摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)水平的不斷發(fā)展，生產(chǎn)生活所需要的煤炭量也在逐年增加?，F(xiàn)如今，煤礦的采礦作業(yè)井巷在不斷的加深，而且各式礦用機(jī)車(chē)出現(xiàn)在了煤礦開(kāi)采作業(yè)中，井下機(jī)車(chē)安全可靠運(yùn)行已經(jīng)成為決定煤礦安全生產(chǎn)的重要部分。本文通過(guò)對(duì)煤礦井下運(yùn)輸實(shí)際情況的研究，針對(duì)當(dāng)前平巷運(yùn)輸過(guò)程所存在的問(wèn)題，提出了煤礦平巷運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車(chē)運(yùn)行的自動(dòng)化調(diào)度。

關(guān)鍵詞：平巷運(yùn)輸 監(jiān)控 調(diào)度

中圖分類號(hào)：TD524；TD76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0088-01

近些年來(lái)我國(guó)煤礦業(yè)的采掘機(jī)械化程度越來(lái)越高，工作面產(chǎn)量也有著大幅度的增加，這對(duì)于井下大巷的運(yùn)輸能力提出了更高的要求。井下運(yùn)輸?shù)闹饕绞绞擒壍肋\(yùn)輸，也就是說(shuō)要完成當(dāng)前大量煤礦的運(yùn)輸任務(wù)，必須增加機(jī)車(chē)數(shù)量以增大運(yùn)力。繁重的運(yùn)輸任務(wù)，長(zhǎng)時(shí)間的往返運(yùn)輸，勢(shì)必會(huì)增加機(jī)車(chē)出軌、翻車(chē)等情況的發(fā)生，對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)而言，這是一個(gè)極大的安全隱患。細(xì)數(shù)煤礦運(yùn)輸事故的發(fā)生原因，大多是因?yàn)榫逻\(yùn)輸過(guò)程缺乏高性能、高穩(wěn)定性的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)煤礦運(yùn)輸過(guò)程所出現(xiàn)的情況未能及時(shí)檢測(cè)到。本文根據(jù)當(dāng)前井下運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，分析了運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際需求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了更為細(xì)致的設(shè)計(jì)研究，旨在能夠?yàn)槊旱V平巷運(yùn)輸提供一個(gè)半自動(dòng)化的機(jī)車(chē)調(diào)度運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。完整的煤礦軌道運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)具有整套的信號(hào)設(shè)備，同時(shí)這些設(shè)備彼此電氣集中，主控中心可以實(shí)時(shí)控制一線設(shè)備同時(shí)檢測(cè)他們的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，而且設(shè)備信號(hào)之間相互連鎖。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)是基于模塊化思想進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這里將煤礦平巷運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)分成三大部分：機(jī)車(chē)定位系統(tǒng)、道岔口控制系統(tǒng)、無(wú)線通訊系統(tǒng)。

機(jī)車(chē)定位子系統(tǒng)：該部分主要作用是跟蹤定位運(yùn)行機(jī)車(chē)，主要組成部分是讀卡分站、射頻定位裝置、識(shí)別卡、泄漏電纜、計(jì)算機(jī)等設(shè)備。之所是使用泄露電纜，是因?yàn)樵撾娎|可以將信號(hào)發(fā)射、傳輸以及接受三個(gè)過(guò)程合在一起同時(shí)進(jìn)行。電纜傳輸過(guò)程中，其周?chē)鷷?huì)形成電磁波，這些泄漏出來(lái)的電磁波不僅可以沿著電纜向前傳輸，還可以向周?chē)沫h(huán)境輻射，這樣就形成了一個(gè)連續(xù)無(wú)線電波漏泄場(chǎng)。正是因?yàn)槁┬箞?chǎng)的存在，才使得整個(gè)平巷內(nèi)的讀卡分站、定位裝置以及標(biāo)示卡之間能夠?qū)崿F(xiàn)通信。在平巷運(yùn)輸軌道中設(shè)置定位裝置以及讀卡分站，同時(shí)給每一個(gè)機(jī)車(chē)都安裝具有唯一編號(hào)信息的標(biāo)識(shí)卡。射頻定位裝置內(nèi)部的射頻收發(fā)模塊不間斷的向周?chē)h(huán)境中的標(biāo)識(shí)卡發(fā)送表明其位置的信號(hào)，一旦機(jī)車(chē)運(yùn)行至定位裝置信號(hào)發(fā)射區(qū)域，就可以接收到這些位置信號(hào)；機(jī)車(chē)運(yùn)行至讀卡分站識(shí)別區(qū)域時(shí)，將會(huì)通過(guò)自身所安裝的射頻模塊，將帶有自身身份信息以及之前所接收到的定位器信息，一同發(fā)送給讀卡分站，同時(shí)經(jīng)由RS485發(fā)送至上層計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算分析，根據(jù)標(biāo)識(shí)卡所攜帶的定位信息來(lái)確定機(jī)車(chē)運(yùn)行的位置。

道岔口控制子系統(tǒng)：該部分主要由光端交換機(jī)、PLC、道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)、光纜等設(shè)備組成，同時(shí)根據(jù)道岔位置來(lái)分別安裝這些設(shè)備。為了能夠保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，這里將光端交換機(jī)與計(jì)算機(jī)之間用光線相連，組成一個(gè)以太環(huán)網(wǎng)。光信號(hào)與電信號(hào)相互轉(zhuǎn)換后在通過(guò)網(wǎng)口連接至PLC，不同PLC的IP也不相同。道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)是由PLC控制的，道岔到位后，將會(huì)觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)，并向PLC的輸入端發(fā)送一個(gè)到位信號(hào)。計(jì)算機(jī)與PLC之間執(zhí)行的通訊協(xié)議是TCP，計(jì)算機(jī)通過(guò)fins指令來(lái)控制PLC的I/O存儲(chǔ)器執(zhí)行寫(xiě)操作，同時(shí)控制PLC的輸出模塊置位和復(fù)位，進(jìn)而對(duì)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)扳道實(shí)施控制；計(jì)算機(jī)還可以對(duì)PLC的I/O存儲(chǔ)器執(zhí)行讀操作，可以不間斷的讀取道岔位置信息。

無(wú)線通訊子系統(tǒng)：在井下實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)輸線路、一線開(kāi)采面、運(yùn)行中的機(jī)車(chē)與煤礦總調(diào)度中心的通訊非常困難，如果使用傳統(tǒng)雙絞線執(zhí)行通訊很容易受到環(huán)境的影響。無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為復(fù)雜環(huán)境的實(shí)時(shí)通訊提供的可能。無(wú)線局域網(wǎng)接入方式主要有兩種，一種是AP接入，另一種是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入。所謂AP接入方式是一種主從接入方式，即無(wú)線覆蓋范圍內(nèi)的所有用戶都可以直接與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)AP連接，一旦無(wú)線終端進(jìn)入AP覆蓋范圍，信息就可以發(fā)送給最近的AP，該信息之后可以通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至移動(dòng)交換中心，這樣所有的AP均可以通過(guò)移動(dòng)交換中心得到這個(gè)信息，也就是說(shuō)只要是在AP的覆蓋范圍內(nèi)，就可以得到該信息。本UT2yfZq3nLrKOvh4IjitAQ==文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就是通過(guò)AP接入方式接入無(wú)線局域網(wǎng)的，在巷道內(nèi)鋪設(shè)AP，同時(shí)將軌道內(nèi)安裝的光端交換機(jī)通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)與這些AP相連接，這樣就形成了一個(gè)以太環(huán)網(wǎng)。

2 調(diào)度模塊設(shè)計(jì)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦平巷運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)閉鎖功能，本系統(tǒng)的調(diào)度方式為：主次排列通過(guò)，逐次通行，逐次解鎖。

（1）tb_進(jìn)路。

將運(yùn)輸路程劃分成相同長(zhǎng)度的進(jìn)路段，同時(shí)對(duì)每一個(gè)金路段分配不同的編號(hào)，而且將大巷運(yùn)行軌道中的某一段設(shè)定為起止路線標(biāo)志。

（2）tb_進(jìn)路道岔狀態(tài)。

劃分出的每一個(gè)進(jìn)路段都可能需要包含數(shù)個(gè)道岔，同時(shí)這些道岔的位置可能是不同形式，既可以是直行道岔，也可以是轉(zhuǎn)彎道岔。如果想要開(kāi)放進(jìn)路，那么事先所需要做的就是扳動(dòng)這個(gè)進(jìn)路中的所有道岔，以滿足運(yùn)行要求。

（3）tb_敵對(duì)進(jìn)路。

為了保證機(jī)車(chē)能夠安全可靠的運(yùn)行，當(dāng)某一段進(jìn)路開(kāi)放通行后，就需要將與這段進(jìn)路相抵觸的所有進(jìn)路實(shí)施閉鎖操作，也就是說(shuō)一段進(jìn)路開(kāi)放，那么與這段進(jìn)路相抵觸的進(jìn)路就必須處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣才能夠避免出現(xiàn)機(jī)車(chē)運(yùn)行事故的發(fā)生。當(dāng)機(jī)車(chē)運(yùn)行出該段進(jìn)路后，既可以解鎖該段進(jìn)路。

煤礦平巷運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)乎到煤礦的安全生產(chǎn)，對(duì)平巷運(yùn)輸過(guò)程以及機(jī)車(chē)運(yùn)行情況采取實(shí)時(shí)監(jiān)控有著非常重要的實(shí)際意義。通過(guò)該系統(tǒng)煤礦的總調(diào)度中心就可以實(shí)時(shí)掌握平巷中運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)際情況，能夠及時(shí)調(diào)度，及時(shí)采取相應(yīng)事故防止措施。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中得以應(yīng)用，就目前的效果來(lái)看，對(duì)于平巷的安全可靠運(yùn)輸過(guò)程起到了一定的作用。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方，在今后的工作中，將繼續(xù)對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行研究，以期能夠不斷提高系統(tǒng)性能。

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