煤矿井下胶轮车运输智能控制与管理

刘 波

（山西长治经坊煤业有限公司， 山西 长治 047100）

引言

胶轮车作为我国当前煤矿井下作业较为常见的机电设备，负责运送物料和人员、维护巷道以及安装和拆除大型设备等。胶轮车的运输优势为承载能力较强，能够承载质量较重的物料。例如对于液压支架的运输，每次运输质量为35 t，对于人员的运输，每次运载10～30人，而材料的运输，可运载矸石3～10 t，自卸作业20 s即可完成。运输投入成本经济，有利于节省煤矿生产成本的投入。运输时间短，一次装载运输量稳定，可直达，有效提高了运载的效率，缓解了工作人员在井下作业的压力[1]。

1 煤矿井下胶轮车运输智能控制的组成

煤矿井下胶轮车运输智能控制作为一个机电装置的控制系统，主要由井下设备和地面设备两部分组成。其中井下设备除了有车辆识别卡、信号灯、光线传输接口、本安车辆识读器和信号灯控制器外，还有接线盒、胶轮车监控仪接口、矿用电源电缆、防爆电源、矿用通信光纤和矿用电信电缆。而地面设备主要由操作系统、环网介入、系统监控、信息交互链接、工控机、UPS电源、打印机、接口转换装置、标准机柜、车队客户端和音箱等软硬件组成。此外，为了防止重复投资，在胶轮车运输智能控制系统中，应用以太网来连接井下各数据传输接口，提高监控的准确率，如图1所示。

图1 胶轮车运输监控的组成

2 煤矿井下胶轮车运输智能控制系统设计要点

2.1 行车区间闭锁装置

对于煤矿井下胶轮车运输的智能控制，主要是利用信号灯对车辆行驶的状态进行调度指挥。因此必须在交叉路口、避让硐室与弯道等区域安装信号灯，引导驾驶人员安全行车。例如为了确保行车安全，提升运输线路的通过能力，需要在运输巷道每间隔相应的位置安装一个避让硐室，保证车辆之间的相互错车，让同一水平运输巷道的交错位置形成一个交叉口，并让不同的巷段、避让硐室和交叉路口相互连接，形成一个完整的无轨运输线路图，方便车辆运行过程中进行错车与调头。但需要注意的是，在安装信号灯时，必须以不同颜色信号来引导车辆运行，绿色箭头代表车辆需根据箭头指示的方向行驶，红色表示禁止通行，绿色则代表通信信号。

2.2 交叉路口信号灯

巷道内交叉路口较多，内部行车环境十分复杂，加上交叉路口属于一个双向区间位置，如果驾驶员在没有准确、可靠的信息引导下，就会发生违章驾驶的情况，从而导致交通堵塞，给煤矿的安全生产带来不利影响，因此必须加强对交叉路口到避让硐室的每一个行车路口的监控，在叉路口通往不同方向的巷道位置中安装信号灯，对单相区间严加监控，并在叉路口中间位置安装识别读卡器，用于多台信号灯共用的接近信号，方便对车辆的监控，让车辆在井下作业有序、稳定进行，从而达到自动调动的目的[2]。

2.3 弯道信号灯

在煤矿井下作业的过程中，一旦进入弯道部分，就会因视线问题影响到驾驶人员对车辆行驶的准确判断，因此必须在弯道区域的前方安装弯道信号灯，提醒驾驶人员即将进入弯道区域，避免与对面的车辆碰撞。例如在煤矿井下的行车巷道的弯道区域，需要在整个弯道区域安装车辆读卡器，一旦胶轮车进入到弯道，即可利用先进的RFID技术来检测车辆行驶的位置、方向和运输速度，做好井下车辆交通的指挥工作，避免车辆堵塞而引发交通安全事故。

2.4 直行巷道避让硐室信号灯

煤矿井下巷道宽度具有局限性，因此在车辆行车过程中，需要利用避让硐室来错车，保证巷道运输通畅。这就要求在避让硐室各位置设置双向区间，其他仅准许1辆胶轮车通过的区域设置单相区间，并安装信号灯，确保单相区间仅有单方向车辆通过[3]。例如在某煤矿井下2个避让硐室中的巷道2位单向区间中，允许上井车辆和下井车辆之间进行单向行车，信号灯与信号牌分别安装在巷道两个不同区域的避让硐室中，互为敌对关系。为实现单向行车区间的车辆控制，需要利用控制分站采集的一端信号灯位置对分站的车辆信息进行识别，掌握该车辆的历史信息，并对该车辆的运行方向进行判断，若车辆进入的方向和信号灯控制的方向相同，则控制分站就会通过敌对信号灯来发布指令，显示红灯时表示逆向车辆不能进入该巷道，显示绿灯表示允许进入。

3 胶轮车运输智能控制的日常管理

根据车辆基本巡检、周检、月检、年检和保养制度来检修，保证车辆正常使用。加大对车辆交接班的管理，交接前需要将车辆的行驶情况、存在问题和接班驾驶员交待清楚。下井前，做好车辆点检与试验工作，一旦发现有故障问题的车辆，禁止下井作业。同时加强对车辆行驶和停放的管理，禁止车辆行驶时空挡下坡，不能超载和超速。停车前需要打驻车制动，斜巷停车要注意采取相应措施处理。此外，巷道作为车辆行驶的主要空间，是安全生产的核心，因此对于巷道的管理方面，必须根据车辆运输的技术系数来设计巷道的高度、宽度、斜长与坡度，保证车辆调车硐室与人员躲避硐室适宜。并且在巷道空间，尽可能直行，不能出现障碍物，保证巷道畅通无阻，且路面平坦，不能存在积水淤泥和凹陷鼓起的问题。同时加强对安全防护设施的建设，在各运输巷道的交叉位置安装信号灯，保证信号闭锁。对于斜巷位置，应根据要求安装车辆失控的放缓冲装置与减速带，将警示标志悬挂在巷道坡道口、硐室口、交叉口和转弯位置，必要时还需安装反光贴，警示驾驶员安全驾驶[4]。

4 结语

应用胶轮车运输智能控制系统，有利于缓解煤矿井下作业人员的工作压力，提升生产效率，简化工作流程，避免安全事故发生。但是在应用胶轮车运输智能控制时，为提高控制效率，需要做好直行巷道避让硐室、弯道、交叉路口和行车区间闭锁装置等信号灯的设置工作，并做好对胶轮车智能控制的日常管理工作，以提高胶轮车运行效率与安全性。

[1]相心成，管仁业，殷连成.基于煤矿井下胶轮车运输监控系统分析[J].电子技术与软件工程，2014（15）：76.

[2]唐淑芳，邱上进.煤矿胶轮车运输安全的思考[J].煤矿机械，2015（8）：11-12.

[3]刘少杰，力省才，张生江，等.煤矿井下胶轮车运输智能控制与管理探索[J].电脑开发与应用，2013（10）：7-9.

[4]国峰，马洪刚，高峰.煤矿井下无轨胶轮车人员运输系统研究[J].煤矿机械，2013，34（4）：212-214.