煤矿井下轨道运输监控系统研究

煤矿井下轨道运输监控系统研究

徐智桂1   管生豹2

河南能源鹤煤六矿 河南省 鹤壁市 458000

摘要：煤矿事业蓬勃发展中生产规模也随之扩大，给安全稳定的运行带来严峻挑战，面对这样的形势轨道运输系统要不断加强工作管理效率。针对矿井开采中存在的材料领用、装车、运输、交接等环节的不规范问题，本文运用超高频识别技术、网络通信技术和计算机技术，研制出一种适用于矿井的运输管理体系。实践证明，采用此方法可以克服车辆积压、物料丢失、运力不足等问题，可以大大减少运输事故，降低煤炭生产成本。

关键词：煤矿；轨道；运输管理

引言

各种机电设备在煤矿开采和运输系统中具有重要作用。机电运输系统运行情况直接影响煤矿开采综合效益，因此，煤矿务必高度重视机电运输工作。根据相关实践可知，在煤矿机电运输系统中应用自动化技术，不仅能够加快机电运输速度，还可以有效避免各种机电运输故障。在此基础上，煤矿应合理运用各种自动化技术，努力推动机电运输系统向自动化方向发展。

1煤矿轨道运输系统现状

目前，矿井下的辅助交通以轨道为主，材料和人员输送依赖于轨道。物料的及时输送是矿井安全生产的重要保障，随着数字化、信息化和智能化的不断发展，煤矿的“信、集、闭”系统也日趋完善。该方法通过在轨道上设置传感器对线路的占空量进行监测，通过定向跟踪对机车进行定位，但无法确定机车编号和货物的运载状况。矿井内没有对轨道车辆进行安全监控，使得物资无法按时抵达目标地点，导致物资被错送至其他地区，影响了矿井的正常生产进行。车辆物料输送不规范，导致原料去向不明，矿井开采受到干扰，降低了矿井的经济效益。亟需对地下材料的输送情况进行监测，实时掌握其输送路线，既要监督输送进程，又要监督井下车辆作业，防止车辆空载，导致运输能力损耗。同时，对煤炭资源的运载数据进行统计，方便煤炭企业进行成本计算，提升煤炭企业的成本管理质量。在降低成本的前提下，煤矿轨道运输管理系统是保证产品质量的最佳方法。

2煤矿轨道运输管理系统的优化

2.1智能化技术在矿井主运输系统中的应用

现有煤矿机电运输专业多数存在设备岗点布置多、运输战线长、运输环节复杂的现象。多数煤矿采取前进式开采布置，随着采掘的不断延伸，运输环节随之增多。此外，由于煤矿员工年龄结构偏大、职工队伍的梯队建设缺乏有效补充，造成了岗点多、人员少，多数工作需要“跑岗”作业，造成运输效率低，且存在较大的安全隐患。智能化技术应用于矿井的主运输系统中，可以克服传统的运输障碍，实现智能远程操作或无人化机械运作。在智能主运输系统创建形成后，可具备掌握输送路线、定位信息、传输监控等功能，能及时掌握输送状态，把控输送速度，提高输送质量。此外，在带式输送机上安装智能化设备，进一步构建无线视频监控系统，便于辨别带式运输机上的异物，使运输流程更加简化，降低工作人员的劳动强度，提高运输效率，减少安全事故发生的概率。

2.2执行系统

执行系统主要包括气缸、气动阀等气动元件，负责根据控制系统的指令执行相应动作。（1）气动元件接收来自控制系统的控制信号。（2）根据接收到的信号，气动元件执行相应动作，如气缸的伸缩或气动阀的开启和关闭等。通过气压驱动，气动元件将信号转换为实际动作，实现制动和信号控制等功能。（3）执行系统将其运行状态反馈给监测与反馈系统，形成闭环控制。这样的设计使得执行系统具有快速响应和高精度控制能力，同时易于维护和调整，为井下轨道运输安全设施提供了有效的执行手段，确保了运输过程的安全与稳定。

2.3实时监控模块

实时监控模块是系统的基础，负责收集井下胶轮车的实时数据，包括位置、速度、载重等信息，通过传感器、GPS等技术实现。该模块需处理大量实时数据，确保信息的准确性和时效性，为系统的其他模块提供基础数据支持。实时监控模块通过集成先进的传感器技术、无线通信技术和计算机网络技术，实现对胶轮车运输状态的实时监测、数据采集与处理，从而提供实时动态的运输管理与决策支持。首先，利用多种传感器，如GPS定位传感器、加速度传感器、温度传感器等，实时采集胶轮车的位置、速度、环境温度等关键运行参数。这些传感器的数据通过无线网络技术实时传输至中央监控系统，确保数据传输的低延迟和高可靠性。接着，中央监控系统采用高性能计算技术对收集到的大量数据进行实时处理与分析，运用数据融合算法提高数据的准确性和可靠性。为进一步提升实时监控模块的性能，系统采用了基于事件驱动的数据处理机制，即仅在检测到关键事件发生时才触发数据处理和响应流程，从而优化系统资源的使用，提高处理效率。实时监控模块还包括数据可视化和报警机制。数据可视化通过图形界面展现胶轮车的实时位置、运行轨迹、状态指标等信息，使管理人员能够直观地掌握车辆运行情况。报警机制则在检测到异常事件或性能下降时，立即通过短信、电邮等方式通知管理人员和驾驶员，以便及时采取措施，防止事故的发生。实时监控模块的设计和实现依赖于跨学科技术的综合应用，包括但不限于传感器技术、无线通信技术、数据处理和分析技术。该模块不仅提高了煤矿井下胶轮车运输的安全性和效率，也为管理决策提供了实时数据支持，展现了系统设计领域内对先进技术综合应用能力的要求。通过精确的实时监控，煤矿企业能够有效地降低运输过程中的安全风险，提升运输效率，从而达到提高生产效率和保障矿工安全的双重目标。

2.4控制程序流程设计

系统的运行离不开软件的控制，只有设计良好的软件模块才可保证整个系统安全、稳定的运行。因此，针对煤矿运输智能控制与优化调度需求，需设计合理的软件模块，包括控制方式选择程序、数据处理程序、车辆丢失判断程序、通信状态诊断程序等。该系统中共包含自动控制、手动控制、维修3种控制模式，一般情况下，由系统自动控制；若需对现场转辙机单独控制时，则可将系统调节到手动控制模式；若系统出现故障，则将系统调节到维修模式，通过3种模式之间的切换与配合，使整个系统安全、稳定的运行。

2.5运输装置与系统优化

煤矿辅助运输技术的应用，需要能够结合煤矿井下作业的实际情况来进行优化调整，才能够确保其在煤矿生产作业中发挥更大的作用。在这一前提下，对煤矿辅助运输技术的应用研发，应能够结合具体的煤矿开采作业情况来进行规划。考虑现阶段煤矿开采作业中应用的煤矿辅助运输系统大多仍以运输牵引装置为主，促进煤矿辅助运输技术的发展，也应考虑通过对运输牵引装置的优化来实现。从这方面来看，可以将无轨辅助运输装置与自动化途中运输系统结合起来，依次为依据来对运输牵引装置进行优化调整。例如，在某矿区的井下辅助运输作业中，为提升煤矿辅助作业的实际效果，该矿区规划了两种不同的辅助运输系统方案。第一种方案为应用无轨胶轮车配合架空乘人装置的方式，分别进行物料和人员的运输；而第二种方案则以单轨调运物料配合架空乘人装置的方式来进行辅助运输。

结语

综上所述，气动控制装置凭借稳定性好、快速响应和易于维护的优点，在提高矿井轨道运输安全性方面发挥了重要作用，实际应用中有效降低了事故发生率。然而，此次研究仍存在不足之处，如对不同矿井条件下气动控制装置的适应性研究有待深化。未来将继续关注该装置在矿井轨道运输中的应用和改进，以适应不断变化的安全生产需求。

参考文献

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