無軌運輸礦井車輛安全監管系統研究與應用

趙 越

（大同煤礦集團輔助運輸管理處，山西 大同 037003）

1 概 述

隨著煤礦生產技術水平不斷提高，礦用隔爆無軌膠輪車在我國多數平硐開拓礦井被廣泛應用。但是由于礦井不斷開拓延伸，生產能力加大，造成礦井運輸任務繁重，加大了礦井內無軌膠輪車運輸安全管理難度，導致礦井內無軌膠輪車事故率頻繁，嚴重威脅著礦井運輸安全。

大同煤礦集團大唐塔山煤礦位于大同市南郊區以南14km，礦井設計生產能力為15.0Mt/a，開采煤層為3#～5#石炭系煤層，礦井采用平硐開拓方式。塔山礦物料及人員采用礦用防爆無軌膠輪車進行運輸，礦井內物料及人員運輸量大，造成礦井膠輪車運輸任務重。由于塔山礦投產前期（2008年～2014年）未建立完善的無軌膠輪車安全監管系統，導致膠輪車運輸系統紊亂，運輸事故率高。根據塔山礦輔助運輸科統計分析，2008年～2014年共計發生14起無軌膠輪車運輸事故，事故率達37.8%，共計造成礦井經濟損失達150萬元，嚴重威脅煤礦安全生產。對此，為提高礦井運輸安全管理水平，同時根據《煤礦安全生產標準化標準》要求：運行5臺以上無軌膠輪車的礦井應安裝定位跟蹤系統，大同煤礦集團輔助運輸管理處研發了一套無軌膠輪車安全監管系統，并在實際中進行應用。

2 礦用無軌膠輪車安全監管系統分析

2.1 車輛入井管理系統

（1）在井口設置車輛管理中心，配備電腦集中監控臺，形成車輛入井管理系統，統一對進出車輛進行集中管理。將先進的圖像對比技術應用到出入井口的工作站中，實時地對出入井車輛進行圖像分析比對，收集出入井車輛信息，如圖1所示。

（2）本系統共有2個車道，1個進車道，1個出車道，在井口進道口和出道口位置分別安設智能化Bluetooth掃描儀、攝像機、主機箱、控制器。整個系統共安設藍牙掃描器2臺，攝像機2臺，控制器2臺，機箱2套。

（3）在每一臺礦用無軌膠輪車上安裝一個Bluetooth信息卡，每一張卡對應一個密碼，密碼唯一不重復。當車輛行至井口Bluetooth檢卡器位置前后5m范圍之內，Bluetooth檢卡器自動識別車載Bluetooth信息卡密碼和信息，自動起降井口欄桿。將具有近距離識別功能的Bluetooth讀卡器安設到進車道一側，同時要能保證系統具備車牌識別功能。當車輛出入井口時系統能自動識別車牌信息并拍照記錄，同時將信息同步至數據庫備查，如圖2所示。

圖1 塔山礦車輛入井管理系統示意圖

圖2 塔山礦車輛入井管理系統實物圖

2.2 車輛定位跟蹤系統

車輛定位跟蹤系統能夠實現的功能有：精確定位車輛、回放車輛軌跡、超速和超時報警等。采用加強定位算法使得定位車輛精度控制在10m以內，同時使該系統連通井口道閘系統，基于兩個系統數據進行比對來實現車輛的唯一性檢測，從而實現車輛的精準調度。該系統的監控室設置在輔運調度管理中心，其他設施包括：地面定位服務器、分站監控主機、地面分站控制器、井下分站控制器。

系統核心功能體現在：

（1）車輛運行精準定位。即便是運行中的車輛，定位精度也可達10m以內。通過此系統可以實時對井下各作業點的輔助運輸車輛位置、運行分布、運行軌跡準確掌握，從而為車輛的精準調度提供信息支撐。

（2）車輛突發情況求救。礦井車輛長期在粉塵和潮濕環境中運行，易發生故障。一旦車輛故障可通過按動識別卡的求救按鈕請求地面車輛救援。

（3）設計可靠且易操作。本系統基于安全可靠的設計原則，從擴容、維護和操作方面做了大量的工作。

2.3 系統集成

對車輛定位跟蹤管理系統和車輛入井管理系統進行互聯互通形成車輛安全監管系統。可實現礦井車輛在一個系統中集中管理，實時監控車輛出入井以及數據的存儲，車輛精確定位，車輛的運行軌跡監測，車輛超速超時報警等，有效地提高了車輛調度管理，提升了礦井輔助運輸的安全管理水平。當井下遇到突發情況時，救援人員能夠通過定位系統準確地判斷事故位置，給救援搶險贏得最寶貴的時間。

3 安全監管系統優點

（1）無軌膠輪車安全監管系統是由入井管理系統和定位跟蹤管理系統相融合，具有高安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

（2）車輛入井管理系統實行井口管理中心電腦集中監控，在井口管理中心設置監控管理主機，車輛采用藍牙感應式ID卡或有效密碼實現車輛出入井控制，對進出車輛進行統一管理。

（3）車輛定位跟蹤系統能夠實現車輛精確定位、車輛軌跡回放、車輛超速管理和超時管理等功能，車輛定位精度在10m以內。

（4）車輛定位管理跟蹤系統與車輛入井管理系統實現數據互聯互通，可實現礦井車輛在一個系統中集中管理，有效地提高了輔助運輸的安全管理。

4 結 語

大同煤礦集團大唐塔山煤礦采用礦用無軌膠輪車安全監管系統后，有效解決了井下車輛定位跟蹤和出入井管理難度大等問題，實現了對出入井車輛精確定位，實現了運行軌跡，超速超時等車輛狀態的實時監控，有效地提高了車輛精準調度能力。通過研究發現，塔山礦采用車輛安全監管系統后，提升了礦井輔助運輸的安全管理水平，井下無軌膠輪車事故率降低至11%以下，每年節約車輛維修、成本費用達47萬元，取得了顯著的安全、經濟效益。