煤矿绞车运输安全管控系统的研究与应用

李大庆

（大同煤矿集团机电装备公司，山西大同 037003）

煤矿绞车运输安全管控系统的研究与应用

李大庆

（大同煤矿集团机电装备公司，山西大同 037003）

对煤矿井下辅助运输系统的现状进行了分析，对绞车运输方式的安全运行问题提出了自己的观点，针对安全运行问题提出了解决方案，采用无线射频识别技术，与煤矿现有人员定位系统相结合，通过采集人员定位卡信息，实现对巷道内人员信息的检测，确定巷道内人员信息，从而实现绞车与行人之间的互锁，实现绞车运输安全管控。

绞车运输；安全运行；无线射频识别；安全互锁

1 煤矿井下辅助运输系统现状分析

目前笔者所在公司煤矿井下辅助运输系统基本上都是采用绞车运输方式，而对于绞车运输工况环境要求和开起操作没有有效的控制装置，没有防护闭锁设施。由于绞车现场管理和自身保护系统不完善，导致井下绞车运输事故频发，各类绞车轨道提升（牵引）运输因不按照操作规程作业而发生的事故占辅助运输事故总数的三分之一以上[1]。

煤矿辅助运输系统的安全管理工作还处于粗放管理的层面，煤矿安全生产管理人员不能实时了解每部绞车的运行情况，不能实时了解绞车操作人员违章操作的情况，还没有规范化、系统化、信息化，不能有效地利用现有的煤矿通信网络、硬件资源，做到绞车运行情况集中监控和管理。

2 煤矿绞车运输安全管控系统

煤矿绞车运输安全管控系统是把绞车的相关操作规程融入该系统的操作软件，利用软件强制执行操作规程，通过对巷道内人员信息的检测，实现对绞车巷道“行车不行人，有人不起车”的控制，以及对绞车的开起操作加以限制，只有按照操作规程正确操作，才可开动绞车正常工作，同时实现绞车操作和违章记录、查询的功能，从技术的层面解决了违章操作，事故多发的局面。从而实现绞车运输安全管理从人防到技防的根本转变，变事后管理为事前预防。此系统的开发和应用可以实现绞车运输的精细化、规范化和信息化管理，对促进煤矿安全生产具有重要的意义[2]。

2.1 煤矿绞车运输安全管控系统主要技术参数

工作电压：AC127 V；

工作频率：2.4 GHz～2.45 GHz；

检测距离：0～100 m；

声级响度：≥85 dB（A）；

通信方式：CAN通讯和网络通讯。

2.2 煤矿绞车运输安全管控系统方案

研究内容包括：各类绞车装置的起动和停止信号控制；人员定位卡信息检测和检测区域范围；巷道内系统通讯能力的范围；系统运行状态及对设备操作记录等内容；数据存储记录和数据调取内容；网络通讯和远程监控内容。

该管控系统由矿用隔爆兼本安型绞车运输监控装置主机、矿用隔爆兼本安型音箱、矿用本安型读卡分站、本安型绞车控制信号装置用识别卡、矿用本安型速度传感器和通讯电缆组成。

根据当前煤矿辅助运输的现状，结合煤矿现有人员定位系统，采用无线射频识别技术，与煤矿现有人员定位系统相结合，通过采集人员定位卡信息，实现对巷道内人员信息的检测，确定巷道内人员信息，从而实现绞车与行人之间的互锁。

装置结合通过无线射频识别技术（RFID）采集识别卡信息，对采集到的数据信息循环读取，一台读卡设备一次读卡信息数大于80个，读卡信息距离大于100米，根据巷道环境布置安装，可有效对巷道人员实时监测[4]。对信息的采集具有防冲撞性技术，可准确识别高速运动的物体和多个识别卡信息，不会出现乱码信息或误码信息。将检测到的数据信息通过CAN总线的方式发送到装置主机，主机运算处理输出，通过液晶显示器，实时显示巷道工况环境，人员信息等内容。

2.3 煤矿绞车运输安全管控系统特点

（1）通过采用先进的无线射频识别技术，确定识别卡信息具有唯一性，实现对人员定位卡信息采集，在绞车开启前，自动检测巷道人员信息，确定巷道无人，绞车才能启动，检测巷道有人时，绞车自动闭锁，实现“有人不起车”[2]。

（2）运用无线射频识别技术，在绞车运行时，有人员进入巷道时，装置确定违章人员信息，并语音报警，提示违章人员退到安全区，提醒绞车司机停车，实现“行人不行车”。

（3）利用道岔控制器对沿线道岔实时监控，通过CAN总线通信，将信息传送到主机，便于绞车司机对沿线道岔位置掌控，选择运行路线，方便绞车运输。

（4）通过系统数据存储功能，对绞车运输中发生的违章现象和绞车状况记录存储，有效加强管控能力，杜绝非法运行。

（5）实现设备间数据信息稳定可靠传输。

3 煤矿绞车运输安全系统应用情况

2013年3 月起，煤矿绞车运输安全管控系统经在同煤集团公司本部15个矿试验并使用，设备安装、人员信息采集、通讯报警、人机交互操作等方面均正常可靠，使用效果良好。此系统的开发与应用，将最大限度地降低因绞车运输事故而导致的人员伤亡，减少因此带来的直接和间接经济损失，实现煤炭经济和安全效益的最大化。

目前绞车运输是矿井运输的重要环节，也是矿井安全管理的薄弱点。该系统的开发及推广使用，使绞车运输人员安全管理规范化，由人防上升到技防层面，从而使斜巷运输人员安全管理发生革命性的改变。本装置能够大幅降低绞车运输事故率和人员伤亡率。从根本上改变煤矿绞车运输事故频发的局面，同时提升绞车运输安全的管理水平[3]。

该装置具有绞车运输中的违章和绞车操作记录存储功能，为数据的溯源提供技术支持，将为煤矿绞车运输的安全管理工作提升一个层次，大大降低煤矿绞车运输中的事故隐患。在减少劳动用工、提高绞车运输效率、促进矿井安全生产等方面具有显著的经济效益和社会效益。

4 总体性能指标分析

无线射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，通过射频信号之间的电磁或电感耦舍实现数据采集与通信。具有非可视识别、存储容量大等特点，在现代物流、定位跟踪、信息化管理等领域具有广阔应用空间[4]。

本装置采用工控机作为该装置的控制核心，无风扇设计，功耗低，同时具有高可靠性、抗干扰能力强，可满足控制系统在恶劣环境下不间断工作的需求。通过隔离数字量I/O采集卡接受传感器信息，隔离通道均可承受2 500 VDC高电压，具有定时器、计数器中断处理功能。通过数据库进行数据信息记录存储。由网络接口并入井下环网，实现网络通讯功能和远程监控功能。

5 结束语

该系统采用的技术和设备较为先进、完整，信息采集、人员信息识别，通讯、控制、反馈及输出单元布局合理。软件开发程序和交互式操作界面应在今后的使用中不断改进更新，便于操作，性能优良，运行性能安全可靠，使绞车运输人员安全管理实现了精细化、现代化，由人防上升到技防层面，从而使斜巷运输人员安全管理发生革命性的改变。系统具有绞车运输中的违章和绞车操作记录存储功能，为数据的溯源提供技术支持，将为煤矿绞车运输的安全管理工作提升一个层次，大大降低煤矿绞车运输中的事故隐患，经济和社会效益显著，具有良好的推广前景和应用价值。

［1］寇党军，任从平.煤矿巷道绞车运输安全闭锁的研究与应用［J］.煤矿现代化，2006（05）：79-81.

［2］吴辉海.液压绞车［J］.煤炭科学技术，1983（4）：17-19.

［3］雷晓明.煤矿安全生产状况分析［J］.内蒙古煤炭经济，2006（1）：26-28.

［4］张连军，何春俐.无线射频识别技术的发展［J］.机械管理开发，2009（6）：89-90.

(编辑：王智圣)

图6 最大负荷年均增长率趋势

未来年份，湖北省第一类县域用电增长速度将放缓，第二类县域有所下降，第三类县域将保持高速增长，同时未来县域用电主体仍是第二类县域，第三类县域用电也有很大提升。

4 结论

本文在综合考虑县域电力需求与县域经济发展关系的基础上，提出了一种基于县域经济发展的电力负荷预测方法。该方法首先采用因子分析法和聚类分析法对县域经济进行分类，然后充分考虑县域经济发展与电力负荷增长的相关性，进而对电力负荷进行预测。最后，本文以湖北省县域为例，给出了湖北省未来典型年份的县域电力负荷预测结果。

参考文献：

［1］牛东晓，曹树华，赵磊，等.电力负荷预测技术及其应用［M］.北京：中国电力出版社，1998.

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［3］袁家海.电力与经济发展关系研究—方法、实证与预测［D］.北京：华北电力大学，2006.

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［6］游家兴.如何正确运用因子分析法进行综合评价［J］.统计教育，2003（5）：10-11.

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［12］陈红.电力系统短期负荷预测系统的实现［J］.电力系统自动化，1997，21（12）：58-60.

［13］徐东升，杨巍，魏哲，等.基于SPSS的短期负荷特性分析及其预测研究［J］.电力系统保护与控制，2009（21）：147-151.

［14］湖北省统计局，国家统计局湖北调查总队.湖北统计年鉴—2012［M］.北京：中国统计出版社，2012.

［15］高祥宝，董寒青.数据分析与SPSS应用［M］.北京：清华大学出版社，2007.

第一作者简介：张 维，男，1967年生，湖北武汉人，硕士，高级经济师。研究领域：配电网规划与评价。

(编辑：向 飞)

Study and Application of Mine Winch Transport Safety Management System

LI Da-qing
（Datong Coal Mine Group，Electromechanical Equipment Company，Datong037003，China）

The article analyzed the current situation of auxiliary transportation system of coal mine underground，discussed the safe operation of hoist transportation mode，proposed solutions for the safe operation problems.By using radio frequency identification technology，combined with the current coal mine personnel positioning system，card information collected by the personnel positioning，to realize the detection of the personnel information in roadway，so as to realize the interlocking between the winch and the pedestrian，and realized the winch transport safety management.

winch transport；safe operation；radio frequency identification；safety interlock

TD67

：B

：1009－9492(2014)12－0237－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.12.061

李大庆，男，1977年生，山西五台人，大学本科，工程师。研究领域：煤矿机电制造与管理。

2014－07－30