礦山斜井安全提運綜合智能監(jiān)防系統(tǒng)

1、礦山斜井安全提運綜合智能監(jiān)防系統(tǒng)一、 前言隨著我國礦山煤炭開采能力的不斷增強(qiáng)，礦井向深部和廣部快速延伸，這導(dǎo)致礦山開采工作面不斷擴(kuò)展， 形成礦山井下存在 眾多水平巷道的情況。礦山井下的水平巷道之間一般通過斜井相 互聯(lián)絡(luò)，因此，斜井成為水平巷道間運送物料、矸石和人員的重 要通道。但是，這又引起了斜井運輸過程中的安全問題，跑車事 故頻繁發(fā)生。盡管大部分的礦井在運輸時都配備了斜井防跑車裝 置，但是在礦山實際生產(chǎn)中卻存在著很多的問題，例如，誤動、 拒動、擋車器不靈敏和防護(hù)性能較差等。另外，由于斜井中不僅 有車輛同行，還有人員的往來，因此必須做到行車不行人，否則 將對行車的安全造成重大威脅。 以往都是在

2、交岔口安排人員進(jìn)行 把守，但是隨著斜井的加長和交岔口的增多，工作人員無法關(guān)注到所有的區(qū)域，這就對斜巷軌道的運輸造成重大隱患。因此，為 了保證對突發(fā)情況能夠及時的應(yīng)對， 加強(qiáng)礦山斜井提運的安全監(jiān) 控勢在必行。本文通過對一套具有多種功能的采區(qū)斜井安全提運 綜合智能監(jiān)防系統(tǒng)進(jìn)行介紹，該裝置不僅能夠進(jìn)行故障自診斷、 故障后報警和聯(lián)動控制，還能在擋車器不正常的情況下自動閉 鎖，在實際應(yīng)用中取得良好的效果。二、 礦山斜井安全裝置事故的主要原因分析一般情況下，礦山斜井內(nèi)發(fā)生跑車事故的主要原因包括如下幾種情況:（一）連接裝置脫落導(dǎo)致跑車事故的發(fā)生。施工人員在運行 之前沒有對安全裝置進(jìn)行檢查， 或者沒有使用不能

3、自行脫落的自 動連接裝置。同時，也有可能是軌道的鋪設(shè)與相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不符 合造成的，使得在運行的過程中發(fā)生礦車的跳動導(dǎo)致礦車的掉道或者連接裝置的磨損和變形， 進(jìn)而造成插銷的斷裂或者脫落。 另 外，安全設(shè)施不到位也是造成上述事故的重要原因之一。斜井沒有設(shè)置“一坡三擋”和常閉式的防跑車裝置，安全管理比較混 亂，無法貫徹實施各種安全管理制度和責(zé)任制度，礦車載人和人貨混載的情況更屬于嚴(yán)重違規(guī)的內(nèi)容。 在施工過程中，要嚴(yán)格執(zhí) 行行車不行人、行人不行車的規(guī)章制度，保證員工乘坐專用人車， 并且人車要裝有斷繩保險器，這樣在發(fā)生斷繩或者聯(lián)接器脫鉤事 故的情況下能夠保證人車自動平穩(wěn)地停車。（二） 斜井施工過程中沒有

4、進(jìn)行及時的支護(hù)和砌筑擋墻操作，沒有設(shè)置相應(yīng)的遮擋，行人道沒有設(shè)置隔墻；絞車工操作出現(xiàn)失 誤，導(dǎo)致礦車發(fā)生掉道后牽引情況；沒有設(shè)置防跑車、放過卷裝 置和躲避洞；存在超掛和超載的現(xiàn)象； 沒有建立鋼絲繩定期檢查 的實驗的機(jī)制，鋼絲繩的安全系數(shù)和使用規(guī)格都與相關(guān)安全規(guī)程 要求不符合；沒有按照規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行上油防銹、試驗和更換鋼絲繩的操作；鋼絲繩的托輥出現(xiàn)失靈狀況或者安設(shè)的不齊全。（三）職工沒有相應(yīng)的特種作業(yè)操作資格證，摘掛鉤人員沒 有經(jīng)過正規(guī)的培訓(xùn)就上崗操作， 不僅存在技術(shù)不熟練，剎車過猛和超速的情況，還存在不按照規(guī)程進(jìn)行操作， 過早摘鉤和未掛好 就下放的情況；相應(yīng)的安全設(shè)施設(shè)計不合理； 提升絞車沒有

5、相應(yīng) 的深度指示裝置，礦車在運行過程中沒有響應(yīng)的運行指示，上下也沒有雙回路信號；絞車在運行過程中，斜井內(nèi)的人員沒有及時 撤離到安全區(qū)域；安全管理混亂的情況時有發(fā)生。目前國內(nèi)地礦系統(tǒng)中的斜井工程中， 為了防止斜井發(fā)生跑車 事故，主要采用在井口設(shè)置阻車器或者在井底設(shè)置擋車門的方 法，這些措施由于投資少，操作維護(hù)也比較簡單，因此得到了廣 泛的應(yīng)用。但是，從實際情況觀察，這種方式的其制動可靠性和 安全效果存在一定問題，并發(fā)生過惡性的跑車事故，對人員和設(shè) 備造成了嚴(yán)重的損壞，這就要求科研人員研發(fā)更為安全可靠的斜 井提運安全設(shè)備。三、監(jiān)防系統(tǒng)功能介紹根據(jù)我國礦山斜井運輸?shù)陌踩芾硪?，斜井安全提運綜合智能

6、監(jiān)防系統(tǒng)要具備以下基本功能：（一） 對礦山斜井的實時監(jiān)測監(jiān)防系統(tǒng)要能夠?qū)π本畠?nèi)的全程礦工分布進(jìn)行實時的監(jiān)測， 這樣才能為調(diào)度員及時提供最準(zhǔn)確的信息。調(diào)度員然后才能根據(jù)系統(tǒng)提供的實時信息，對斜井運輸過程中出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行及 時有效的處理。（二） 信息記錄功能監(jiān)防系統(tǒng)要能夠?qū)g車的啟動、停車以及一些事故的相關(guān)處理信息進(jìn)行記錄，以便進(jìn)行后續(xù)的處理。（三）語音提示報警功能 監(jiān)防系統(tǒng)應(yīng)該具有語音提示報警和安全預(yù)防的功能。例如， 在斜井提運過程中如果發(fā)生礦工進(jìn)入斜巷的情況， 位于偏口處的 語音警示器就會及時提示告警， 對相關(guān)礦工進(jìn)行提示。 如果礦工 忽略提示仍然堅持進(jìn)行斜井， 斜井內(nèi)的紅外線監(jiān)控系統(tǒng)就可

7、以迅 速獲取該員工的詳細(xì)位置信息，并將其傳輸?shù)缴蠈訂卧M(jìn)行處 理。（四）實時顯示監(jiān)防系統(tǒng)要能夠?qū)崟r顯示斜井內(nèi)工作人員的分布情況， 從而 為調(diào)度員提供信息，保證工作人員的生產(chǎn)安全。本文中的礦山斜井安全提運綜合智能監(jiān)防系統(tǒng)實現(xiàn)了對斜 井內(nèi)提運的常閉式擋車裝置的管理和監(jiān)控， 以及對鋼絲繩的在線 檢測和斜井運輸?shù)娜塑囬]鎖管理，并能夠及時實現(xiàn)礦車掉道自 鎖、鋼絲脫鉤和斷繩自鎖、礦車超速自鎖等等，同時能夠為各類 操作提供對應(yīng)的顯示、統(tǒng)計和報警功能。四、系統(tǒng)詳細(xì)實施方案（一）監(jiān)防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計在安裝監(jiān)防系統(tǒng)之前， 要根據(jù)礦山斜井的現(xiàn)場實際要求， 通 過多個模塊的搭建來組成一個完整的系統(tǒng)。紅外線監(jiān)控裝置 PI

8、RPIR 探頭可以根據(jù)礦山斜井的實際分布進(jìn)行安裝， 以保證監(jiān)控系統(tǒng)能 夠覆蓋礦井的整個區(qū)域，從而實現(xiàn)斜井的實時掃描和安全監(jiān)控， 并有效防止斜井提運過程中礦工出現(xiàn)違章出入的情況。 監(jiān)防系統(tǒng) 的安裝能夠完全實現(xiàn)斜井提運的安全防護(hù)要求。 （二） 監(jiān)防系統(tǒng)的硬件組成根據(jù)斜井安全提運綜合智能系統(tǒng)的應(yīng)用需求， 以及對系統(tǒng)開 放性、先進(jìn)性、可擴(kuò)展性和高可靠性的設(shè)計思路的考慮，系統(tǒng)的 硬件平臺主要包括以下幾個重要部分：（1 1）斜井ccUccU空制處理器斜井ccUccU空制處理器是整個監(jiān)防系統(tǒng)的核心部件，是進(jìn)行系 統(tǒng)空制處理的中心，設(shè)計要求能夠支持不多于 5050 個的紅外線監(jiān) 控端的管理。CCUCCU空制處

9、理器主要由CPLDCPLD芯片EPM712EPM712啣單片 機(jī)AT89S52AT89S52的斜井多路信號監(jiān)控合并轉(zhuǎn)換器以及斜井人防系統(tǒng) 控制器組合而成。另外，在 CPLDCPLD中還完成了對多路信號合并時 間計數(shù)器電路與并行轉(zhuǎn)串行信號移位邏輯電路的空制。 數(shù)據(jù)塊則 根據(jù)需要由相應(yīng)軟件進(jìn)行實現(xiàn)，并形成 CPMCPM流最后輸出。（ 2 2）斜井掃描定位系統(tǒng)斜井掃描定位系統(tǒng)包括紅外線熱釋電監(jiān)空終端等相關(guān)模塊， 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)斜井內(nèi)的實時掃描和礦工定位等操作， 還能夠?qū)﹄x 開等情況進(jìn)行告警。 其中，紅外線傳感器的探頭一般使用本安型 的保護(hù)外殼，這樣的話單個傳感器的探測距離能夠達(dá)到24m24m探測的角度

10、不低于 180180。（ 3 3）偏口電子門禁系統(tǒng) 偏口電子門禁系統(tǒng)主要包括幕簾式的紅外線熱釋電監(jiān)空終 端和語音報警兩個模塊，因此可實現(xiàn)對各個偏口的實時掃描監(jiān) 控、礦工定位和告警離開等， 從而有效防止提運過程中礦工進(jìn)入 斜井情況的發(fā)生。（4 4）絞車運行情況記錄儀 絞車運行情況記錄儀能夠?qū)g車運行的詳細(xì)操作情況進(jìn)行 記錄，這主要包括各種操作時間和操作步驟的相關(guān)信息。（5 5）絞車和系統(tǒng)之間的交互單元 絞車和系統(tǒng)之間的交互單元主要是用來作為斜井人防系統(tǒng) 和絞車相互連接的交互控制單元來使用的， 以便在斜井運輸過程 中遇到突發(fā)緊急情況時能夠保證絞車的自動化控制。（6 6）顯示屏、聲光報警器以及語音報警器等。顯示屏能夠?qū)崟r顯示各個紅外監(jiān)控終端和偏口的情況， 從而 提供重要的絞車和系統(tǒng)運行功能依據(jù)信息給操作人員， 而聲光和 語音報警器則能夠?qū)ΦV工的違章進(jìn)入和滯留行為進(jìn)行相應(yīng)的語 音和聲光提示， 從而有效保證礦工能夠及時進(jìn)入躲避洞或者離開 斜井。（三）監(jiān)防系統(tǒng)的工作原理五、結(jié)論礦山斜井提運安全問題是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之 一，給礦山員工和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。 最近幾 年來，隨著煤炭企業(yè)高科