机车运输监控系统在煤矿运输生产中的应用
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【摘 要】矿井下面轨道线路复杂、距离长，运输大巷若没有配备机车运输监控系统，安全隐患大，运输效率低。文章介绍了一种KJ293机车运输监控系统。该系统具有起高点、功能全、适应性强，等特点。文章对该系统的结构原理、特点和应急处理进行了介绍。
1 概述
矿井下面轨道线路复杂、距离长，负担着矸石、材料、人员的运输任务，目前，运输大巷若没有配备机车运输监控系统，安全隐患大，运输效率低，制约了矿井的安全、高效生产。
为了保障矿井运输安全、提高指挥效率、增加经济效益，适应矿产企业发展的需要，KJ293机车运输监控系统以技术起高点、功能全、适应性强，安全满足煤矿的实际运输情况，有效地促进了煤矿企业的安全生产及信息化建设。
2 系统结构原理介绍
2.1 技术说明
（1）主控计算机设置在地面调度站，采用直观、清晰的显示终端作为机车监控模拟屏
（2）根据信号设计布置和区间划分，系统具有区间联锁、敌对进路联锁以及信号机、计轴器和转辙机联锁等“信、集、闭”功能
（3）以具有16种工作模式的动态信号机指示机车运行，信号机的工作模式有：系统停、停车、准备、询问、谨慎前进、谨慎后退、谨慎左行、谨慎右行、响铃前进、响铃后退、响铃左行、响铃右行、前进、后退、左行、右行
（4）为了达到列车安全的目的，信号机的开放和关闭具备严格的条件，具体有如下要求：
①当开放的进路信号机内方的第一对计轴器收到车到报告时，信号及时关闭。即由绿灯变为红灯
②信号机关闭后，不经办理，不会再次开放
③当信号设备及其电路发生故障时，有关信号显示自动转换为安全状态，并在计算机调度界面上醒目报警提示
④能保证调度操作人员根据运输需要随时关闭开放的信号机
（5）系统通过轨道计轴传感器对经过的车辆感应输出信号，并进行采样、处理，在调度界面上显示区段占用情况、各列车的位置、机车数量、车速以及行车方向，使机车运行状态一目了然
（6）每台机车头安装能发出不同编码的无线发射器，在大巷监控点安装接收装置，以定点接收不同的机车编码信息，反映机车状况，信息包括机车号、车类、作业申请方向，并按调度员给定的运行任务指挥机车循环运行，实现运输调度智能化
（7）司机通过机车顶部安装的无线发射装置进行作业申请，也能达到司控道岔的功效
（8）系统通过对轨道计轴器过车数量的综合统计，能对所过车辆数量做到自动统计分析，在指定的统计点能显示车辆通过总数、当前机车数，当前车辆数，并生成报表供辅助管理部门查询分析，以便合理调整运输方案，提高运输效率
（9）地面与井下测控设备采用井筒电缆/光缆传输介质，本安信号电气隔离，主要接口采取防雷、防强电磁干扰措施，确保系统的安全可靠性
2.2 技术规范与适用性
（1）符合《煤矿安全规程》、《井下机车运输信号系统技术装备标准》、《煤矿井下机车运输信号设计规范》等行业标准的要求
（2）技术先进、经济实用、简单可靠，便于维护，元件通用性强
（3）各采区运输大巷及车场采用控制分站的集散式控制方式，两者互相兼容
（4）现场检测设备、执行设备满足矿井瓦斯等级要求
（5）机车运输监控系统满足人工、自动、半自动、检修、就地五种操作方式，并有故障报警显示、记忆及自动诊断功能
2.3 系统主要设备分类
KJ293矿井机车运输监控系统主要设备分布在地面调度站、远地控制分站以及测控现场。其中地面调度站有：主控计算机、显示设备、打印机、管理计算机和智能通讯器；远地控制分站有：隔爆电源箱和控制分站；测控现场有：轨道计轴器、井下收/发讯机、动态信号机、电动转辙机等。
3 设备故障安全特性及应急处理
KJ293矿井机车运输监控系统具有通讯故障及设备故障检测功能，系统中任一通讯节点、任一控制、执行设备发生故障将对执行机构自动进行安全解锁。
（1）首先，智能通讯器处于整个控制网络的通讯最高层，通讯器与计算机之间发生通讯软故障或电路线路硬故障均会通知远地控制分站（网络复位），远地控制分站接收到通讯器的故障处理信号后复位执行设备进入安全解锁状态。
（2）同时控制分站也能实时检测与上级站点是否发生通讯软故障或电路线路硬故障，当发生故障时也能自动复位执行设备进入安全解锁状态。
（3）分站与执行设备之间在约定的时间（30秒）内将进行测控联络，当执行设备在约定的时间内（80秒之内）没有收到分站的测控联络信号，将进行故障安全处理。
（4）轨道计轴传感器采用无接触传感的方式通过检测的机车轮对数达到检测车皮数、车速、车向的目的，它安装在轨道两侧，相对横向错开一定距离，当机车轮经过计轴器上方时，计轴器内部电路中的电磁场平衡被破坏，感应出检测脉冲，分站通过对检测接口的采样，判定是否机车轮是否经过。
（5）转辙机由转辙机伺服机构、转辙机控制箱和拉杆等部件组成。转辙机控制箱是采用大功率电力电子元器件，每台转辙机均设置有防护信号机和关联计轴器，在转辙机位置状态正确的条件下开放防护信号机，同时在过车时根据关联计轴器的工作状态产生过车拒动防护效果，即在过车时不能驱动其动作。在联锁设置中有控制动作次数限定，从而可以避免在控制过程中因挤岔而产生的道岔未知状态（道岔驱动不到位则在规定的时间内返回原位。在停电或系统驱动故障的情况下，电动转辙机可以通过手摇转岔，气动转辙机可以通过气动机械开关手控转岔）
4 结论
（1）KJ293矿井机车运输监控系统主要设备分布在地面调度站、远地控制分站以及测控现场。其中地面调度站有：主控计算机、显示设备、打印机、管理计算机和智能通讯器；远地控制分站有：隔爆电源箱和控制分站；测控现场有：轨道计轴器、井下收/发讯机、动态信号机、电动转辙机等。
（2）KJ293机车运输监控系统主控计算机设置在地面调度站，采用直观、清晰的显示终端作为机车监控模拟屏，系统具有区间联锁、敌对进路联锁以及信号机、计轴器和转辙机联锁等“信、集、闭”功能，具有16种工作模式的动态信号机指示机车运行，另外系统还具有通讯故障及设备故障检测功能，系统中任一通讯节点、任一控制、执行设备发生故障将对执行机构自动进行安全解锁。
参考文献：
[1]葛广品.浅谈煤矿井下运输事故原因与防范[J].中小企业管理与科技，2009（28）.
[2]孙继平.煤矿井下紧急避险系统研究[J].煤炭科学技术，2011（1）.
[3]张鹤霄.煤矿井下倾斜井巷运输事故的原因及预防[J].煤炭技术，2011（4）.
作者简介：
邓鹏程，男，出生于1984年9月，毕业于南昌理工学院 机电一体化专业。现工作于淮北矿业杨柳煤矿，从事机电助理工程师5年。