自动化无人值守技术在煤矿井下带式输送机上的应用刍议

鹿康康

摘 要：自动化无人值守技术融合了多种技术，包括多媒体显示技术，智能终端技术，人机界面的开发技术等。目前，在智能控制系统技术方面当属自动化无人值守技术含量最高，这有赖于自动化无人值守技术的众多优势，比如性能可靠的可编程控制器，配以多种检测方式使得控制纽件在运行过程中，完成带式输送机应有的设备闭锁控制及速度闭环控制。基于此，本文首先从两个方面剖析了自动化无人值守技术，随后从四个方面介绍了自动化无人值守技术的系统构成，并对其推广应用前景进行了简要分析。以此来供相关人士交流参考。

关键词：自动化无人值守技术;煤矿;智能终端

随着科技稳步发展，机器化换人，自动化减人战略在煤矿企业中不断开展并实施，自动化无人值守技术是煤矿安全生产的主要组成部分，煤矿电力系统的改造已经成为了一种发展趋势，实现煤矿自动化无人值守技术，使得煤矿系统得以优化，明显提高了效率。

一、自动化无人值守技术概述

（一）技术概述

在煤矿综采工作方面，煤炭运输的主要设备是井下带式输送机，其控制技术系统质量和可靠性严重影响着整条输送机的运行质量和效率，具有至关重要的作用。目前，皮带机综合保护系统方式是煤矿井下带式输送机的主流控制方式，但此方式无法实现远程控制，也不能在手持终端详细查看，难以保证现代矿井高产、高效、安全的生产使用要求。现代化矿井要求是符合节能环保，高产高效。目前现有井下带式输送机控制技术的难点在于，如何采用新型“自动化无人值守系统”替代传统的电控系统。自动化无人值守技术专门用于煤矿井下胶带机，集工作面的集控制、检测、保护、通话、语言报警于一体的无人值守系统。系统采用了先进的工业嵌入式计算机控制、完成集中十分布式控制、现场 CAN 总线技术等。主控采用10.4时液晶显示屏，设备的各种状态以彩色图形、动画、汉字等多种形式呈现， 在参数设定和故障位置方面均以汉字显示。除电源箱以外，系统其他所有部件均为全型设备，从面使系统的密封至少达到了 IP54标准[1]。

（二）系统特点

1.调度室集中且远程进行监控、监测。2.调度室通过语音进行调度指挥。3.在井下可通过手持终端查看转载点视频，可及时与各个皮带、调度室进行语音通话。4.每条皮带转载点都相应放置一台摄像头，对监控落煤点情况进行实时监控，最大限度保障生产安全。5.主控设备能实现带式输送机的逆煤流启动，顺煤流停车逐辑关系。除此之外控制系统应配备以太网转换模块，通过工业环网可直按接入调度室，实现远程的一键启停与集中监控。6.为了方便满足不同的现场要求和设备检修应设置单条设备起车。

二、自动化无人值守技术的系统构成

（一）沿线无人值守、调度室集控平台

为了实现对相关皮带的控制，在皮带机头应该放置一台主控制器，首先通过主控制器实现对单设备的控制，随后对接入皮带的堆煤、跑偏、温度、速度、烟雾、撕裂、沿线急停等方面进行保护，此外还可以将电机的轴承温度，烧组温度接入主控制器内，实现对设备的监测。之后还应预留通讯接口，以便将运输设备整体信息上传到地面，积极有效的进行远程监控。此外手持终端监测 APP 可通过专用的防爆手机实现对落煤点的观察和有效的语音通话[2]。

（二）语音调度指挥系统

语音调度指挥系统是在 Windows 系统上开发的通讯设备。有效的将语音信号传送给语音通信网络电话或 IP 多功能对讲机等语音终端设备， 来保障通话功能的正常运行，方便对意外情况进行及时交流，根据现场情况，在井下控制台附件安装一台矿用隔爆兼本安型信号处理器。将处理器串入沿线，并通过以太网与基站相连。调度室安装一台蒂功能模块的调度主机、一部 IP 电话或 IP 对讲器。以现有的以太网为传输介质，即可实现带机沿线和井上調度中心扩播系统的互联互通。

（三）手持终端

在2.4G 无线 WIFI 网络搭建后，在信号覆盖有效区域内可使用手持式智能终端，此外，地面若需要手持终端控制及显示，就需要在适用范围内覆盖无线 WIFI 信号，并添加无线基站，同时还需要环网支持，把相关数据上传到地面。通过手持智能终端就可调取任意站点摄像仪的监控视频画面，并且在任意位置与胶带机附件的工作人员进行语音通话，同时又能对胶带机运行状态进行监控，可随时应用胶带机的启停控制和闭镜功能。在 WIFI 通讯技术的基础上，再结合无线数据传输网络，就可轻松实现网络通话功能，相关人员在井下任意位置就能与井上或沿线的工作人员互通电话，甚至视频监控，可及时监控井下任意位置的视频信息。此外胶带保护监控功能还可实现胶带机运行状志及传感器的状态实时监控，一键胶带机闭锁功能[3]。

（四）工业视频监控系统

在每条皮带的落煤点安装一台高清摄像头。通过监控主机多屏显示的功能，实现对落煤点和皮带的实时监控，减少工人的巡检工作。为了实现可视化控制，就要在关键点配置矿用隔爆型网络摄像仪。所有固定式网络摄像仪均采用720P 高清摄像仪，通过以太网接口直接连入附近交换机。在以下部位设置视频监控装置：带式输送机机头卸料部、张紧处、驱动部、机尾受料部等，并在所有安装摄像头的地点，同时配备合格的照明灯具，以确保图片的清晰。矿用隔爆兼本安型摄像仪属于数字式网络型，内置光电转换模块，视频传输是通过光纤进行的，图像收集于带式输送机驱动处，矿用隔爆兼本安型计算机集中显示，实现八画面视频监控功能。所有矿用隔爆兼本安型摄像仪供电电压为127V 电源，视频信号输出均为光信号，方便传输以避免干扰，摄像仅输出光信号，通过矿用阻燃光缕直接接入矿用隔爆兼本安型计算机进行数据存储，相关图像数据原则上存储时间不少于15天，此外还应同时配置无线基站、电源箱、摄像仪等设备[4]。

三、推广应用前景

自动化无人值守技术在解决了现有井下带式输送机控制技术难点的基础上，采用新型自动化无人值守系统替代传统的电控系统，是用于煤矿井下胶带机和工作面的集控制、检测、保护、通话、语言报警于一体的控制无人值守系统。给用户带来了前所未有的体验感，在功能和灵活性等方面展现出了令人惊喜的优势，此技术应用前景广泛。

四、结束语

近几年在煤矿运输行业发展较快的就是自动化无人值守技术，无人值守技术具有显著的智能化特性，而且运行起来相对较平稳、功能多且操作简单。将无人值守技术应用于煤矿井下带式输送机后发现，与常规控制系统相比智能无人值守技术具有显著优势，价值极高值得广泛推广使用。

参考文献：

[1] 杨振平.浅谈智能控制技术在煤矿井下带式输送机中的应用价值[J].科学技术创新，2018（2）：167-168.

[2] 张玮琛. 煤矿井下变电所无人值守的运行与管理[J].西部探矿工程，2019，31（007）：186-187.

[3] 刘佳佳.浅谈煤矿井下输送带运输系统自动化[J].当代化工研究，2019，000（003）：74-75.

[4] 左丽爽.关于煤矿井下输送带运输系统自动化的探究[J].信息周刊，2019，000（010）：1-1.