車司機(jī)通過LJY127 本安型錄像機(jī)顯示屏掌握梭車運(yùn)行工況。真正做到行車不行人，而且絞車司機(jī)可實(shí)時掌握梭車運(yùn)行情況，采集現(xiàn)場參數(shù)，并與跟車人員進(jìn)行實(shí)時信息交流。絞車司機(jī)可實(shí)時獲取梭車前方巷道及軌道情況，及時發(fā)現(xiàn)隱患并快速處理，同時也可為運(yùn)輸事故后續(xù)分析、處理提供較為直觀的監(jiān)控圖像資料。

圖5 現(xiàn)場監(jiān)控畫面

4 結(jié)論

1）無極繩絞車是煤礦井下常用輔助運(yùn)輸設(shè)備，無極繩絞車運(yùn)行可靠性、安全性以及工作效率會直接影響礦井生產(chǎn)效率。為提高無極繩絞車綜合運(yùn)行保障能力，根據(jù)井下環(huán)境以及實(shí)際需要，提出采用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測無極繩絞車運(yùn)行情況。

2）對無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵設(shè)備以及現(xiàn)場布置情況進(jìn)行設(shè)計，通過使用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)斜巷內(nèi)環(huán)境參數(shù)采集、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，絞車司機(jī)可遠(yuǎn)程掌握梭車運(yùn)行工況及斜巷情況，提高梭車運(yùn)行安全性。