無線視頻監控系統在井下無極繩絞車監控中的應用

萬明華

（汾西礦業兩渡煤業， 山西 靈石 031302）

引言

無極繩絞車是礦井常用輔助運輸方式，絞車在運行過程中需要有絞車司機控制制動牽引，多名輔助運輸人員跟車行走[1-2]。受到運輸巷道環境惡劣、絞車司機無法及時掌握現場情況等因素影響，絞車在使用過程中面臨脫軌、掉繩等安全風險[3-5]。采用一種系統實時監測絞車運行情況，以便提高安全預警能力對提升無極繩絞車運行可靠性具有顯著的促進意義[6-7]。為此，本文提出在礦井斜巷無極繩絞車運輸系統內布置無線視頻監控系統，通過采用本安攝像頭、無線基站，實時獲取梭車運送畫面、位置，便于絞車司機根據現場情況調整控制策略。

1 礦井無極繩及無線視頻監控系統結構

1.1 無極繩絞車結構

山西某礦斜巷布置的無極繩絞車結構包括有梭車、絞車、鋼絲繩、電控系統、壓繩輪組及相應軌道等，絞車通過控制鋼絲繩往復運動實現梭車運行控制，并依靠變頻器、減速箱控制絞車運行速度。無極繩絞車具備運輸量大、適應性強以及運輸距離遠等優勢。

1.2 視頻監控系統結構

為確保絞車司機可實時掌握梭車運行情況，提出的無線視頻監控系統結構如圖1 所示。該無線視頻監控系統可實時獲取梭車位置畫面，并通過無線網絡傳輸給絞車監控主機顯示屏，以便增強絞車司機控制能力。同時后期可通過礦井工業以太網將梭車位置畫面接入礦井地面調度中心，以便實現遠程監控。

圖1 無線視頻監控系統結構

無線視頻監控系統包括無線基站、無線監控攝像頭、紅外射頻車輛定位等，并通過PLC 對絞車運行實施控制。無線視頻監控獲取到的實時畫面可通過交換機接入礦井工業以太網內，從而將監測信息傳輸給地面調度中心。由于礦井已布置有工業以太網，且地面監控中心僅通過布置服務器、顯示大屏即可完成系統接入，整個結構較為簡單且技術成熟，為此文中就重點對絞車無線監控系統結構以及現場布置情況進行闡述。

2 無線視頻監控系統關鍵結構

無線視頻監控系統不需要在梭車上鋪設線纜，系統結構更為簡單且能滿足梭車長距離運輸監控需求。無線視頻監控系統主要結構包括有KBA12（A）W 礦井本安攝像機、LJY127 本安型錄像機、KT546-F 本安基站，具體現場布置情況如圖2 所示。KT546-F 本安基站采用光纜連接。

圖2 無線視頻監控系統現場布置示意圖

2.1 本安型無線攝像機

本安型無線攝像機布置在梭車上，隨著梭車運行實時監測現場畫面。無線視頻監控系統采用的攝像機型號為KBA12（A）W 礦井本安攝像機，該設備具有防潮、防霧、結構緊湊、可靠性強、體積小及質量輕等優點，可滿足煤礦井下惡劣環境使用需要。攝像機不僅可用于梭車運行監控，而且可用于對采掘作業面、水泵房等關鍵點進行監控。KBA12（A）W 礦井本安攝像機有紅外夜視功能，并配備有LED 補光燈，獲取到的井下畫面清晰。具體設備結構如圖3 所示，KBA12（A）W 礦井本安攝像機采用KDW25 固定式電源、DXH1/12 移動式電源供電。

圖3 本安型無線攝像機結構圖

2.2 錄像機

錄像機布置在絞車司機位置，用以接收KBA12（A）W 礦井本安攝像機獲取到的實時畫面。采用的錄像機型號為LJY127 本安型錄像機，具體結構包括有金屬外殼、電源、顯示屏及供電電源等，可實現監控畫面實時顯示及錄像回放功能。

2.3 無線基站

無線基站用以獲取KBA12（A）W 礦井本安攝像機監測信號，并將信號傳輸給LJY127 本安型錄像機。在絞車運輸路線內間隔100 m 布置一臺型號KT546-F 本安基站，具體基站結構如圖4 所示。基站信號傳輸集成TCP/IP 以及Wi-Fi 技術，可實現煤礦井下視頻、廣播以及語音等數據高效傳輸。

圖4 基站結構示意圖

3 現場應用效果分析

礦井1506 運輸斜巷長度共計950 m，在梭車前后分別布置一臺KBA12（A）W 礦井本安攝像機，用以監測梭車運行工況及斜巷內現場情況。在攝像機安裝過程中應做好防護，以避免出現天線被撞、攝像頭被淋水等情況；在無極繩絞車機頭位置布置LJY127 本安型錄像機，便于絞車司機實時獲取視頻畫面信息。現場對無線視頻監控系統應用情況進行測試，具體測試結構見表1。從表1 中看出，視頻監控系統表現良好，監控圖像質量佳、監控畫面切換速度快。

表1 視頻監控系統測試結構

無線視頻監控系統現場應用過程中監控畫面如圖5 所示。通過采用無線監控系統實現對梭車運輸遠程監控，絞車司機通過LJY127 本安型錄像機顯示屏掌握梭車運行工況。真正做到行車不行人，而且絞車司機可實時掌握梭車運行情況，采集現場參數，并與跟車人員進行實時信息交流。絞車司機可實時獲取梭車前方巷道及軌道情況，及時發現隱患并快速處理，同時也可為運輸事故后續分析、處理提供較為直觀的監控圖像資料。

圖5 現場監控畫面

4 結論

1）無極繩絞車是煤礦井下常用輔助運輸設備，無極繩絞車運行可靠性、安全性以及工作效率會直接影響礦井生產效率。為提高無極繩絞車綜合運行保障能力，根據井下環境以及實際需要，提出采用無線視頻監控系統監測無極繩絞車運行情況。

2）對無線視頻監控系統結構、關鍵設備以及現場布置情況進行設計，通過使用無線視頻監控系統可實現斜巷內環境參數采集、遠程數據傳輸等，絞車司機可遠程掌握梭車運行工況及斜巷情況，提高梭車運行安全性。