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研究背景
无极绳绞车因其性能可靠、操作简单、安全系数高，已逐步取代小绞车成为煤矿井下运输的主要设备。然而无极绳绞车在运输支架、采煤机等大型设备 时经常出现掉道、
脱轨等现象，机头控制室又无法直观形象地看到现场运行的实时画面，运输过程中需要随车司机前后跑动开闭阻车器，不但增加了非必要工作时间，更容易引发安全事故。因此非常有必要 信号传输、远程控制和自动报警于一体的动态监控系统，在保证行车运输安全的同时实现减人提效的目的。2现场概况
该无极绳绞车运输系统位于凤凰山矿西轨巷，
绞车全长1200m ，
绞车型号为SQ-120，其主要结构如图1所示。如图1所示，无极绳绞车系统主要由绞车、张紧
装置、传感器、油缸、绳轮等部件构成，工作时由电机提供动力，通过无极绳绞车滚筒旋转，借助钢丝绳与滚筒之间的摩擦力进行物料运输［１］。与传统小绞车运输方式相比，无极绳绞车无需转载，从而减少人力倒车次数，避免小绞车接力运输中的摘挂钩时易发生的跑车事故，简化了运输工序，但对现场运输状况缺乏直观印象，对现场出现的各类情况也无法立即反馈。
3研究内容
本项目主要采用无线传输技术，沿巷道分布无线分站，实现无线信号在无极绳绞车运输巷道全程覆盖，梭车上先安装梭车支架，梭车支架上安装无线摄像头及矿用隔爆兼本安型直流稳压电源，由直流稳压电源给无线摄像头供电，无线摄像仪连接上运输巷内的无线网络，通过无线网络将拍摄的实时运行视频传输至无极绳绞车房和地面，绞车司机在操作绞车运行的同时能够通过传回到无极绳绞车房的绞车实时运行视频了解绞车运行状态，通过操作台控制按钮对阻车器远程控制，实现绞车司机自行控制绞车的起停。3.1技术路线 该项目主要对西轨道巷绞车运行情况及巷道情况调研，对西轨道巷无极绳绞车监控系统方案进行设计，其技术路线图如下页图2所示。3.2技术方案
系统技术框架主要包括绞车房内计算机和阻车器操作板，通过计算机显示和播放视频，通过阻车器操作板远程操作巷道内的风动阻车器。在巷道内主要安装有无线，通过光缆将所有无线连接
起来传输信号［２］。
无线主要接受绞车房内阻车器控制信号控制阻车器开闭，同时进行接受和传输语音信号和视频信号。具体如下页图3所示。
收稿日期：2019-02-21
作者简介：牛小山（1987—），男，毕业于河北科技大学机械设计制造自动化专业，助理工程师。
煤矿井下无极绳绞车动态监控系统研究与应用
牛小山
（山西晋煤集团凤凰山矿，山西
翻板百叶晋城048006）
摘要：介绍了基于无线传输技术的无极绳绞车动态监控系统，对系统供电系统、视频传输协议、视频
监控软件进行了研究。使用该系统后能够实现无线信号在绞车巷道全程覆盖，
并利用无线分站形成环网，使无线摄像机、无线扩音电话和地面调度集控室并网，实现视频录像备份、语音对讲喊话等功能，说明能够解决绞车运行过程中的安全问题，有效保证井下运输安全。关键词：无线传输无线分站视频录像语音对讲
中图分类号：ＴＤ６３４．９
文献标识码：Ａ
文章编号：1003-773X （2019）07-0230-03
ＤＯＩ：１０．１６５２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１３４／ｔｈ．２０１９．０７．１０２
总第195期2019年第7期机械管理开发
M ECHANICAL M ANAGEM ENT AND DEVELOPM ENT Total 195No.7，2019
图１无极绳绞车系统结构图
张紧力下降保护传感器
张紧油缸
张紧钢丝绳
张紧绳轮
张紧装置
自动化技术与设计
4系统设计
4.1供电系统设计
电源箱接线：从电源箱引出1m 长矿用电缆接防爆快插，做127V 移动式充电接头，引出两根1m 长矿用通信电缆接移动式插头，做两路本安电源输出给两台无线摄像仪，扩音电话电源从无线摄像仪电源输入端接入。
无线电源来自无极绳梭车机头照明综保127V 电源，而且必须保证沿途所有无线分站使用同一台照明综保电源。无线分站与板状天线的连线使用同轴电缆。无线分站光缆铺设并熔接。
气动阀电控部分使用无线内部的本安24V 直流电源控制，从最近的一台无线引出一根矿用通信电缆，接入气动阀控制箱内部的控制继电器上，使用阻车器操作台上的操作按钮通过以太网方式控制阻车器的打开与关闭。4.2视频传输协议设计
矿用本安型无线摄像仪设计符合煤矿井下有瓦斯、
煤尘爆炸危险的场所使用标准，电气部分主要有低照度CCD 摄像头、无线发射器件、手动可调镜头、视频处理板、电源及光电收发板。视频处理板置于电源板之上，两层板用四个支柱固定。结构部分的外部有不锈钢外壳和钢化玻璃前罩可用于防水防尘，内部有光纤固定器和光缆冗余夹等。4.3视频监控软件设计
本视频监控系统在井下每个绞车房安装一个操
作台，内部包含本安型计算机、隔爆显示屏、本安型键盘、控制按钮。通过无线进行视频信号、语音信号、控制信号传输，同时可以对视频信息进行显示、存储、查看、故障报警［３］。在地面运输队集控室安装一台计算机，用来显示井下视频画面，通过矿环网将绞车视频信号传至地面，在地面只能查看视频画面，不能远程控制。其图像预览界面如图4所示。
该图像界面就是在地面运输队集控室电脑上查看的井下无极绳梭车运输设备的画面，从画面中可清晰
地看到各部无极绳梭车的运行状态以及巷道周围其他状况，根据视频画面，可以了解到当班运输任务情况，能够及时合理安排下一班任务。5现场试验
本项目于2018年1月正式投入使用，项目完成后，设施运行基本稳定，故障率较低。绞车监控视频现场运行画面如图5所示。
从图5可以看出，通过移动梭车上的摄像头，可以随时看到在梭车停止后小绞车的使用情况、梭车运行中的情况以及巷道中有无人员行走等状况。同时可以确保装有设备的车辆在无人看守的情况下，随时保持监控状态，以防丢失。还可以在发生设备损
图２技术路线示意图
图３
系统技术框架图
图４
无极绳梭车视频预览图
图５无极绳绞车视频摄像图
项目资料收集系统方案设计设备研发生产现场安装
系统测试、
试运行资料收集整理、
验收资料编写、组织验收
无极绳绞车概况西
轨道巷巷道概况
主要面临的问题
控制系统设计监控视频设计无线网络布置设备生产取证绘制设备图纸系统测试联调
梭车一水氢氧化锂
网线
计算机
作用：显示视频，播放
声音
阻车器操作板网线
话筒
无线1
无线2绞车房
光缆
光缆
作用：接收无线信号。
作用：远程操作阻车器。阻车器1阻车器2
电磁阀电磁阀
气缸
气缸
气源
气源
电缆
电缆
牛小山：煤矿井下无极绳绞车动态监控系统研究与应用2019年第7期231··
毁时作为区分责任的证据，管理人员和客户能够通过计算机实时了解梭车运行状态，避免浪费时间。而且通过扩音电话，绞车房内司机随时可以和沿途人员进行通话，以防意外事故发生。6结论
本项目主要采用无线传输技术，延巷道分布无线分站，实现无线信号在绞车巷道全程覆盖，并利
用无线分站形成环网，使无线摄像机、
无线扩音电话和地面调度集控室并网，实现视频录像备份，语音对讲喊话功能。该项目有效地解决了绞车运行过程中的安全问题，不但节约了大量的人力、物力和
时间，也为煤矿生产的转型和信息化提供了技术支
持。经过现场工业性试验，认为该绞车移动视频系
统功能齐全，具有实时视频清晰、
无线信号稳定、远程控制方便、日常维护方便等特点，具有良好的安全效益和社会效益。
参考文献
［１］闫吉领.无极绳绞车在矿井生产中的应用及改进措施［Ｊ］.煤矿机械，
2002（1）：45-46.［２］刘海平，李炳文，曲利，等.新型矿用无极绳绞车传动系统设计［Ｊ］.煤矿机械，2005（11）：
69-70.［３］
李剑峰.无极绳绞车运输的工艺改进［Ｊ］.煤矿机械，2010（3）：99-100.
（编辑：赵婧）
Research and Application of the Dynamic Monitoring System of the
Underground Electrodeless Rope Winch in the Coal Mine
Niu Xiaoshan
（Fenghuangshan Mine of Shanxi Jincheng Coal Group,Jincheng Shanxi 048006）
Abstract:This paper introduces the dynamic monitoring system of polar rope winch based on wireless transmission technology,and studies the system power supply system,video transmission protocol and video monitoring software.After using this system,the wireless signal can be covered in the winch roadway,and the wireless sub-station can be used to form a ring network,so that the wireless camera,wireless loudphone and ground dispatching centralized control room can be connected to the network,and the video and video backup can be realized.The functions of voice to voice and shouting show that the system can solve the safety problem in the process of winch operation and effectively ensure the safety of underground transportation.
Key words:wireless transmission wireless substation;video recording;voice-to-talk
系统等临时设施，恢复套架梁及罐道。
14）打压调绳、调试开关、试运行。检查新箕斗各部的安装连接情况，清除井筒中有碍运行之物，恢复箕斗上的磁控开关，对新箕斗首绳连接装置进行打压试车，先进行空载再进行重载试验，观察运行情况，正常后可投入使用，整个箕斗更换工作结束。4结语
程控步进衰减器系统该方法适用于矿山井架式立井特大型箕斗的更换工作，将整体箕斗一分为二，通过稳车配合滑车起
吊，利用专用平板车平稳地将箕斗运出或运进套架
进行施工，该方法具有工期较短、
工序简单、安全性好、便于操作等诸多优点，是国内更换大型箕斗较常用的方法，可为特大型箕斗的更换提供了借鉴，在现场有较强的实用价值，值得推广应用。但在施工过程中不能局限于这种操作方法，要根据现场条件和设备使用等因素，并在实践中总结改进，不断创新，才能保证安全快速优质的施工。
（编辑：赵婧）
Main Shaft Extra Large Skip Replacement Technology
Guo Yaoqing
（Datong Coal Mine Group of Zheneng Majialiang Coal Industry Co.,Ltd.,Shuozhou
Shanxi 036000
）Abstract:This paper takes majialiang mine main shaft skip replacement as an example,introduces in detail the main tools of the stable car,the pulley system and the special flat car,Use wellhead house crane and crane cooperate,The construction method of skip replacement can be completed safely and quickly.It provides some beneficial reference for the replacement of mine super-large skip and has strong practical value in the field.Key words:vertical shaft of coal mine;super large skip;block replacement球形接头
（上接第178页）
第34卷
机械管理开发
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