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摘 要 我国煤矿企业安全生产监督都是一项艰巨并带有挑战性的安防工作任务。为了保障井下安全生产，实现自动化运输安全管理，增强井下斜巷运输组织生产的安全性，降低人员安全事故触发几率，对煤矿斜巷运输安全的自动化设计进行深刻研究显得至关重要。基于此，文章主要从自动化设计角度作为阐述切入点，对煤矿井下斜巷运输安全工作进行了必要探讨。
关键词 煤矿；自动化；井下；安全生产；斜巷运输
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0096-01
一直以来煤矿企业都将其在斜巷完成井下作业的安全运输工作视为重点安防问题。由于传统斜巷运输工作都是由人工组织安排来实现运输设备的操作与调度指令，自动化程度普遍较低，在一定程度上制约了矿区安全生产效率提高。基于此，为了进一步加强矿区斜巷安全生产，保障运输管理自动化程度提升以及有效降低事故发生隐患，本文则针对运输设备自动化设计作为阐述切入点，对自动化系统的功能特点与系统设计等有关内容予以了必要探讨。
1 系统自动化设计
关于斜巷安全运输的自动化设计思路主要包括对人机交换系统、网络通信系统、程序控制系统、以及语音播报系统的设计。
1）人机交换系统。系统中主要设有测速与测距功能的传感器装置，应用的是增量式旋转编码，所以能够为作业人员提供钩头和对运输车辆的速度控制及车辆的动态显示。而通过位置测距传感器不但能够控制设备当前运行状态，还能提供使用者图形操作界面，以使得作业使用人员可通过界面直观的了解到设备工作状态如何，确保人机工作效率可靠。
2）网络通信系统。本网络系统构架主要依托于devicenet平台，属于一种自动化、智能化、信息化于一体的网络平台结构。而由于现阶段绝大多数斜巷安全设备分布相对分散，且对运输距离控制要求较高，故而信号不能充分集中。基于此，在应用devicenet网络结构下，所有信号采集都能够完成就地采集行为，这对控制设备极为有利，可有效控制故障盲点，提高设备的运维质量。此外，在网络通信系统采用的devicenet平台构架，属于在一种多主通信、分段控制的高开放性体系网络结构。因此，一旦网络通信系统出现故障盲点，能够较为快速的恢复正常运行状态。同时，该网络平台结构对配线并无过多要求，自动化（FA）水平较高，具有良好的抗干扰及高速响应性能。基于以上功能及优势体现，整个设计系统结构图如下图1所示。
图1 系统结构图
3）程序控制系统。由于系统自动化程序设计中人机系统具有良好的传感器感应功能，所以对人机系统功能发挥采集而来的信息、数据能够及时发出指令操作，从而系统本身的安全运行能力相对可靠。此外，由于系统运转需要依托于内部程序下各子系统的各自功能发挥，所以本系统设计中包括信号采集子系统，用于调度或控制绞车的子系统，以及人机交换控速、测距的子系统，包括行车运输子系统，信号确认系统，报警查询功能子系统等。并且，这些系统间功能发挥相互作用并相互衔接，可有效提高井下斜巷运输工作的处理效率。
4）语音播报系统。该功能板块系统主要通过主基站和分基站共同组成。依据信号传递的采集特性，可以将主基站和平车场控制室设置在一起，以便于各水平车场能够全面装设分机。因此，通过各分级装置的装设，主控室内通信问题只要按下水平车场各分机按钮则会实现便利通信，实现双方的通信交流。此外，传统意义上的通信模式都是点对点或者一对一的单一对话通信，应用本通信语音播报系统则可以实现主基站和分基站间的一对一或者一对多的通信与广播。同时，考虑到在通信对话进行时可能外部环境会对通信质量造成影响，所以本系统则对内部电流声噪问题予以了降噪处理，从而使得对话通信质量水平得以显著提高。
2 系统主要应用功能
1）绞车的程序控制。系统中针对各类行车模式设置了不同的上行与下行操作运行程序。即主要针对绞车房和车场控制室设置了操作控制界面。凭借敲定运行模式，车辆能够按照既定设计程序进行运作。比如，挡车器不论是运行状态还是关闭状态都带有特定的逻辑性能。此外，系统中关于上、下车场的运行操作模式设为了默认操作程序，即按照斜巷运输线路进行设定；如果当设备选择支线调度时，则重支线运行线路则会纳入到程序控制系统中来，按照支线运行线路行进，而其他设备就会处于安全设定的非启动状态。
2）全面检测功能。由于本系统针对大型绞车装设了旋转编码器，所以能够对车辆运行的行进速度进行预设并有效监控；同时也能对车辆跑位情况进行判定。此外，系统程序设计中也针对跑车防护功能对车辆安设了光电传感器，以有效防备车辆提前到达而发生的撞击事件发生，安全性能增强。此外，在各个车辆运行车道上除却装设了防护装置之外，也设立了阻车器和挡车器，以用来检查相关设备是否发挥各自运行功能。
3）自动检测功能。为了进一步减轻现场作业及运维人员的工作量，保障设备可靠运行功能，针对设备运行情况则设置了自动化监测程序。所以，设备系统在运行的同时，能够对自身系统循环功能进行全面自检，待发现常规系统程序故障时可自行恢复正常状态，同时也能在设备系统操作界面中显示出故障自检运行状态，便于设备运维工作开展。
4）车场气动操作系统。该系统程序主要服务于井下现场风压动力装置，通过低速大扭矩风动马达来实现风能和机械能之间的转化。因此，气动推车系统功能程序应用而生，驱动方式主要通过轮式摩擦来完成，而推进车辆行进主要利用了牵引钢丝绳下的无极牵引动作来实现。因此，系统操作面板中选择自动控制模式时，系统就会相应发出启动、运作、停止及复位等多项指令；而切换至手动模式时，一整套指令动作又能通过风压动力装置来实现，并不需电力能源供给，系统自动化程度较高。
3 结束语
目前，有不少煤矿井下区车场运输工作运行应用了该自动化控制系统，由于作业空间及现有条件等的差异性存在，该设备系统自动化表现程度也不完全处于同一水平线上。因此，本着安全生产的指导思想，煤矿斜巷运输作业设置自动化系统操作模式，需要立足实际重点考虑程序控制、监测功能、车场通信等性能的应用研究，从而才能实现斜巷运输设备的自动化系统建设目标，保障井下作业安全生产进度。
参考文献
[1]王敬冰，王少华，颜士伟.斜巷运输安全自动化控制系统研究与应用[J].煤矿现代化，2010（05）.
[2]陈勇，管志光，丁代存，吴承格.煤矿井下斜巷控制系统的研究[J].煤矿机械，2011（11）.
[3]秦其昌.矿山有轨运输系统自动化控制与应用探讨[J].矿山机械，2012（05）.
关键词 煤矿；自动化；井下；安全生产；斜巷运输
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0096-01
一直以来煤矿企业都将其在斜巷完成井下作业的安全运输工作视为重点安防问题。由于传统斜巷运输工作都是由人工组织安排来实现运输设备的操作与调度指令，自动化程度普遍较低，在一定程度上制约了矿区安全生产效率提高。基于此，为了进一步加强矿区斜巷安全生产，保障运输管理自动化程度提升以及有效降低事故发生隐患，本文则针对运输设备自动化设计作为阐述切入点，对自动化系统的功能特点与系统设计等有关内容予以了必要探讨。
1 系统自动化设计
关于斜巷安全运输的自动化设计思路主要包括对人机交换系统、网络通信系统、程序控制系统、以及语音播报系统的设计。
1）人机交换系统。系统中主要设有测速与测距功能的传感器装置，应用的是增量式旋转编码，所以能够为作业人员提供钩头和对运输车辆的速度控制及车辆的动态显示。而通过位置测距传感器不但能够控制设备当前运行状态，还能提供使用者图形操作界面，以使得作业使用人员可通过界面直观的了解到设备工作状态如何，确保人机工作效率可靠。
2）网络通信系统。本网络系统构架主要依托于devicenet平台，属于一种自动化、智能化、信息化于一体的网络平台结构。而由于现阶段绝大多数斜巷安全设备分布相对分散，且对运输距离控制要求较高，故而信号不能充分集中。基于此，在应用devicenet网络结构下，所有信号采集都能够完成就地采集行为，这对控制设备极为有利，可有效控制故障盲点，提高设备的运维质量。此外，在网络通信系统采用的devicenet平台构架，属于在一种多主通信、分段控制的高开放性体系网络结构。因此，一旦网络通信系统出现故障盲点，能够较为快速的恢复正常运行状态。同时，该网络平台结构对配线并无过多要求，自动化（FA）水平较高，具有良好的抗干扰及高速响应性能。基于以上功能及优势体现，整个设计系统结构图如下图1所示。
图1 系统结构图
3）程序控制系统。由于系统自动化程序设计中人机系统具有良好的传感器感应功能，所以对人机系统功能发挥采集而来的信息、数据能够及时发出指令操作，从而系统本身的安全运行能力相对可靠。此外，由于系统运转需要依托于内部程序下各子系统的各自功能发挥，所以本系统设计中包括信号采集子系统，用于调度或控制绞车的子系统，以及人机交换控速、测距的子系统，包括行车运输子系统，信号确认系统，报警查询功能子系统等。并且，这些系统间功能发挥相互作用并相互衔接，可有效提高井下斜巷运输工作的处理效率。
4）语音播报系统。该功能板块系统主要通过主基站和分基站共同组成。依据信号传递的采集特性，可以将主基站和平车场控制室设置在一起，以便于各水平车场能够全面装设分机。因此，通过各分级装置的装设，主控室内通信问题只要按下水平车场各分机按钮则会实现便利通信，实现双方的通信交流。此外，传统意义上的通信模式都是点对点或者一对一的单一对话通信，应用本通信语音播报系统则可以实现主基站和分基站间的一对一或者一对多的通信与广播。同时，考虑到在通信对话进行时可能外部环境会对通信质量造成影响，所以本系统则对内部电流声噪问题予以了降噪处理，从而使得对话通信质量水平得以显著提高。
2 系统主要应用功能
1）绞车的程序控制。系统中针对各类行车模式设置了不同的上行与下行操作运行程序。即主要针对绞车房和车场控制室设置了操作控制界面。凭借敲定运行模式，车辆能够按照既定设计程序进行运作。比如，挡车器不论是运行状态还是关闭状态都带有特定的逻辑性能。此外，系统中关于上、下车场的运行操作模式设为了默认操作程序，即按照斜巷运输线路进行设定；如果当设备选择支线调度时，则重支线运行线路则会纳入到程序控制系统中来，按照支线运行线路行进，而其他设备就会处于安全设定的非启动状态。
2）全面检测功能。由于本系统针对大型绞车装设了旋转编码器，所以能够对车辆运行的行进速度进行预设并有效监控；同时也能对车辆跑位情况进行判定。此外，系统程序设计中也针对跑车防护功能对车辆安设了光电传感器，以有效防备车辆提前到达而发生的撞击事件发生，安全性能增强。此外，在各个车辆运行车道上除却装设了防护装置之外，也设立了阻车器和挡车器，以用来检查相关设备是否发挥各自运行功能。
3）自动检测功能。为了进一步减轻现场作业及运维人员的工作量，保障设备可靠运行功能，针对设备运行情况则设置了自动化监测程序。所以，设备系统在运行的同时，能够对自身系统循环功能进行全面自检，待发现常规系统程序故障时可自行恢复正常状态，同时也能在设备系统操作界面中显示出故障自检运行状态，便于设备运维工作开展。
4）车场气动操作系统。该系统程序主要服务于井下现场风压动力装置，通过低速大扭矩风动马达来实现风能和机械能之间的转化。因此，气动推车系统功能程序应用而生，驱动方式主要通过轮式摩擦来完成，而推进车辆行进主要利用了牵引钢丝绳下的无极牵引动作来实现。因此，系统操作面板中选择自动控制模式时，系统就会相应发出启动、运作、停止及复位等多项指令；而切换至手动模式时，一整套指令动作又能通过风压动力装置来实现，并不需电力能源供给，系统自动化程度较高。
3 结束语
目前，有不少煤矿井下区车场运输工作运行应用了该自动化控制系统，由于作业空间及现有条件等的差异性存在，该设备系统自动化表现程度也不完全处于同一水平线上。因此，本着安全生产的指导思想，煤矿斜巷运输作业设置自动化系统操作模式，需要立足实际重点考虑程序控制、监测功能、车场通信等性能的应用研究，从而才能实现斜巷运输设备的自动化系统建设目标，保障井下作业安全生产进度。
参考文献
[1]王敬冰，王少华，颜士伟.斜巷运输安全自动化控制系统研究与应用[J].煤矿现代化，2010（05）.
[2]陈勇，管志光，丁代存，吴承格.煤矿井下斜巷控制系统的研究[J].煤矿机械，2011（11）.
[3]秦其昌.矿山有轨运输系统自动化控制与应用探讨[J].矿山机械，2012（05）.