自動化無人值守技術在煤礦井下帶式輸送機上的應用芻議

鹿康康

摘 要：自動化無人值守技術融合了多種技術，包括多媒體顯示技術，智能終端技術，人機界面的開發技術等。目前，在智能控制系統技術方面當屬自動化無人值守技術含量最高，這有賴于自動化無人值守技術的眾多優勢，比如性能可靠的可編程控制器，配以多種檢測方式使得控制紐件在運行過程中，完成帶式輸送機應有的設備閉鎖控制及速度閉環控制。基于此，本文首先從兩個方面剖析了自動化無人值守技術，隨后從四個方面介紹了自動化無人值守技術的系統構成，并對其推廣應用前景進行了簡要分析。以此來供相關人士交流參考。

關鍵詞：自動化無人值守技術;煤礦;智能終端

隨著科技穩步發展，機器化換人，自動化減人戰略在煤礦企業中不斷開展并實施，自動化無人值守技術是煤礦安全生產的主要組成部分，煤礦電力系統的改造已經成為了一種發展趨勢，實現煤礦自動化無人值守技術，使得煤礦系統得以優化，明顯提高了效率。

一、自動化無人值守技術概述

（一）技術概述

在煤礦綜采工作方面，煤炭運輸的主要設備是井下帶式輸送機，其控制技術系統質量和可靠性嚴重影響著整條輸送機的運行質量和效率，具有至關重要的作用。目前，皮帶機綜合保護系統方式是煤礦井下帶式輸送機的主流控制方式，但此方式無法實現遠程控制，也不能在手持終端詳細查看，難以保證現代礦井高產、高效、安全的生產使用要求。現代化礦井要求是符合節能環保，高產高效。目前現有井下帶式輸送機控制技術的難點在于，如何采用新型“自動化無人值守系統”替代傳統的電控系統。自動化無人值守技術專門用于煤礦井下膠帶機，集工作面的集控制、檢測、保護、通話、語言報警于一體的無人值守系統。系統采用了先進的工業嵌入式計算機控制、完成集中十分布式控制、現場 CAN 總線技術等。主控采用10.4時液晶顯示屏，設備的各種狀態以彩色圖形、動畫、漢字等多種形式呈現， 在參數設定和故障位置方面均以漢字顯示。除電源箱以外，系統其他所有部件均為全型設備，從面使系統的密封至少達到了 IP54標準[1]。

（二）系統特點

1.調度室集中且遠程進行監控、監測。2.調度室通過語音進行調度指揮。3.在井下可通過手持終端查看轉載點視頻，可及時與各個皮帶、調度室進行語音通話。4.每條皮帶轉載點都相應放置一臺攝像頭，對監控落煤點情況進行實時監控，最大限度保障生產安全。5.主控設備能實現帶式輸送機的逆煤流啟動，順煤流停車逐輯關系。除此之外控制系統應配備以太網轉換模塊，通過工業環網可直按接入調度室，實現遠程的一鍵啟停與集中監控。6.為了方便滿足不同的現場要求和設備檢修應設置單條設備起車。

二、自動化無人值守技術的系統構成

（一）沿線無人值守、調度室集控平臺

為了實現對相關皮帶的控制，在皮帶機頭應該放置一臺主控制器，首先通過主控制器實現對單設備的控制，隨后對接入皮帶的堆煤、跑偏、溫度、速度、煙霧、撕裂、沿線急停等方面進行保護，此外還可以將電機的軸承溫度，燒組溫度接入主控制器內，實現對設備的監測。之后還應預留通訊接口，以便將運輸設備整體信息上傳到地面，積極有效的進行遠程監控。此外手持終端監測 APP 可通過專用的防爆手機實現對落煤點的觀察和有效的語音通話[2]。

（二）語音調度指揮系統

語音調度指揮系統是在 Windows 系統上開發的通訊設備。有效的將語音信號傳送給語音通信網絡電話或 IP 多功能對講機等語音終端設備， 來保障通話功能的正常運行，方便對意外情況進行及時交流，根據現場情況，在井下控制臺附件安裝一臺礦用隔爆兼本安型信號處理器。將處理器串入沿線，并通過以太網與基站相連。調度室安裝一臺蒂功能模塊的調度主機、一部 IP 電話或 IP 對講器。以現有的以太網為傳輸介質，即可實現帶機沿線和井上調度中心擴播系統的互聯互通。

（三）手持終端

在2.4G 無線 WIFI 網絡搭建后，在信號覆蓋有效區域內可使用手持式智能終端，此外，地面若需要手持終端控制及顯示，就需要在適用范圍內覆蓋無線 WIFI 信號，并添加無線基站，同時還需要環網支持，把相關數據上傳到地面。通過手持智能終端就可調取任意站點攝像儀的監控視頻畫面，并且在任意位置與膠帶機附件的工作人員進行語音通話，同時又能對膠帶機運行狀態進行監控，可隨時應用膠帶機的啟停控制和閉鏡功能。在 WIFI 通訊技術的基礎上，再結合無線數據傳輸網絡，就可輕松實現網絡通話功能，相關人員在井下任意位置就能與井上或沿線的工作人員互通電話，甚至視頻監控，可及時監控井下任意位置的視頻信息。此外膠帶保護監控功能還可實現膠帶機運行狀志及傳感器的狀態實時監控，一鍵膠帶機閉鎖功能[3]。

（四）工業視頻監控系統

在每條皮帶的落煤點安裝一臺高清攝像頭。通過監控主機多屏顯示的功能，實現對落煤點和皮帶的實時監控，減少工人的巡檢工作。為了實現可視化控制，就要在關鍵點配置礦用隔爆型網絡攝像儀。所有固定式網絡攝像儀均采用720P 高清攝像儀，通過以太網接口直接連入附近交換機。在以下部位設置視頻監控裝置：帶式輸送機機頭卸料部、張緊處、驅動部、機尾受料部等，并在所有安裝攝像頭的地點，同時配備合格的照明燈具，以確保圖片的清晰。礦用隔爆兼本安型攝像儀屬于數字式網絡型，內置光電轉換模塊，視頻傳輸是通過光纖進行的，圖像收集于帶式輸送機驅動處，礦用隔爆兼本安型計算機集中顯示，實現八畫面視頻監控功能。所有礦用隔爆兼本安型攝像儀供電電壓為127V 電源，視頻信號輸出均為光信號，方便傳輸以避免干擾，攝像僅輸出光信號，通過礦用阻燃光縷直接接入礦用隔爆兼本安型計算機進行數據存儲，相關圖像數據原則上存儲時間不少于15天，此外還應同時配置無線基站、電源箱、攝像儀等設備[4]。

三、推廣應用前景

自動化無人值守技術在解決了現有井下帶式輸送機控制技術難點的基礎上，采用新型自動化無人值守系統替代傳統的電控系統，是用于煤礦井下膠帶機和工作面的集控制、檢測、保護、通話、語言報警于一體的控制無人值守系統。給用戶帶來了前所未有的體驗感，在功能和靈活性等方面展現出了令人驚喜的優勢，此技術應用前景廣泛。

四、結束語

近幾年在煤礦運輸行業發展較快的就是自動化無人值守技術，無人值守技術具有顯著的智能化特性，而且運行起來相對較平穩、功能多且操作簡單。將無人值守技術應用于煤礦井下帶式輸送機后發現，與常規控制系統相比智能無人值守技術具有顯著優勢，價值極高值得廣泛推廣使用。

參考文獻：

[1] 楊振平.淺談智能控制技術在煤礦井下帶式輸送機中的應用價值[J].科學技術創新，2018（2）：167-168.

[2] 張瑋琛. 煤礦井下變電所無人值守的運行與管理[J].西部探礦工程，2019，31（007）：186-187.

[3] 劉佳佳.淺談煤礦井下輸送帶運輸系統自動化[J].當代化工研究，2019，000（003）：74-75.

[4] 左麗爽.關于煤礦井下輸送帶運輸系統自動化的探究[J].信息周刊，2019，000（010）：1-1.