煤礦井下斜巷軌道運輸安全監控系統方案的研究

李松

摘要：針對煤礦井下斜巷運輸軌道“行車不行人、行人不行車”的安全管理規定的要求，通過采用自動化控制與信息化系統相結合的技術手段，研究斜巷軌道運輸安全管理監控系統功能方案，解決因主觀管理問題存在的安全隱患，滿足煤礦井下斜巷軌道運輸安全、高效運行的需求。

關鍵詞：煤礦斜巷軌道；安全管理監控；方案研究

姚橋煤礦隸屬于中煤集團大屯公司，為大屯公司的主力礦井，地處江蘇省沛縣與山東省微山縣境內。井下有400和650兩個生產水平，目前井下在用的主要斜巷提升運輸軌道共十條，每條斜巷長度均在1000米左右，每條斜巷軌道配置了4—11個不等數量的甩道，為采區工作面物料和人員的運輸提供服務。

一、煤礦井下斜巷運輸安全問題分析

（一）現狀情況分析

在礦井安全生產中，礦井斜巷串車提升運輸作為井下軌道運輸重要組成部分，關系到采區設備與材料的運輸供應，特別是斜巷運輸軌道（兼做人行巷道）與架空乘人裝置共軌運行的傾斜巷道，如我礦中央軌道與中央架空乘人裝置和新東三1#軌道下山與新東三1#架空乘人裝置都采用共軌運行方式，斜巷軌道運輸中人員行走與運輸作業相互干擾的安全管控難度較大，因此，斜巷軌道運輸系統的安全運行，對礦井安全生產和保障人員生命健康意義重大。

通過對國內多起煤礦運輸事故分析發現，礦井斜巷軌道運輸事故傷亡人數約占煤礦安全生產事故總傷亡人數的20%，并且根據有關資料顯示礦井運輸事故的危害僅次于頂板事故。近年來我礦通過不斷增加新工藝、新技術、新裝備的引進投用，重點解決斜巷軌道運輸作業中的技術管理難題，從技術上基本杜絕了斜巷軌道運輸安全事故。

（二）安全問題分析

通過分析歷年運輸安全事故案例得知造成斜巷運輸事故的主要原因是人的不安全行為占主導因素。其主要暴露的安全問題有以下幾個方面：

（1）安全管理制度執行力得不到保障。由于斜巷軌道同時兼作行人巷道的客觀原因存在，不可避免發生斜巷軌道行車行人的現象。“行車不行人、行人不行車”的安全管理制度在現場無法得到有效的全程監管和可靠的落實。

（2）個別職工安全意識較差、心存安全僥幸。違章在行車的斜巷軌道中行走，甚至可能出現違章爬車等嚴重“三違”現象；

（3）安全技術水平仍存在一定的缺陷。絞車司機在開啟絞車前無法確認斜巷軌道內是否有行人行走，作業過程其他無關人員進入斜巷運輸軌道中行走司機等作業人員也無法得知。

以上主要以人的不安全行為因素造成的安全隱患在安全生產過程中時刻威脅著職工的人身安全，同時直接影響到礦井運輸安全生產和運輸效率。

二、井下斜巷運輸安全監控系統方案研究

根據《煤礦安全規程》2016版第八十九條要求主要絞車道不得兼作人行道，但是提升量不大、保證行車時不行人的不受此限。由于現場環境限制，我礦主要絞車道需要兼作人行巷道，根據規程的要求，為了確保“行車不行，行人不行車”安全管理制度在斜巷軌道運輸系統中得到可靠的落實，不以人為主觀因素影響斜巷軌道運輸作業的安全，確保斜巷軌道運輸作業安全、高效運行。為解決這個問題我們提出了建立斜巷運輸軌道安全監控系統的解決方案。

（1）系統數據采集：以目前井下在用的人員定位系統作為人員位置移動變更數據采集基礎，通過采集人員定位的數據，通過安全監控系統分析實時了解斜巷運輸軌道人員數量、姓名、工種及部門以及出入斜巷運輸軌道時間等信息。通過對安全監控系統設定對斜巷軌道作業人員作出特殊標記與其他非作業人員區分，以便安全監控系統識別。

（2）系統獨立運行：為了確保安全監控系統的實時性及可靠性，必須獨立建立，避免與現用的人員定位系統相互干擾，兩個系統之間通過數據接口讀取調用特定數據。

（3）系統安全功能：①斜巷軌道提升機未啟動前，系統應能識別出斜巷軌道中有無非作業人員，未達到作業要求時（斜巷軌道內有人員行走時）能夠實現與提升機的電控閉鎖無法啟動運行提升機設備，并發出有人行走無法啟動的語音提示。②斜巷軌道運輸作業中提升機運行時，若有非工作人員進入斜巷軌道內，系統識別人員定位信息后將人員的信息以及進入時間等內容推送到提升機車房顯示屏上，系統發出報警提示，斜巷軌道全程語音輸出（提升機運行中，某某您已違章，請立即離開作業中的軌道），若維持20秒后非作業人員仍未離開系統實現閉鎖功能停止提升機運行。③提升機準備啟動前通過手動點擊軟件某個菜單功能發出語音報警提醒功能（如：即將啟動提升機、行人注意安全躲避），通過語音在軌道全程輸出，用于提醒非作業人員躲避至安全地點。④安全監控系統收到特殊工種的標識卡（斜巷軌道信號把鉤工及提升機司機）不應進閉鎖絞車系統啟動，絞車可以正常運行。人員識別范圍要求當斜巷軌道聯絡巷的交叉處站有行人，交叉口處5米以內接收到定位卡信息視為軌道內有人，5米以外視為無人。

（4）系統硬件要求：①安全監控系統與提升機電控系統要求支持軟硬件接口，硬接口采用繼電器開關量的方式進行對接，通用性較強。②斜巷軌道運輸安全監控管理系統必須在提升機車房內放置獨立的帶計算處理功能和數據通信接口的防爆觸摸顯示屏，使用防爆顯示屏和數據通信接口與井下人員定位分站進行實時通信，收取相應定位卡信息。為了避免提升機系統的干擾，系統通信線纜應采用光纖進行傳輸。

三、結語

中煤集團大屯公司姚橋煤礦是一個生產條件成熟的礦井，擁有兩對井口和兩個生產水平，礦井輔助運輸系統環節復雜。井下主要斜巷軌道運輸一直是礦井安全管理的重點，特別是斜巷行人行車的違章行為仍未能完全杜絕，既然人的主觀行為不能有效自主被約束，希望能夠通過斜巷軌道安全監控系統的應用、利用技術手段制約人的不安全行為，保證礦井斜巷運輸安全生產，杜絕井下運輸人身安全事故。

參考文獻：

[1]黃玉蘭.物聯網射頻識別RFID核心技術詳解.人民郵電出版社，2016.

[2]袁河津.《煤礦安全規程》專家解讀井工煤礦.中國礦業大學出本社，2016.

[3]王東.煤礦斜巷軌道運輸綜合監控系統[J].煤礦現代化，2015（02）.

[4]康新文，周成遠.淺談煤礦井下斜巷軌道運輸的綜合監控系統[J].科技風，2015（15）.