矿井智能电车系统升级优化

2018-11-28苏洋

机械管理开发 2018年11期

苏洋

（西山煤电官地矿运输区，山西太原 030053）

引言

物流运输效率是决定煤矿企业，尤其是地下开采的煤矿企业生产效率上限的重要因素[1]。目前，我国地下煤矿的主要运输方式是带式输送机运输，而以往的有轨电车变成了辅助运输。当前辅助运输存在运输地点分散、电车运行无规律和无人监控等，如有轨电车主要是执行物料运输、运输矸石、空车和空机头任务，一般没有时间要求，而且电车运行路线不固定。电车司机在进行单点作业时，时常会乱停乱放电车，占用轨道时间过长，造成其他电车在经过时必须依靠司机预判停车，进行人工调度错车，严重降低了电车的运输效率[2]。因此亟待一种智能电车运输系统实现井下有轨电车的规范化、程序化和统筹化的整体调度，来提高煤矿经济效率。

1 现场调研

对国投新集能源公司的刘庄煤矿进行现场调研。虽然该矿拥有井下有轨电车运输监控系统，但只限于监控电车的车头，对于处于运行状态的空车无法进行有效监管，具体表现为：

1）电车占用时间过长。各工作面的生产队为了方便自己操作，时常在计划时间前就装运材料，而且在材料到达后不及时卸料，导致电车被占用不能进行下一步的工作；若运出的材料不能及时升井，也会造成电车积压；对于未卸尽物料的电车弃之不用，形成积压。以上种种因素，使得煤矿电车调拨十分紧张。

2）监控技术落后。电车运输物料时常会运往错误的地点，以及由于井下的交接手续太过简单，无法获得装载物料的详细信息。

2 智能电车控制系统

2.1 系统构建

1）依靠通信网络进行传输，实现信息安全监控。智能电车控制系统能使井下有轨电车的运行规范化、程序化、系统化。智能电车控制系统将信号安全监控作为基础，以通信网络作为信息传输平台，实现电车物料装运与卸载的管理信息化，使有轨电车控制智能化，能减少电车司机和押运人员的数量，有效提高矿井物料的运输效率，不仅避免电车积压现象的出现，还能避免井下运输事故的发生，真正意义上实现煤矿生产运输的现代化、自动化和信息化[3]。

2）信号连锁，依据控制优先权运行。信号机、计算轴器、转辙机和电车等是智能电车控制系统的主要控制对象（信号接收端）。以工业级的千兆网络作为传输平台，在各运输巷道内安装设置Wi-Fi通信基站全面覆盖信息传输用的无线网络。构建完整的“信号、集中、闭塞”电车信息管理系统，使原本分散的轨道运输区间形成信号联锁，联锁控制道岔设备，可以使电车调度合理化，运行更加安全有序；安设有用于电车调度管理和信号联锁的中央服务器，对数量众多的电车实现区间闭塞、信号控制、合理调度和运行权限管理等功能；在每部动力车头上安装车载控制器，依据电车调度室设置的优先控制权，结合中央服务器发出的操作指令，保证电车的运行安全。

2.2 操作模式

经过升级优化后的矿井智能电车系统拥有人工驾驶、遥控器操控和自动驾驶三种运行模式。可以根据工作要求和现场情况切换不同的列车运行模式，如下页图1所示。

1）人工驾驶模式。在此模式下，主要依靠电车司机在驾驶室内操控有轨电车，电车司机发出的操作信号的优先等级最高，而远程控制中心主要执行的是对电车的运行状态进行监控。控制中心综合个区巷对电车的使用需求和电车停放状况向电车司机发出工作指令，在收到指令后，司机手动控制列车按指定路线运行，观察轨道前方的信号机的红绿灯情况，按照红灯停绿灯行的交通规则运行。

图1 三种列车运行模式的操作示意图

2）遥控器操控模式。将遥控器与电车的信号接收端形成关联，此时遥控器发出的信号具有最高优先级。工作面的工人操作遥控器发出运行指令控制电车完成前进、后退和停止等操作。在完成物料的装卸和挂钩工作后，工作人员将工作完成的信号通过电车驾驶室或遥控器发给控制中心，由控制中心决定运行电车的驾驶模式。

3）自动驾驶模式。对于已经明确了列车运行的路线，而且在运输过程中不需要人工辅助的任务，可以使电车在发车点与目的地之间运行时切换为该模式。在自动驾驶模式下，控制中心发出的指令具有最高优先级，电车接受控制中心的直接控制，控制中心结合巷道中信号机发回的红绿灯情况操控完成电车的前进、后退与停止等。井下所有的电车都可在控制中心指定的轨道线路上运行与停靠，这个过程中只需要控制中心的2名工作人员就可实现。