井下有軌運輸遠程放礦的設計及應用

王占樓,王會杰

(中鋼集團山東富全礦業有限公司， 山東 汶上縣 272500)

井下有軌運輸遠程放礦的設計及應用

王占樓,王會杰

(中鋼集團山東富全礦業有限公司， 山東 汶上縣 272500)

傳統的井下有軌運輸放礦時存在礦塊飛濺、粉塵等問題，為此，中鋼富全礦業有限公司將無線WIFI網絡技術和無線遙控技術有效結合，并應用于井下有軌運輸放礦中，有效解決了放礦機運行工況視頻信息實時移動瀏覽監控問題，使遠程放礦管理成為現實，具有推廣應用和借鑒價值。

有軌運輸；放礦機；無線WIFI；遠程放礦

井下有軌運輸電機車作為地下金屬礦山企業礦石運輸的主要設備，因其操作簡單、運輸能力大等優點，長期以來一直備受行業青睞和廣泛應用。但其溜井近距離放礦時，由于放礦過程中落礦的不確定性，很容易造成礦塊的飛濺，給機旁的放礦操作人員帶來很強的物體打擊安全隱患，且礦物散落產生的粉塵，對放礦操作人員造成職業病危害。此外，多年沿用的傳統操作方式，因其人為因素的影響，也使放礦效率的再提高成為瓶頸。

中鋼富全礦業有限公司從打造本質安全型礦山企業入手，落實“無人則安、少人則安”的安全理念，最大限度地減少操作人員配置、提高人均勞效、提升井下運輸作業的效率，率先將無線WIFI網絡技術和無線遙控技術有效結合，引入到井下有軌運輸放礦應用中，取得了良好效果。

1 傳統井下有軌運輸

傳統的井下有軌運輸方式為:通過溜井震動放礦機將礦石放至運輸礦車內，由電機車牽引礦車沿軌道運輸至主溜井。溜井放礦機設有機旁操作箱，由操作人員操作震動放礦機，并觀察礦車料位，至放滿礦車后，由電機車專職司機操作電機車，牽引礦車移動至下一節礦車繼續震動放礦，直至整列礦車放滿，由機車司機操作電機車牽引礦車運輸至主溜井。每列機車需配置電機車司機1名/班、放礦操作工1名/班，共計2人相互配合完成整理機車的礦石放礦、運輸任務。

2 遠程放礦管理的設計及應用

遠程放礦控制系統由無線放礦控制系統和無線網絡視頻傳輸系統組成，兩個系統有機配合，從而實現遠程放礦系統的控制。

2.1 無線放礦控制系統

無線放礦控制系統由無線遙控器和控制接收器組成，適應在電機車司控室及狹窄巷道中的無線傳輸控制，無線傳輸距離需覆蓋整列礦車的長度。將無線遙控器放置于電機車司控室內，發出控制指令。將控制器設置在放礦機操作箱附近，與操作箱連接，用來接收無線遙控器發生的指令，控制放礦機的運行。

為保障系統運行可靠,無線放礦控制采用AES-128的加密算法。機車到達放礦位置后，機車司機通過遙控器上的按鍵選擇需要操作的放礦機編號，利用遙控器的啟停鍵發送指令給控制接收器，控制接收器接收到控制指令后，先進行數據校對，確認指令正確，進行相應動作控制繼電器工作實現放礦機的啟停。一臺遙控器可以控制多臺放礦機，但每次只能控制對應編號的放礦機。一個控制接收器可以接收多個遙控器指令，但只對與自身設備編號相符的指令有效。遙控器啟動鍵設置為長按放礦，松開停止，并設置了急停按鍵，以應對系統運行過程中的突發性事件。

因各穿脈溜井相距較遠，同時根據現場實際精確選擇無線路由器和遙控器的覆蓋范圍，以杜絕各溜井在放礦時的相互干擾，保障遙控放礦系統的安全可靠運行。

2.2 無線網絡視頻傳輸系統

無線網絡視頻傳輸系統由攝像機、無線路由器、平板電腦組成，在放礦機周圍區域設置無線路由器，從而形成該區域開放式無線WIFI網絡通訊系統，無線WIFI信號需覆蓋整列礦車；在放礦機放礦口安裝攝像頭，便于監控放礦及裝載情況。將攝像機、無線路由器、平板電腦IP地址設置在同一段內，將平板電腦放置于電機車駕駛室，機車進入無線WIFI信號覆蓋范圍，利用設備的互聯互通功能，平板電腦自動接收通過無線WIFI網絡傳入的網絡監控畫面，電機車司機即可在溜井放礦時實時監控礦車到位情況及放礦機的放礦過程，配合使用無線遙控器控制放礦機的啟停。在主溜井位置安裝相同裝置，電機車司機在卸礦時即可通過平板電腦觀察主溜井料位以及卸礦情況，保證主溜井裝礦與機車卸載的合理協調。

為避免因視頻不清晰導致放礦及裝載偏差，需定期清理攝像頭，并嚴禁在視頻不清的情況下放礦裝車。

3 遠程放礦控制系統操作

機車司機駕駛電機車進入無線WIFI信號覆蓋范圍后，放慢車速，確認視頻信號自動接入，在平板電腦上出現實時監控畫面，根據監控畫面將第一節礦車準確停至放礦機下，用遙控器啟動放礦機放礦裝車，同時通過視頻觀察裝載情況，裝滿后遙控停止放礦機，啟動電機車將后續礦車逐一停至放礦機下裝車，整列車裝載完畢，運至主溜井自行卸載，裝、卸、運均由電機車司機一人操作完成。遠程放礦網絡示意圖見圖1。

圖1 遠程放礦網絡

4 應用效果

(1) 操作簡單可靠。只需輸入無線接收終端序號，單鍵即可完成對放礦機的啟停。

(2) 節省了人力資源投入，降低了運輸成本。相對于傳統的運行模式，每個運行班組節省4人次(3名放礦操作工和1名主溜井輔助人員)，3個運行班組共可節約12人次。以5000元·人/月計，可節約費用72萬元/a。

(3) 提高了生產效率。傳統運行模式放礦時，需要操作工和電機車司機互相配合放礦，現運行模式為單人操作，省去了相互配合環節，每列機車放礦時間壓縮至約22 min，比傳統模式節省2～3 min。正常情況下，每個運行班每列電機車可多完成一個運輸循環，每個運行班可多運輸約150 t原礦，可提高運輸能力5萬t/a，可增加產值1160萬元/a(以1000元/t·精礦計)。

(4) 提高了系統安全性、降低了職業病危害。傳統運行模式放礦操作工需在放礦機旁操作放礦，放礦過程中，時有礦石飛濺現象，極易造成人身傷害事故，存在安全隱患。而且，礦物散落產生大量礦物粉塵，給操作人員帶來很大的職業病危害隱患?，F運行模式電機車司機在駕駛室操作放礦，遠離放礦下料口，更好的保障了人身安全，降低了職業病危害。

5 結 語

無線WIFI網絡傳輸技術在礦山生產實踐的成功應用，使溜井震動放礦過程視頻遠距離連續傳輸成為可能。實現了電機車司機和放礦操作工并崗作業，優化了人力資源配置，使放礦操作更加簡單，操作人員遠離了作業現場。從而降低了礦物粉塵引起職業病危害機率，提高了系統安全性，真正打造了礦山生產的本質安全化。

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2017-02-20)

王占樓(1975-)，男，河北永年人，教授級高工，主要從事智能化礦山、綠色礦山方面研究工作，Email：wangzhanlou75@126.com。