无轨运输矿井车辆安全监管系统研究与应用

赵 越

（大同煤矿集团辅助运输管理处，山西 大同 037003）

1 概 述

随着煤矿生产技术水平不断提高，矿用隔爆无轨胶轮车在我国多数平硐开拓矿井被广泛应用。但是由于矿井不断开拓延伸，生产能力加大，造成矿井运输任务繁重，加大了矿井内无轨胶轮车运输安全管理难度，导致矿井内无轨胶轮车事故率频繁，严重威胁着矿井运输安全。

大同煤矿集团大唐塔山煤矿位于大同市南郊区以南14km，矿井设计生产能力为15.0Mt/a，开采煤层为3#～5#石炭系煤层，矿井采用平硐开拓方式。塔山矿物料及人员采用矿用防爆无轨胶轮车进行运输，矿井内物料及人员运输量大，造成矿井胶轮车运输任务重。由于塔山矿投产前期（2008年～2014年）未建立完善的无轨胶轮车安全监管系统，导致胶轮车运输系统紊乱，运输事故率高。根据塔山矿辅助运输科统计分析，2008年～2014年共计发生14起无轨胶轮车运输事故，事故率达37.8%，共计造成矿井经济损失达150万元，严重威胁煤矿安全生产。对此，为提高矿井运输安全管理水平，同时根据《煤矿安全生产标准化标准》要求：运行5台以上无轨胶轮车的矿井应安装定位跟踪系统，大同煤矿集团辅助运输管理处研发了一套无轨胶轮车安全监管系统，并在实际中进行应用。

2 矿用无轨胶轮车安全监管系统分析

2.1 车辆入井管理系统

（1）在井口设置车辆管理中心，配备电脑集中监控台，形成车辆入井管理系统，统一对进出车辆进行集中管理。将先进的图像对比技术应用到出入井口的工作站中，实时地对出入井车辆进行图像分析比对，收集出入井车辆信息，如图1所示。

（2）本系统共有2个车道，1个进车道，1个出车道，在井口进道口和出道口位置分别安设智能化Bluetooth扫描仪、摄像机、主机箱、控制器。整个系统共安设蓝牙扫描器2台，摄像机2台，控制器2台，机箱2套。

（3）在每一台矿用无轨胶轮车上安装一个Bluetooth信息卡，每一张卡对应一个密码，密码唯一不重复。当车辆行至井口Bluetooth检卡器位置前后5m范围之内，Bluetooth检卡器自动识别车载Bluetooth信息卡密码和信息，自动起降井口栏杆。将具有近距离识别功能的Bluetooth读卡器安设到进车道一侧，同时要能保证系统具备车牌识别功能。当车辆出入井口时系统能自动识别车牌信息并拍照记录，同时将信息同步至数据库备查，如图2所示。

图1 塔山矿车辆入井管理系统示意图

图2 塔山矿车辆入井管理系统实物图

2.2 车辆定位跟踪系统

车辆定位跟踪系统能够实现的功能有：精确定位车辆、回放车辆轨迹、超速和超时报警等。采用加强定位算法使得定位车辆精度控制在10m以内，同时使该系统连通井口道闸系统，基于两个系统数据进行比对来实现车辆的唯一性检测，从而实现车辆的精准调度。该系统的监控室设置在辅运调度管理中心，其他设施包括：地面定位服务器、分站监控主机、地面分站控制器、井下分站控制器。

系统核心功能体现在：

（1）车辆运行精准定位。即便是运行中的车辆，定位精度也可达10m以内。通过此系统可以实时对井下各作业点的辅助运输车辆位置、运行分布、运行轨迹准确掌握，从而为车辆的精准调度提供信息支撑。

（2）车辆突发情况求救。矿井车辆长期在粉尘和潮湿环境中运行，易发生故障。一旦车辆故障可通过按动识别卡的求救按钮请求地面车辆救援。

（3）设计可靠且易操作。本系统基于安全可靠的设计原则，从扩容、维护和操作方面做了大量的工作。

2.3 系统集成

对车辆定位跟踪管理系统和车辆入井管理系统进行互联互通形成车辆安全监管系统。可实现矿井车辆在一个系统中集中管理，实时监控车辆出入井以及数据的存储，车辆精确定位，车辆的运行轨迹监测，车辆超速超时报警等，有效地提高了车辆调度管理，提升了矿井辅助运输的安全管理水平。当井下遇到突发情况时，救援人员能够通过定位系统准确地判断事故位置，给救援抢险赢得最宝贵的时间。

3 安全监管系统优点

（1）无轨胶轮车安全监管系统是由入井管理系统和定位跟踪管理系统相融合，具有高安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

（2）车辆入井管理系统实行井口管理中心电脑集中监控，在井口管理中心设置监控管理主机，车辆采用蓝牙感应式ID卡或有效密码实现车辆出入井控制，对进出车辆进行统一管理。

（3）车辆定位跟踪系统能够实现车辆精确定位、车辆轨迹回放、车辆超速管理和超时管理等功能，车辆定位精度在10m以内。

（4）车辆定位管理跟踪系统与车辆入井管理系统实现数据互联互通，可实现矿井车辆在一个系统中集中管理，有效地提高了辅助运输的安全管理。

4 结 语

大同煤矿集团大唐塔山煤矿采用矿用无轨胶轮车安全监管系统后，有效解决了井下车辆定位跟踪和出入井管理难度大等问题，实现了对出入井车辆精确定位，实现了运行轨迹，超速超时等车辆状态的实时监控，有效地提高了车辆精准调度能力。通过研究发现，塔山矿采用车辆安全监管系统后，提升了矿井辅助运输的安全管理水平，井下无轨胶轮车事故率降低至11%以下，每年节约车辆维修、成本费用达47万元，取得了显著的安全、经济效益。