斜井人防监控系统的应用与研究

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摘要：邢东矿在副暗斜井安装了一套“斜井人防监控系统”，有效解决了斜巷提升作业时人员闯入造成的安全隐患，从而确保斜巷运输安全生产。

关键词：斜巷人防监控 人体信息采集

1 立项背景与研究意义

矿山轨道运输分为平巷轨道运输与斜巷轨道运输，其中斜巷轨道运输占据相当重要的地位。在有行人片口的斜巷提升运输时，常常会由于有行人闯入，导致人员伤亡事故。副暗斜井是邢东矿井下主要轨道运输斜巷，巷道全长1025m。巷中有6处行人片口，分别为上车场片口、主副暗联巷片口、1125联巷片口、2121车场片口、下车场片口。由于副暗斜井承担着邢东矿井二水平生产物料的运输工作，每日提升钩数在20钩以上，如何能够有效控制行人与运输作业的关系，真正达到“开车不行人、行人不开车”的目的，杜绝车辆撞人事故，是该矿轨道运输亟待解决的问题。

2 采用的研究、试验方法和技术路线

2.1 对现场安全装备的要求 该矿主要从现场安全装备方面进行研究，要求现场安全装备能够满足下列要求：

①能够辨别人员与车辆信息，不误判。

②行人闯入提升作业巷道时，闯入现场应有报警装置，警告闯入人员立即退出提升作业斜巷。

③人员闯入后，设备能够统计闯入人员的数量并反馈至绞车司机处，并警告司机斜巷有作业人员闯入。

④闯入人员退出作业巷道后，设备能够及时取消设备报警状态。

2.2设备组成及技术特征 针对以上问题，该矿在副暗斜井安装了一套“斜井人防监控系统”该系统，该系统由显示屏、PLC控制器、人体信息采集系统、声光报警装置、语音通讯器、工业通讯总线等装置组成。如下图：

其中，液晶显示器采用高品质触控式工业用人机界面。面板采用动态图形软件制作，画面更加生动直观、操作方便。显示器可显示矿车的运行状态、闯入地点报警信息、闯入时间及人员逗留巷道时间等信息。还可对所有报警信息自动进行记录保存至设备外扩存储器内，随时可调阅查看。绞车司机可以通过显示器直观的掌握巷道行人状态，做到心中有数，准确操车，真正实现“开车不行人，行人不开车”。

人体信息采集系统采用一件红外雷达探测器与2件ZKC（Q）-HCJ红外计数器组成，能够辨识人员与矿车，并进行ASIC模糊逻辑数码分析，可排除种种普通探测器无法克服的干扰，只对真实人体移动做出报警，避免误报漏报。

设备采用的工业总线通讯技术具有通讯距离长且通讯质量稳定、具有很好的工业适应性和稳定性。

控制方式采用进口PLC集中控制。由中心主机对所有传感器等自动化设备进行管理和控制。所有信号经工业总线实时上传至中心控制器进行集中处理。设计中对控制过程进行优化，具有自检自复功能。

井下斜巷人防系统采用工业总线通讯方式对井下各设备间信号通讯，显示器能够实时显示出绞车运行状态、人员进入的区域、行走方向、报警状态等信息。使绞车司机对矿车运行情况进行监视、控制等功能。整个系统无动触点，安全可靠，安装简单。基于组态技术开发的人机界面，操作方便，简单易学。

2.3 设备工作原理及系统框图

2.3.1 人员探测功能。该功能通过开停传感器捕捉到绞车起动信号后，由监控主机控制语音声光报警器发出“正在通车，禁止人员通行”的语音声光报警信号，告知巷道中所有人员注意。人体红外信息采集器此时处于工作状态。

2.3.2 系统报警功能。当有人员从任何位置进入行车巷道或蹬扒行驶矿车时，均会被探测器捕捉到人员违章信号。主机接收到探测器报警信号后发出语音警告指令，同时将报警的区域位置信息反馈到显示器上，使司机第一时间了解到人员出现的位置和行走方向（也可以通过人工喊话提醒巷道闯入人员退出行车巷道）。这时语音声光报警器发出“你已进入行车巷道，请立即退回”，警告违章人员立即离开行车巷道。主机将每次报警详细信息自动录入，随时备查。

2.3.3 系统电气系统结构框架图。

2.3.4 扩展功能。该装置采用模块化结构设计，可满足不同用户的不同需求。方便对其现有功能进行修改和添加其他功能。如视频监控功能、绞车智能保护等功能。

2.4 斜井人防监控系统设备特点 ①采用高密度全程探测，真正做到监测范围内有人即有信号，总体可靠性高。

②采用全巷语音声光报警，以便于开车前在所监测范围内通知行人。各通道口装设高响度声光报警器，以提示阻止偏口内的人员在行车过程中不准进入行车巷道。

③装置均采用数字通讯方式，无触点结构，无电气火花，无高温部件，无有害气体。所有元件均经老化筛选，使用寿命长。各探测器均为一体化结构，有故障时可现场方便的进行单体更换。

④该装置预留有丰富的I/0接口，可根据用户不同需求接入各种矿用传感器，实现不同的功能要求。

⑤在各个偏口具有行车报警装置。提示行人绞车正在运行，严禁进入。一但有行人闯入行车巷道，绞车司机可通过喊话装置来提示行人退出行车巷道。

⑥检测各个偏口的人员进出，并能够记录人员数量。以模拟的形式显示在控制室的监控界面上。并设有手动计数复位功能。

⑦使用范围广泛，可广泛应用于煤矿与非煤矿山斜巷轨道运输作业。

3 结束语

斜巷运输监控系统在提高运输能力和保障安全生产中有着重要的地位，随着我国煤矿机械化的技术水平的提高，研制性能优良的监控系统并尽快将其推广到全国各矿井是当务之急。该设备使《煤矿安全规程》第20条、第372条规定得到了根本上落实，从而确保斜巷运输安全生产。

参考文献：

[1]陈子春.采区斜井运输本质安全型监控系统研究与应用[J].价值工程，2011（16）.

[2]高翔飞.优化矿井斜井人车的结构有效提高其防坠性能[J].价值工程，2011（13）.

[3]徐芝福.关于煤矿带式输送机的结构和控制要求[J].价值工程，2010（27）.

作者简介：

张贵友（1974-），男，河北邢台人，助理工程师，现任冀中能源股份公司邢东矿运输区区长，研究方向：矿山机电运输。