矿用多功能车倒车影像系统实践应用

申 涛

(陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿，陕西 黄陵 727307)

0 引言

近年来，黄陵矿业公司一号煤矿安装、回撤作业频繁。多功能车作为安装、回撤期间运输设备的重要工具，实际使用频繁[1-4]。由于多功能车车身较大，如何安全完成车辆在井下巷道中调头、确保圆满完成工作任务一直是多功能车无轨运输的一道难题[5-9]。参考现代化轿车倒车影像系统，一号煤矿相关单位与厂家技术人员摸底交谈和3个月实践应用，于2019年1月，多功能车正式安装并投入使用。

1 运输设备

2013年7月，为助力实现综采工作面无轨化运输，黄陵矿业有限公司一号煤矿引进了莱州亚通重型装备有限公司生产的WC40E铲板式搬运车、WJ-7FB防爆柴油铲运机和山西煤机装备有限公司生产的WC40Y(B)型支架搬运车。目前，该矿共有6辆WC40E铲板式搬运车、2辆WJ-7FB防爆柴油铲运机、2辆WC40Y(B)型支架搬运车，以下统称为多功能车。车辆技术参数见表1。

表1 多功能车技术参数

2 倒车影像系统

2.1 主要性能

技术参数：采用CCD摄像头，最低照度≤0.2 lux；探测角度H>80°，V>70°。彩色显示屏不小于7寸，分辨率800×480，可扩展六画面显示。输入电压DC12～24 V，水平清晰度≥350线，工作电流≤300 mA，雷达探测范围为0.3～2.0 m。可自动检测与障碍物的距离，显示周边障碍物的图像；语音报警，真人发声；设置独立隔离防爆电源，具备过流、短路保护，抗干扰。能适应水幕，防水淋，探头防护等级≥IP67；视频探头自带LED辅助光源照明，适应全黑环境。

技术特点：设备符合GB 3836—2010及2016版《煤矿安全规程》的有关规定，同时具有防爆合格证、煤安证、生产许可证及MA标志。能满足煤矿井下潮湿、多尘的恶劣环境，同时适应不同温度变化，具备防雾、防尘功能。采用雷达与视频影像相结合的方式，使用超声雷达与红外视频相互映衬，对倒车时车辆后部及周边情况提供语音预警及影像观察，能够清晰地检测环境工况，及时提醒司机车辆与障碍物(人、设备等)的距离。显示器视角超宽，强光可视，井下更清晰，画面细腻，环境情况一目了然。采用6组超声波探测倒车雷达探头，利用超声波反射叠加反馈原理，精确计算障碍物距离，并转换为语音距离提示，给司机预警。探头采用特殊防磁技术，无信号干扰，对显示屏不产生屏闪现象；并采用特殊材料使探头防震、防水、防尘。具有扩展功能，依据车辆实际情况可以添加到4台视频摄像头，可形成360°无死角观察车辆周围环境。设备功耗极小，不影响车辆电源安全；体积小巧，安装简便，采用插接方式，灵活方便，不影响车辆的维修。

2.2 系统安装

支架搬运车倒车影像系统安装：在WC40Y(B)型支架搬运车车身前方排气栅栏下方左、右侧各安装1个矿用本质安全型ZDL12-T倒车雷达装置探头，安装高度距离地面400 mm。通过在车尾两侧距离地面位置400 mm处气割2个10 mm×10 mm的安装槽，焊接安装架，随后各安装1个ZDL12-T倒车雷达装置探头，如图1所示。在支架搬运车前方左侧照明灯和后方右侧照明灯空隙处各安装1个矿用本质安全型KBA12摄像头，安装高度1.2 m，如图2所示。同时在驾驶室安装1个矿用本质安全型PH12显示屏，如图3所示。

图3 矿用本质安全型PH12显示屏

图2 矿用本质安全型KBA12摄像头

图1 矿用本质安全型ZDL12-T倒车雷达装置探头

铲板车倒车影像系统安装：在铲板车的后方排气栅栏下方安装4个矿用本质安全型ZDL12-T倒车雷达装置探头，均匀分布，安装高度距离地面高度400 mm。在车尾安装1个矿用本质安全型KBA12摄像头，距离地面高度1.5 m。在驾驶室安装1个矿用本质安全型PH12显示屏。

铲运机倒车影像系统安装：在铲运机后方排气栅栏下方左、右侧各安装1个矿用本质安全型ZDL12-T倒车雷达装置探头，安装高度距离地面400 mm。在车尾安装1个矿用本质安全型KBA12摄像头，距离地面高度1.5 m。在驾驶室安装1个矿用本质安全型PH12显示屏。

2.3 实际应用

总体效果：多功能车倒车影像系统的成功安装使用，有效解决了司机在倒车期间的车辆后方可视性差的问题，缩小了驾驶盲区，为车辆安全调头提供了良好条件。

存在的问题及解决措施：经过半年多时间的现场使用，主要存在以下问题。①一号煤矿综采工作面进、回风顺槽和部分大巷路面均使用三合土铺垫，车辆行驶期间容易引起尘土飞扬，在影响多功能车司机的视线的同时，可能会造成不安全事故的发生[10-12]。采取措施：加强多功能车运行区域路面的洒水作业，确保行驶期间路面不出现长度超过5 m、厚度超过2 mm的尘土出现；②井下部分倒车硐室或井巷交叉点无照明灯或少照明灯，虽然该倒车影响系统采用远红外线工艺，但仍不足以看清楚后方安全距离，容易发生车辆剐蹭现象。采取措施：井巷沿途安装反光标识必须齐全，车辆照明必须完好，使用正常；③在实际使用过程中，倒车影像系统极易发生黑屏现象，不能较好地实现常态化作业。采取措施：加强日常倒车影像系统的检修维护。同时，在综采工作面安装、回撤期间，必须安排跟班检修工；④行驶至积水坑洼路面时，ZDL12-T倒车雷达装置探头易被泥污飞溅、覆盖，不能实现倒车时的可视化。采取措施：多功能车上必须准备擦拭毛巾，随时清理倒车雷达探头和摄像头上的泥污和灰尘；⑤支架搬运车使用频繁、发动机老化，行驶期间黑烟大。采取措施：加强多功能车的检修维护，做好车辆行驶前的各项检查。

日常检查维护：在日常使用完后，由于井下各条巷道路况的参差不齐和司机技术水平不一，除过对车辆本身进行日常检查外，还需对倒车影像系统进行检查维护。①每班接车后，检查摄像头和倒车雷达的完好，确保使用灵敏可靠；②检查各车辆倒车雷达和摄像头有无被泥污飞溅或覆盖，并及时清理；③检查倒车影像系统各部件缆线的完好；④检查倒车雷达和摄像头安装是否牢靠，有无松动，并及时进行处理。

3 结语

黄陵矿业一号煤矿立足于为大件设备运输保驾护航，通过在多功能车上安装矿用本质安全型倒车影像系统，为司机打造一个全方位的视野，为煤矿井下车辆预警提供了一种可行的方案。通过实时观察倒车区域的影像并能准确知道障碍物的距离，对于保护煤矿井下车辆和人员安全具有重要意义。通过对多功能车倒车影像系统的综合论述，指明了井巷辅助运输倒车过程中的安全举措，夯实了井下无轨化打造和多功能车运输的实践应用。在后期的多功能车运输过程中，还需对该倒车影像系统进行不断改造、完善，才能提高运输效率，减少运输事故，促进无轨化辅助运输系统的强力推进，助力矿井的安全生产。