煤礦井下膠輪車運輸智能控制與管理

劉 波

（山西長治經坊煤業有限公司， 山西 長治 047100）

引言

膠輪車作為我國當前煤礦井下作業較為常見的機電設備，負責運送物料和人員、維護巷道以及安裝和拆除大型設備等。膠輪車的運輸優勢為承載能力較強，能夠承載質量較重的物料。例如對于液壓支架的運輸，每次運輸質量為35 t，對于人員的運輸，每次運載10～30人，而材料的運輸，可運載矸石3～10 t，自卸作業20 s即可完成。運輸投入成本經濟，有利于節省煤礦生產成本的投入。運輸時間短，一次裝載運輸量穩定，可直達，有效提高了運載的效率，緩解了工作人員在井下作業的壓力[1]。

1 煤礦井下膠輪車運輸智能控制的組成

煤礦井下膠輪車運輸智能控制作為一個機電裝置的控制系統，主要由井下設備和地面設備兩部分組成。其中井下設備除了有車輛識別卡、信號燈、光線傳輸接口、本安車輛識讀器和信號燈控制器外，還有接線盒、膠輪車監控儀接口、礦用電源電纜、防爆電源、礦用通信光纖和礦用電信電纜。而地面設備主要由操作系統、環網介入、系統監控、信息交互鏈接、工控機、UPS電源、打印機、接口轉換裝置、標準機柜、車隊客戶端和音箱等軟硬件組成。此外，為了防止重復投資，在膠輪車運輸智能控制系統中，應用以太網來連接井下各數據傳輸接口，提高監控的準確率，如圖1所示。

圖1 膠輪車運輸監控的組成

2 煤礦井下膠輪車運輸智能控制系統設計要點

2.1 行車區間閉鎖裝置

對于煤礦井下膠輪車運輸的智能控制，主要是利用信號燈對車輛行駛的狀態進行調度指揮。因此必須在交叉路口、避讓硐室與彎道等區域安裝信號燈，引導駕駛人員安全行車。例如為了確保行車安全，提升運輸線路的通過能力，需要在運輸巷道每間隔相應的位置安裝一個避讓硐室，保證車輛之間的相互錯車，讓同一水平運輸巷道的交錯位置形成一個交叉口，并讓不同的巷段、避讓硐室和交叉路口相互連接，形成一個完整的無軌運輸線路圖，方便車輛運行過程中進行錯車與調頭。但需要注意的是，在安裝信號燈時，必須以不同顏色信號來引導車輛運行，綠色箭頭代表車輛需根據箭頭指示的方向行駛，紅色表示禁止通行，綠色則代表通信信號。

2.2 交叉路口信號燈

巷道內交叉路口較多，內部行車環境十分復雜，加上交叉路口屬于一個雙向區間位置，如果駕駛員在沒有準確、可靠的信息引導下，就會發生違章駕駛的情況，從而導致交通堵塞，給煤礦的安全生產帶來不利影響，因此必須加強對交叉路口到避讓硐室的每一個行車路口的監控，在叉路口通往不同方向的巷道位置中安裝信號燈，對單相區間嚴加監控，并在叉路口中間位置安裝識別讀卡器，用于多臺信號燈共用的接近信號，方便對車輛的監控，讓車輛在井下作業有序、穩定進行，從而達到自動調動的目的[2]。

2.3 彎道信號燈

在煤礦井下作業的過程中，一旦進入彎道部分，就會因視線問題影響到駕駛人員對車輛行駛的準確判斷，因此必須在彎道區域的前方安裝彎道信號燈，提醒駕駛人員即將進入彎道區域，避免與對面的車輛碰撞。例如在煤礦井下的行車巷道的彎道區域，需要在整個彎道區域安裝車輛讀卡器，一旦膠輪車進入到彎道，即可利用先進的RFID技術來檢測車輛行駛的位置、方向和運輸速度，做好井下車輛交通的指揮工作，避免車輛堵塞而引發交通安全事故。

2.4 直行巷道避讓硐室信號燈

煤礦井下巷道寬度具有局限性，因此在車輛行車過程中，需要利用避讓硐室來錯車，保證巷道運輸通暢。這就要求在避讓硐室各位置設置雙向區間，其他僅準許1輛膠輪車通過的區域設置單相區間，并安裝信號燈，確保單相區間僅有單方向車輛通過[3]。例如在某煤礦井下2個避讓硐室中的巷道2位單向區間中，允許上井車輛和下井車輛之間進行單向行車，信號燈與信號牌分別安裝在巷道兩個不同區域的避讓硐室中，互為敵對關系。為實現單向行車區間的車輛控制，需要利用控制分站采集的一端信號燈位置對分站的車輛信息進行識別，掌握該車輛的歷史信息，并對該車輛的運行方向進行判斷，若車輛進入的方向和信號燈控制的方向相同，則控制分站就會通過敵對信號燈來發布指令，顯示紅燈時表示逆向車輛不能進入該巷道，顯示綠燈表示允許進入。

3 膠輪車運輸智能控制的日常管理

根據車輛基本巡檢、周檢、月檢、年檢和保養制度來檢修，保證車輛正常使用。加大對車輛交接班的管理，交接前需要將車輛的行駛情況、存在問題和接班駕駛員交待清楚。下井前，做好車輛點檢與試驗工作，一旦發現有故障問題的車輛，禁止下井作業。同時加強對車輛行駛和停放的管理，禁止車輛行駛時空擋下坡，不能超載和超速。停車前需要打駐車制動，斜巷停車要注意采取相應措施處理。此外，巷道作為車輛行駛的主要空間，是安全生產的核心，因此對于巷道的管理方面，必須根據車輛運輸的技術系數來設計巷道的高度、寬度、斜長與坡度，保證車輛調車硐室與人員躲避硐室適宜。并且在巷道空間，盡可能直行，不能出現障礙物，保證巷道暢通無阻，且路面平坦，不能存在積水淤泥和凹陷鼓起的問題。同時加強對安全防護設施的建設，在各運輸巷道的交叉位置安裝信號燈，保證信號閉鎖。對于斜巷位置，應根據要求安裝車輛失控的放緩沖裝置與減速帶，將警示標志懸掛在巷道坡道口、硐室口、交叉口和轉彎位置，必要時還需安裝反光貼，警示駕駛員安全駕駛[4]。

4 結語

應用膠輪車運輸智能控制系統，有利于緩解煤礦井下作業人員的工作壓力，提升生產效率，簡化工作流程，避免安全事故發生。但是在應用膠輪車運輸智能控制時，為提高控制效率，需要做好直行巷道避讓硐室、彎道、交叉路口和行車區間閉鎖裝置等信號燈的設置工作，并做好對膠輪車智能控制的日常管理工作，以提高膠輪車運行效率與安全性。

[1]相心成，管仁業，殷連成.基于煤礦井下膠輪車運輸監控系統分析[J].電子技術與軟件工程，2014（15）：76.

[2]唐淑芳，邱上進.煤礦膠輪車運輸安全的思考[J].煤礦機械，2015（8）：11-12.

[3]劉少杰，力省才，張生江，等.煤礦井下膠輪車運輸智能控制與管理探索[J].電腦開發與應用，2013（10）：7-9.

[4]國峰，馬洪剛，高峰.煤礦井下無軌膠輪車人員運輸系統研究[J].煤礦機械，2013，34（4）：212-214.