电机车无人驾驶系统解决方案

背景

目前国内地下轨道运输系统均为岗位人员现场驾驶、操作。每台电机车需配一名电机车司机和一名放矿工，通过相互配合才能完成对车、装矿、行车、放矿过程。易造成装矿效率低下及装载异常等问题，且存在很大的安全隐患。国外地下轨道运输系统最早起源于上世纪70年代，瑞典基律纳地下铁矿首先研发无线遥控电机车和无线通讯技术，并成功实现了地下电机车的无线遥控驾驶。北京速力科技有限公司为实现地下轨道运输系统自动运行，通过3年的自主研发及现场实验，于2013年11月7日在首钢矿业公司杏山铁矿全面上线，至今稳定运行，成功取消了地下轨道运输系统的地下岗位人员，实现了地下轨道运输系统自动运行并取得了如下成绩：

实现地下轨道运输系统自动运行；

2013年实现了杏山铁矿-180m水平电机车地面远程遥控，获得冶金矿山科学技术一等奖；

2014年4月份申请并获得专利；

2014年5月通过国家安监总局验收，被国家安全监管总局命名为第一批安全科技“四个一批”项目示范工程。

解决方案

北京速力科技有限公司研发的地下轨道运输系统自动运行解决方案申请并获得国家专利以及获得国家相关部门的一致认可，足以证明此系统成功结合了通讯系统、自动化系统、网络系统、机械系统、电气系统、遥控系统、信号系统。以最优行驶路线及成本效益核算方法进行车辆的运行指挥，显著提高了铁路线路的利用率、容量、安全性。通过基于里程仪、定位矫正器、速度仪等实现机车的精确定位。基于无线通信系统的列车控制系统（SLJC）和信集闭车辆指挥系统，实现地下轨道运输的全自动运行。该系统能够与矿山原有运输系统集成一体化，具有扩展性，满足不同客户的需求，适用于具有轨道运输的地下矿山。

系统组成

该系统由派配矿单元（数字化配矿系统、派车系统）、机车单元（地下电机车运输系统、电机车自动保护系统）、运行单元（地下窄轨信集闭控制系统、操作台系统、无线通讯系统）、装矿单元（溜井远程装矿系统、溜井远程装矿视频监控系统）、卸矿单元（地下自动卸载站系统和自动清扫系统）等组成。

图1 系统构成图

该系统通过使用成熟的工业控制硬件及软件，在降低成本的同时提高系统的可靠性、安全性。根据客户的需求可以实现地下轨道运输系统的全自动运行及司机辅助运行。

派配矿单元

建立地下以主溜井为中心的最优配矿方案，电机车从卸载站开始，遵循输出品位稳定的原则，按照采区各溜井的储矿量、地质品位进行数字化派车和配矿；按照最优配矿方案直接安排生产计划，确定各溜井的放矿顺序与放矿量，确定电机车的运行区间及运行线路。

一级：采场配矿，即铲运机从采场出矿再翻卸到采场溜井的配矿过程。按照地质模型，根据放矿椭球体理论，建立数学模型，计算每一铲的参数，铲运机由目标进路向采场溜井卸矿，进行综合配矿。

二级：主溜井配矿，即电机车从各溜井装矿再卸往主溜井的配矿过程。根据一级配矿的结果，依据产量参数、质量参数、安全参数、状态参数、时间参数，按照数学模型直接安排生产计划，确定各溜井的放矿顺序与放矿量，保证入选矿石的均衡稳定。

按照二级配矿计划编制的生产计划安排，“信集闭”控制系统指挥电机车的运行区间和装矿点位。地面远程遥控电机车按“信集闭”系统的行车路线和指令完成主运输水平的生产任务。

图2   派配矿系统框架图

机车单元

机车单元包括地下电机车运输系统、电机车自动保护系统。在电机车上安装自动化工业控制系统，通过无线、有线网络与主控室操作台控制系统通讯，接受主控室操作台的各种指令，并将电机车的运行信息传送给主控室操作台。在电机车车头安装网络摄像头，经无线网络与地面实现通信，实现远程路况视频监视。

图3 机车单元画面

图4 电机车无线视频图

运行单元

通过“信集闭”自动控制系统、指挥车辆系统、精确位置检测系统、无线通讯传输系统、视频系统、地面操作台系统的一体化集成，实现地面远程遥控地下电机车运行。

地面远程遥控运行：主控室电机车操作人员发出装矿申请，调度根据生产任务发出装矿指令，“信集闭”收到指令后根据线路情况自动变换红绿灯，指挥电机车到指定溜井处进行装矿。电机车操作人员通过手柄远程控制电机车运行到至指定位置，其中控制电机车运行速度具有定速巡航功能，司机可以根据不同区间设定速度，减少司机工作量。到达目的溜井后电机车操作人员进行远程放矿和对车，确保电机车装矿量满足工艺要求；装矿完成后发出卸矿申请，信集闭系统收到申请后，自行判断该线路情况，并指挥车辆到卸矿站进行卸矿，完成一个装卸矿循环。

全自动运行：根据数字化派配矿系统指令信息，信集闭系统自动应答、自动指挥控制信号灯、转辙机，形成从卸矿站到装载点、装载点到卸矿站的运行路线。电机车根据派配矿、信集闭系统的综合信息及指令实现全自动运行。在运行过程中基于电机车精确定位系统、判断出车辆的具体位置，根据车辆的具体位置实现自动升降弓，不同区间定速自动行驶。

图5   窄轨信集闭控制系统

图6   操作工操控图片

图7   远程遥控自动化主画面

装矿单元

通过视频图像，操控装矿自动化控制系统，实现地面远程装矿。

图8   操作台选择溜井放矿机画面

图9   装矿单元

电机车到达装矿溜井处，电机车操作人员通过上位画面显示，选择确认需要控制的溜井，将被控溜井与地面控制系统建立起连接关系，发出指令对所选溜井进行控制。通过切换各个放矿机的视频监视画面，统一协调操作振动放矿机和电机车，完成远程装矿过程。

卸矿单元

通过自动卸载和自动清扫系统，完成电机车自动卸矿运行。电机车进入卸载站，自动运行控制系统通过控制速度保证电机车匀速经过卸载站的曲轨卸矿装置，完成自动卸矿流程。在卸矿过程中也同步实现了自动清扫工序环节。

图10   卸矿站

图11   卸矿单元画面

实施功能及优化提升

实施功能

地下电机车运输生产环节现场无人、地面远程遥控的新型生产作业方式。

地下电机车运输实现自动运行，提高系统的运行效率。

①只需一人在地面远程遥控电机车并同时装矿，提高装矿速度；

②通过机车分区段定速运行功能，实现电机车自动运行，按标准控制电机车运行速度，提高电机车作业率；

③通过各分支系统的有效集成，实现了网络化、数字化、可视化的新管理方式，提高电机车台时效率。

系统优化提升

北京速力科技有限公司地下轨道运输系统自动运行解决方案，已经能够实现精确定位，目前定位误差不大

于50cm，可实现“根据矿山规模，实现一人操作多台电机车”。

应用效果与经济效益

应用效果

(1) 消除安全隐患，地下电机车运行更加规范高效顺稳；

(2) 提高运输、生产自动化和信息化水平，促进了管理进步与变革；

(3) 改善岗位工作环境，提高了运输生产效率。

经济效益

(1) 通过优化设计，实现最优配矿，减少电机车台数，降低投资成本；

(2) 减少人力资源成本；

(3) 提高运输效率效益；

(4) 确保矿石质量稳定；

(5) 降低人为操作所造成的经济损失；

(6) 减少电机车耗电，降低效益。

地采有轨运输无人驾驶EPC解决方案

项目背景：

随着矿山转型升级的进行，矿山生产已由原本的粗放型生产模式转向大型化、精细化的绿色矿山生产模式。这就更加需要专业管理、专业技术控制，通过专业队伍的精细管理、精细技术、精细操作，将矿业开发过程中的每个环节有机结合，最大限度的提高资源利用率和资源效益转化率，降低矿企运营风险，实现资源高效整合及矿企利润最大化。

矿山项目总承包，是矿业开发体制的转变。选择矿山承包，可以把矿主从繁忙的工作中解放出来，去做更有价值的事。EPC工程总包和“交钥匙”工程是矿山承包模式中比较常见的两种。

1、EPC工程总承包（Engineering-Procurement-Construction 简称 EPC），是设计采购施工总承包工程的简称，是指工程总承包企业按照合同约定，承担工程项目的设计、采购、施工、试运行服务等工作，并对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责。

2、交钥匙工程（Turnkey）是指工程设计、采购、施工工程总承包向两头扩展延伸而形成的业务和责任范围更广的总承包模式，交钥匙工程不仅承包工程项目的建设实施任务，而且提供建设项目前期工作和运营准备工作的综合服务，其范围包括：

（1）项目前期的投资机会研究、项目发展策划、建设方案及可行性研究和经济评价；

（2）工程勘察、总体规划方案和工程设计；

（3）工程采购和施工；

（4）项目动用准备和生产运营组织；

（5）项目维护及牧业管理的策划与实施等。

北京速力公司依托自身优势及与首钢矿建等单位合作，开启了井下矿山运输水平EPC总承包模式，为客户带来更快捷更实用适用的承包模式。

技术方案编制依据：

（1）矿山可研及初设；

（2）相关图纸及需求分析；

（3）国家、行业有关标准和规定的要求。

总承包工程招标范围：

运输中段的运输系统、装载系统、卸载系统、风水管路系统、动力系统、照明接地系统、网络通讯信号系统、视频监控系统、无人驾驶控制系统（配合调试)，具体内=容如下：

运输系统：钢轨、道岔、轨道衡、转辙机的采购及施工；道渣和枕木的采购及施工；划线的采购、安装。 矿车设计、采购、施工。马头门的推车器、阻车器、摇台的采购、安装。

装载系统：装载站、料位检测系统的设计、采购与施工。

卸载系统：卸载站（含助力驱动装置)、料位检测系统的设计、采购、施工。

风水管路系统：运输中段压风自救管路采购、施工。运输中段供水施救管路采购、施工。局部通风设备（JK55-2No.4.5型局扇3台，电机功率11kw)的采购、施工。

动力系统：中央变电所至采区变电所电缆敷设；采区变电所高低压柜、变压器安装及 调试；采区变电所至牵引网络电缆敷设。运输中段避灾硐室供电电缆敷设及电气设备安装。电机车及矿车检修硐室电气供配电安装及调试；硐室内电动葫芦安装及调试。运输水平牵引整流系统的设计优化、采购、安装及调试。牵引网络的采购、安装及调试。

照明接地系统：照明及接地系统的设备材料采购、安装调试。

网络通讯信号系统：无线网络、有线网络、交通信号系统的设计、采购、施工。

视频监控系统：视频监控（装矿、运输、卸载、道岔、牵引变电所、副井马头门等）的设计、采购、施工。

无人驾驶控制系统（电机车无人驾驶系统）：实现运输水平信集闭控制系统与电机车无人驾驶系统的充分结合，最终实现电机车装、运、卸全程无人干预自主运行。包括电机车、车厢等采购安装调。

铲运机遥控驾驶系统解决方案

实施背景

按照智能矿山建设规划：智能采矿以单体设备无人操控、自主运行为目标。在井下通讯平台搭建的基础上，抓住当前物联网、大数据、云计算、虚拟现实、区块链、5G等为代表的现代信息技术快速发展的有利时机，以采区单体设备为突破点，研究、实施关键设备远程遥控、自动驾驶，为地采智能矿山建设提供标杆，提升国内地采矿山行业影响力。

采场作业设备中，负责回采甩矿的电动铲运机处于核心地位，是矿山采矿能力的标尺，其自动化水平，具有很强的可复制性和推广性；同时因其工作环境差、生产任务重等因素，急需将岗位人员解放出来，践行地采矿山“无人则安、少人则安”的本质安全理念，提出对铲运机进行远程遥控改造的研究。

建设目标

该项目建设目标是对甩矿作业的电动铲运机实施远程控制改造，解决日益增加生产任务与现场环境的矛盾。

系统组成及架构

铲运机视频模块

视频系统是遥控驾驶中关键环节，操作人员了解现场情况的唯一途径，该系统使用高清车载摄像机等设备实现该功能。

铲运机铲矿画面

铲运机雷达防碰撞模块

激光雷达、超声波雷达与域控制器配合完成防碰撞功能。在铲运机的边沿位置安装激光雷达，实现该功能。

铲运机遥控驾驶定位模块

通过定位模块确定铲运机实时位置，便于远程直观操作。

铲运机遥控驾驶车载控制箱

车载控制箱负责采集铲运机本体的运行状态信息、控制各操作指令的输出 以及与远程操作台之间的数据交换。车载控制单元控制铲运机的铲斗、大臂、左右转向、运行方向等动作，同时对铲运机状态进行监测，采集系统信息，做出智能判断辅助驾驶员操作；

手持遥控模块

手持遥控模块包括手持遥控终端和遥控接收终端，可实现视距遥控。

通信传输模块

通讯传输承担了遥控操作平台与设备之间的所有通信任务，包括操作平台对设备的控制通信、设备状态信息上传到操作平台状态监视器的通信、视频系统上传到操作平台视频监视器的通信。

远程遥控操作平台

遥控操作台作为整个系统的展示平台，遥控操作台主要完成对所有手柄和开关数据的采集、铲运机视频、铲运机运转数据的显示、进行道路信息的导航显示等功能。座椅采用六位可调座椅，提高操作人员的舒适性。

应用效果效益

铲运机远程遥控系统实际使用图

系统稳定、反应速度快、精准度高，能够满足现场的各种生产条件。驾驶员经过培训后，远程操作效率达到81%，后续熟练后效率会进一步提高。

将铲运机由井下现场操控改为远程遥控，减少井下现场作业人员4人，消除开车过程中颠簸，远离粉尘、有毒有害气体等，减少职业病罹患风险，降低操作人员面临顶板冒落危险的几率，提高本质化安全水平。

地下智能破碎控制系统解决方案

背景

建立地下破碎机至主井提升的自动控制系统，实现地面控制中心对整个系统的集中监控和集中管理，设备自动连锁、保护控制，确保整个系统安全、稳定、高效运行。

建设目标

实现地下破碎系统无人值守；

实现与主井提升无缝链接。

系统组成

控制站设置PLC控制系统，负责破碎系统的重型板式喂料机、破碎机、给料机、集料胶带机等设备的控制与管理。通过冗余的以太网与主控制（调度）系统连接，接受主控制室操作指令。上部矿仓实现下料位报警、联锁；破碎机等电气设备实现电机运行状态监控，自动开停联锁控制。下部矿仓实现料位指示、记录、报警、联锁；皮带机等电气设备实现电机运行状态监控，自动开停联锁控制。能够对除尘器进出口粉尘浓度进行指示、记录及除尘器灰仓高低料位进行报警，同时设置启停预告信号、设备运行状态信号、生产联系信号，以及事故信号等必要的信号系统。

系统效果

无缝链接主井提升，完成生产联锁运行；

破碎智能运行模式，提高生产管理效率；

高精准性料位检测，保证生产顺畅稳定；

界面友好操作简单，实现生产一键启停。

提升控制系统解决方案

背景

提升系统是生产过程中的重要环节，井下矿石经过运输至井底，然后经过提升系统提至地面。提升系统是矿井运输的咽喉。

系统组成

提升机的控制系统主要包括主控系统及监控系统两部分。主控系统负责协调管理提升机的操作和报警任务，通过检测提升容器在井筒中的准确位置以及速度的基础上实现行程控制；监控系统在硬件和软件上均独立于提升机主控系统的PLC，主要完成滑绳、过卷和超速等判断，实现提升全过程的位置、速度监控。

系统效果

无缝链接破碎系统，完成生产联锁运行；

多种运行模式选择，提高生产管理效率；

全过程数据检测，保证生产顺畅稳定。

通风智能控制系统解决方案

背景

向地下连续输送新鲜空气，稀释并排出有毒、有害气体和粉尘,调节矿内小气候，创造良好的工作环境,保证矿工安全与健康，提高劳动生产率是通风系统的主要目的。建立地下智能通风控制系统，实现地表控制中心对地下风机监控和管理，实时采集风速、风压数据，智能调节风量，保证地下新风的输送和有害气体的排出，创造良好工作环境，保证人员安全与健康。

建设目标

（1）调节地下气候，为地下创造良好的工作环境；

（2）风机站远程监控，设备连锁保护，报警显示；

（3）有害气体数据实时采集，异常情况及时报警；

（4）风量调节自动控制，按需通风。

系统组成

气体监测传感器：在回风巷、风机出口和工作面等部分安装有害气体采集传感器和采集站，实时监测气体环境信息。

风速、风压监测：在风机出口和巷道设置风速、风压传感器，实时监测通风数据。风机站设置PLC控制系统，采集环境气体、风速、风压数据，结合控制模型给出适合的通风量数据，自动调节风量。

风机电机的电流、电压、轴承温度：通过检测风机的电流电压轴承温度来掌握电机的使用情况。实现机站风机远方集中控制及就地控制两种方式。风机设有起停控制、正反转控制，并将风压、风速、风机电机的电流、电压、功率、轴承温度、电机运行状态以及故障等信号送入计算机系统反馈回主控制室。

系统效果

地下通风系统无人值守   

远程控制设备运行；

实时监控设备状态；

在线监测设备、传感器故障；

自动报警、数据查询；

通风设备智能运行；

根据需求调节风机转速，满足对风量需求。

排水智能控制系统解决方案

背景

建立地下排水自动控制系统，实现地表控制中心对整个系统的集中监控和管理，设备保护控制，设备智能启停运行方式，保证整个系统安全、高效运行。

建设目标

在地面集控中心对地下水泵的远程开停和在线监测，实现泵房无人值守。设计几台泵自动轮换工作控制，使各水泵及其管路的使用率分布均匀，当某台泵或所属阀门故障 ，系统自动发出声光报警，并在计算机上动态闪烁显示，记录事故。

系统组成

在地下中央变电所内设置PLC控制站。负责排水水泵设备的控制与管理。检测各个水泵电流，检测水位液面，供水管道压力、流量等。PLC自动化控制系统通过冗余的以太环网与主控制（调度）系统连接。实现远程集中主控室管理的现代生产管理模式。

数据监测

实现对水仓水位、供水压力、供水流量、电机温度、振动等数据实时监测。

控制功能

灵活多样的控制方式，满足正常生产、调试和检修的不同需求，实现在地表指挥中心集中监控。

优化策略

自动轮换工作：

防止某些水泵及其电气设备因长时间运行导致磨损太快，受潮或其他故障，当需要紧急启动却又无法运行影响正常工作，从设备维护和系统安全考虑，设计水泵自动轮换工作控制，系统自动记录水泵运行时间，下次开机时通过记录比较记录数据来确定开机数量。

避峰填谷控制：

系统可以根据电网负荷和供电部门规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段，在水位不高的情况下，以“避峰填谷”的原则确定开、停泵时间，让系统用点尽量在“平段”和“谷段”工作，尽量避免“峰段”的工作时间。

应用效果

水泵轮换工作控制，提高系统可靠性；

“避峰填谷”工作模式，降低设备电能消耗；

高精准性水位预测，保证生产顺畅稳定；

变电站无人值守系统解决方案

背景

井下变电所是井下供电系统的重要组成，变电所的安全运行关系着企业的安全生产，也关系企业的经济运行。面对井下复杂的地质条件、恶劣的作业环境，变电所无人值守是适应企业的发展需要，变电所无人值守能有效的降低人员的使用，降低企业成本。

建设目标

为了提高全矿自动化控制水平，提高劳动生产率，对生产设备进行监控，并采取相应的技术措施，实现对电气设备及系统的参数如电流、电压、功率等的监测，以及对电气设备的运行状态、预报及故障信号的监控，通过计算机网路，送至总控制室。

系统组成

各水平变电所设置采集控制站，采集中央变电所综保系统和变电所装设的多功能监测装置系统的各种数据，将各配电回路电气数据如电流、电压、功率等传到控制系统。

通信网络

通过RS485或以太网的方式，采集综保系统和多功能电表数据

采集控制站

在各个水平变电所设置控制站，能够处理采集上来的信息，能够通过控制站进行远程停送电。

监控主机

地表控制中心放置监控主机，实时显示井下个变电所数据，用于设置参数、显示报警、远程控制停送电等，生成生产用电报表。

系统效果

高、低压配电室无人值守；

数据自动采集；

远程停送电，降低人员劳动强度。

斜坡道车辆交通智能管控系统解决方案

背景

安全生产一直是矿山企业生产的重中之重，随着地下开采范围增大，运输任务增长，地下运输车辆逐渐增多。如果无轨车辆运行没有合理的管控系统，相互行驶的车辆不能了解对象情况，极易引起车辆在某个区域发生阻塞，导致车辆频发倒车，造成燃油浪费，运输效率低下，严重的还可能导致安全事故发生。因此，一套机动灵活、适应性强、安全高效的交通管控系统显得尤为关键。

建设目标

在斜坡道出入口、错车道出入口设置三显示信号机，该信号系统采用自动和人为双向控制。通过地感线圈加ＷＩＦＩ设备定位技术实施车辆测量，能做到车辆全程跟踪显示，调度室与巷道内的机动车辆及机动车辆间通过ＷＩＦＩ无线电话实现直接通信。系统实现现场无人指挥，全自动运行模式。

系统组成

（１）入口、错车道、三叉口，其中包括由主路--〉辅路，辅路--〉主路，水平巷道—〉辅路均需要安装禁直行和直行标志灯。以及在岔路口安装禁左及禁右标志。

（２）在各关键点位的地面安装地感线圈，由地感线圈检测车辆运行情况，因斜坡道内具有ＷＩＦＩ信号全覆盖信号，可以通过定位标签对车辆位置进行辅助定位功能，基于上述检测通过系统逻辑判断，指挥车辆运行。

（３）信号灯的控制采用西门子PLC 来进行实现。考虑上行车具有优先通过该路段的权力。下行车避让上行车，当检测到有上行的车辆通过时，对面路段信号灯为禁行灯，下行车辆开进错车道避让。

（４）系统同时还具有以下功能：

1、实时显示斜坡道巷道图，实时显示系统地感线圈、信号机在斜坡道内的分布状况及各信号灯的状态。

2、显示斜坡道内各区段车辆行驶的方向，区段内有无车辆行驶及车辆数。

3、显示报警画面：违章或车辆在斜坡道内停留时间过长，系统自动报警。报警内容包括：时间、位置、类型。

4、信号灯人工控制功能。当斜坡道内出现非正常运行状态，可进行人工控制，切换信号。

应用效果

车辆识别技术可靠，提高系统安全系数；

运行规则设置灵活，满足地下运输需求；

智能交通管控模式，促进生产管理革新；

通用工业控制系统，扩容性强简单实用。

地下安全避险六大系统解决方案

背景

全面贯彻科学发展观，遵循共同发展理念，各体系必须在金属非金属矿山安全。保证“六大体系”的建设和实施中坚持相互协调。确保人员安全是前提，关注员工的生命和健康。以地下安全生产数据、语音、图像为基础，建立安全生产综合管理平台，直观、实时显示地下安全生产数据，全面掌控地下安全生产状况，提高抗灾避险能力，预防生产事故发生，确保地采生产全本安运行。

建设目标

系统建设本着“实用、可靠、先进、经济”的指导思想，符合相关规程规范的要求以及结合矿井的实际需要，实现矿井的人员（车辆）高精度定位、人员（车辆）活动轨迹跟踪与分析、出入重点区域/限制区域管理等，实现监测管理的一体化，提高矿山企业的安全生产管理水平，提升矿山企业的信息化水平，为智能化矿井建设奠定基础。实现与安全监控、应急广播、视频监控等系统的融合与联动，提高安全预测预警水平，实现与安全监测监控信息的深度分析和综合利用。为矿山企业节约成本、强化生产安全管理、提高工作效率，适应地采矿山安全生产需要。既要满足当前生产需要，又符合未来矿山主流发展方向，在一定时间内保持先进性。

系统功能

地下人员定位跟踪；

地上和地下双向语音通讯；

地下关键设备（如风机、水泵等）实时在线监控；

地下实时生产数据监测、分析；

地下关键位置的视频监测监控；

地下供水、供风、供电的监测监控；

地下局扇联锁控制，实现按需供风；

避难硐室保障灾变时的应急避险；

压风自救系统，提供充足空气，满足避难矿工呼吸需要；

供水施救系统，为避难矿工提供充足的生存用水。

系统效果

精确性定位，提升减灾救援能力；

实时性监控，及时掌握生产信息；

平台化管理，统一生产指挥调度；

实用性系统，经济高效安全可靠；

规范化建设，符合国家规章制度。

地表干选控制系统解决方案

背景

从地下通过主井提升系统运到地表箕斗仓内, 通过仓下部胶带系统运往地面干选车间，建立地表干选自动控制系统，实现控制中心对整个系统的集中监控和管理，设备自动连锁、保护控制，确保整个系统安全、稳定、高效运行。

建设目标

（1）集中操控，现场无人值守；

（2）卸料小车自动布料，无需人工干预；

（3）矿石自动装车；

（4）实现“一键启停”，工艺设备连锁保护和故障预警。

系统组成

干选PLC控制站负责干选系统设备的控制与管理。通过冗余的以太环网与主控制（调度）系统连接，接受主控制室操作指令。

干选系统有三种基本的运行方式：现场手动运行、计算机单体运行、计算机连锁运行。实现矿仓料位指示、记录、报警、联锁；胶带机电机运行状态监控；胶带机自动开停联锁控制

应用效果

设备保护检测完善，生产联锁运行；

全流程自动运行，现场无人值守；

建立多种控制模型，提高生产管理效率；

全过程数据检测，保证生产顺畅稳定。

移动设备信息采集系统解决方案

背景

建立地面主控室对单体设备调度指令的下达和采集各种信息的数据通道。在设备上安装基于WIFI技术的无线AP基站，采区设备工作区间主要运行通道布设WIFI定位标签，对铲运机在其工作区间进行定位，实现铲运机运行轨迹的记录。

建设目标

目前，国外的单体设备已经实现由地面进行集中监控、遥控作业。杏山铁矿的井下生产采掘设备，首先应满足单体采掘设备的数据及时采集，其次部分进行有线或无线遥控操作。为很好的了解掌握其运行情况，也为进一步的远程监视和控制，对上述单体设备安装通讯接口，通过有线和无线的方式与主控室进行连接和通讯。为实现地面遥控作业打下先期基础工作。

系统亮点

实现单体设备地面集中监控、遥控作业。

系统功能

设备运行数据无线采集；

工作区间实时定位。

系统效果

远程遥控作业，改善工作环境；

记录运行轨迹，优化作业线路，提高作业效率。

闭路监控系统解决方案

背景

随着矿井生产自动化程度的不断提高和生产工艺的改进，为达到高产高效、安全生产的目的，须对安全生产重要环节、场所安装视频监控，通过视频监控系统，地面人员能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，及时发现各监控点的违章作业情况，达到防患以未然，为矿井的安全生产保驾护航。

目标

通过对井下重点点位安装视频摄像机，监视井下安全生产情况。及时快速发现问题。确保监测信息的安全性、真实性、唯一性、完整性和可靠性。

组成

为加强安全管理，监视井下安全生产情况，在关键部位设置监控摄像头。在提升系统设立视频监控系统，实现对井口调度室、提升绞车房、提升人员进出场所、各水平井口、井底、中段马头门、调车场等点位的视频监控点位。同时在主井提升装矿硐室（装矿状态）、主井提升卸矿点位、地面干选放矿、主溜井卸矿硐室、井下火药库及其它重要部位加装视频监控系统。安装在井下火药库的视频设备符合相应防爆等级要求。

对所有闭路电视监控系统的图像均进行录制存储，硬盘存储时间不小于3个月。每过2个月进行一次永久存储介质备份。视频监控系统具有现场模拟视频显示，同时转换为数字信号，实现网络数据显示、传输、存储、处理、打印等功能。

信号传输采用光纤网络传输，保证信号不受干扰、不失真。满足长距离的传输。

系统亮点

远程视频监控，地面人员随时掌握井下实时情况；

直观监视和记录井下工作现场安全生产情况，防患事故于未然。

监控信号数字化传输，保证画面质量。

有线通讯系统解决方案

背景

根据《AQ2036-2011金属非金属地下矿山地下矿山通信联络系统建设规范》技术要求，为实现生产、调度、管理、救援等各环节直接通信联络目的，在井下设置可靠的通信联络系统，包括：有线通信系统、广播对讲系统、无线通信系统。

系统目标

通过在井下安装有线和无线通信设备，实现在生产、调度、管理、救援等各环节直接通信联络的总体目标。有线通信联络系统与无线通信联络系统之间能实现双向语音通讯。保证井下的通信稳定、可靠、畅通。

系统组成

基于井下安全和生产的需要，在地面生产指挥中心设立通讯机房，安装数字程控交换机及相关设备，负责全厂各生产岗位间的有线通讯。通过对不同点位通话功能的区分，实现局内电话和出局电话的配置。井下通信系统考虑到可靠性、安全性的原则，从生产指挥中心电讯机房敷设到井下两条主干电缆，一主一备，两条主干电缆的两端分别接入对应的配线设备，实现有线通讯的备用。主干线50对电缆由副井直接进入-330m配线设备，由此向上部和下部分别延伸，覆盖整个井下。备用线路50对从斜坡道进入井下，经-180m水平从溜破系统回风天井进入-330m水平和下部各水平，实现了通讯电缆线路分设两条通讯电缆，从不同的井筒进入井下配线设备，保证其中任何一条通讯电缆发生故障，另一条通讯电缆的容量能担负井下各通讯终端的通讯能力。

在主副井绞车房、井底车场、各中段采区、各水平马头门、装卸矿点、井下车场、运输调度室、井下中央变电所、采区变电所、水泵房、井下避难硐室、采掘工作面、爆破时撤离人员集中地点等，设有直通矿调度室专线电话或通讯联络电话。井下通讯终端设备，均具有防水、防腐、防尘功能。

系统功能

通讯终端设备与控制中心之间的双向语音且无阻塞通信；

实现生产、调度、管理、救援等各环节直接通信联络；

具有由控制中心发起的组呼、全呼、选呼、强拆、强插、紧呼及监听功能；

能够储存备份通信历史记录并可进行查询；

实现有线通信联络系统自动或手动启动的录音功能；

终端设备之间具备通信联络的功能。

系统效果

一体化调度平台实现融合通信

实现视频联动，远程指挥；

对视频图像存储，保证过程真实、完整；

具有无线视频接入功能，采集移动设备的视频图像。

人员、车辆定位系统解决方案

背景

随着国家对矿山企业安全生产要求的不断提高和煤矿企业自身发展的需要，为进一步加强安全生产监督管理，防止和减少安全生产事故，根据GB16423《金属非金属矿山安全程》的规定，最大班下井人数超过３０人的应设人员定位系统，下井人员应随身携带标识卡。

解决方案

以光纤有线网络为骨干，以无线网络为延伸，在井下设立若干AP（基站），通过无线网络覆盖井下巷道。利用矿用手机、企业固定电话等终端接入设备来实现语音、调度等功能；利用WIFI识别卡实现工作人员和重要设备的无线定位功能；实现井上与井下的无线、有线调度通讯一体化；设备、人员信息监测一体化；综合数据传输一体化。人员定位、语音通话、安全生产监控三网合一；井上与井下无线、有线调度通信一体化。

网络化与信息共享，为各个部门及各层领导提供实时监测信息，为决策指挥提供依据。移动目标定位、跟踪技术，可以使地面管理人员全面、及时掌握井下及整个矿区人员、车辆、设备的数量和分布情况。

系统功能

采用Wi-Fi和VOIP（网络电话）技术，实现井上井下通讯一体化、有线无线一体化、调度通讯行政通讯一体化；

基于Wi-Fi技术的电子标牌，可以对进入工作区域的人员，车辆和重要物资进行实时动态管理，考勤，和必要的轨迹统计；矿井目标定位、跟踪：矿井目标包括人员、车辆以及一些移动的设备等；

多系统共用主体网络，可以和矿井信息化建设，减少施工量，节约资金。

系统效果

生命安全监测，增强矿井安全管理；

多种通信融合，实现数据共享；

移动跟踪、轨迹回放，实时掌控；