煤矿“四超”车辆测量报警装置的研究与应用

孔几勇 类维龙

摘要：随着煤炭行业的快速发展，现在煤矿企业的科技化、信息化水平逐步提高，煤矿的科技创新工作成为了推动企业持续发展的必备因素。在2015年的人大会议上，李克强总理在政府的工作报告中首次提出了“互联网+”的概念。为充分发挥“互联网+99推动企业发展的优势，对我们煤炭行业来讲，隶属于高危行业，要想加快企业发展，既要懂得抓住国家倡导“互联网+”的发展格局，也要结合企业现状，大力推进加强科技创新方面工作的有效推进，让互联网与煤炭产业深度融合，创造新的发展形态。

关键词：煤炭行业 车辆测量报警装置 互联网

一、借助“互联网+”推动煤矿企业科技创新成果

在“互联网+”新形势的推动下，根据煤矿企业生产过程中的现状，研究设计了煤矿“三超”车辆报警装置。此装置的应用，大大提高了煤矿提升运输环节的安全性，同时有效的提高了生产工作效率，为煤矿企业的安全生产提供了有力保障。具体研究过程如下：

1.研究背景。提升运输环节的自动化、智能化在矿山生产中的应用愈来愈迫切，从总体情况看，近几年先进设备已在提升运输系统中得到了广泛的应用，但在细节处和关键薄弱节点上其采集和检测环节上还存在一定的欠缺。

尤其高产能与高生产效率需要大型、重型生产设备的投入，而运输环节就成为了面临的第一道难题，“四超”（超宽、超长、超高、超重）物料成为影响副井提升中的一道难题。而目前在现有检测环节中又没有较好的应用案例。

2.设计原理。煤矿“四超”车辆测量报警装置，可自动快速检测车辆长、宽、高和重量，评估得出系统运行的安全系数，发出报警并闭锁操作，为工作人员提供真实有效的判定依据，提高提升运输系统运行的安全保障。

该装置由监控后台、长度传感器、宽度传感器、高度传感器、重量传感器、通信转换器、光电开关、摄像器、照明器、LED显示屏、操车PLC、报警器及启闭电磁阀等相关组件组成。

长度传感器、宽度传感器、高度传感器、重量传感器、操车PLC分别与监控后台电连接。报警器、阻车器的电磁阀分别与操车PLC电连接：长度传感器、宽度传感器、高度传感器、重量传感器分别将检测数据传至监控后台，监控后台对所接收检测数据与预设数据阈值进行比较，当所检测车辆长度、宽度、高度或重量超标时，监控后台通过操车PLC控制报警器报警和控制阻车器关闭。其中，操车PLC通过通信转换器与监控后台电连接。具体地，本实施例中，长度传感器、宽度传感器、高度传感器、重量传感器、通信转换器均通过CAN总线于监控后台电连接，以满足工业需求。监控后台可使用工业计算机。

本装置还包括LED显示屏，LED显示屏与监控后台电连接，用于显示车辆的长度、宽度、高度和重量数据，传感器测量料车的实际状态（长、宽、高、重），通过CAN总线与工业计算机通信，将测得的数据通过软件显示在LED显示器上，当料车在设定的允许值内时仅显示，当测得的任意一个数据（长、宽、高、重）超出了设定的最大允许值时，通过操车PLC触发报警回路，发出声光报警，提醒工作人员注意，并将超出值显示在LED显示器上。同时操车PLC闭锁前阻车器，使阻车器无法打开，避免人员误操作。当操车在检修状态时解除声光报警和闭锁，已保证在维修工进行检修工作时不受此限制。

该装置还包括拍摄车辆图像的摄像器以及触发摄像器工作的光电开关：摄像器、光电开关分别与监控后台电连接。摄像器可采用高速工业相机，还配置照明器，用于给拍摄图像照明，使图像更清晰。当车辆通过时，光电开关触发摄像器工作，同时可触发照明器，对车辆连续拍照，并将车辆图像信息数据传送给监控后台，监控后台可将车辆图像的信息无缝拼接出带尺寸标注的整车图像。

在实际应用中，传感器设置在车辆行驶道路上的龙门架上。如车辆在巷道内行驶时，巷道内设置有龙门架。宽度传感器的一对激光传感器分别设置在龙门架的两个竖梁上：龙门架的横梁上设置有与横梁垂直的支撑杆：长度传感器的一对激光传感器分别设置在支撑杆的两端。高度传感器的一个激光传感器设置在龙门架的横梁上。另外，重量传感器设置在巷道的地面上。

本装置测量过程为实时，被测车辆不需要停车，以正常车速通过测量区域后即有测量结果，测量效率高;测量误差<1%，高于目前手工测量标准1%;适应环境广，可安装在井下或井上，安装过程简单。

3.创新点。研究设计的煤矿“四超”车辆测量报警装置原理简单，通过红外传感器检测物件的长、宽、高、重，精度高且性能稳定，目前此装置在国内领域尚未应用，在红外传感器的应用上突破创新，实现了既定的设计目标，达到了很好的使用效果。

4.应用效果。通过在现场的实际应用，有效避免了“四超”物件进入车场，进而解决了人员在处理问题时存在了危险因素，提高了人员的安全保障。对“四超”车辆实现了声光报警及自动闭锁的自动排查功能，降低了人员的劳动强度，产生了良好的安全效益和社会经济效益。

5.推廣应用。该报警装置设计原理、结构简单，实用性强，可广泛应用于对外部尺寸要求较高的场合，且可扩展性强，能够实现复杂的检测功能，可向同行业及类似场所广泛推广应用。

二、科技创新在煤矿企业中的重要性

1.提高企业的核心竞争力。利用科技创新能够促使企业发展战略适应市场经济的动态变化，有利于大力扩展企业的立足之地和发展前景，制定本企业最佳管理体制，提高企业的核心竞争力与综合实力，为企业在国内市场与国际市场开辟发展空间。

2.推动企业的经济发展。将“科技创新”方案与煤矿企业工作相融合，可以全面推动企业经济的持续发展，使企业的开发与经营运转走向成功，为企业的发展奠定丰厚的物质、文化基础，提升企业经济的抗干扰能力，避免企业发展受到外界不利因素的影响。

3.塑造高素质企业管理队伍。在煤矿企业工作中渗透“科技创新”理念，可以塑造高素质的企业团队，激发企业员工的创新意识，强化员工的实践技能，培养员工的突破性思想，为企业的发展建立一支高素质管理队伍。