煤礦“四超”車輛測(cè)量報(bào)警裝置的研究與應(yīng)用

孔幾勇 類維龍

摘要：隨著煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)在煤礦企業(yè)的科技化、信息化水平逐步提高，煤礦的科技創(chuàng)新工作成為了推動(dòng)企業(yè)持續(xù)發(fā)展的必備因素。在2015年的人大會(huì)議上，李克強(qiáng)總理在政府的工作報(bào)告中首次提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念。為充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+99推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，對(duì)我們煤炭行業(yè)來講，隸屬于高危行業(yè)，要想加快企業(yè)發(fā)展，既要懂得抓住國(guó)家倡導(dǎo)“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展格局，也要結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀，大力推進(jìn)加強(qiáng)科技創(chuàng)新方面工作的有效推進(jìn)，讓互聯(lián)網(wǎng)與煤炭產(chǎn)業(yè)深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展形態(tài)。

關(guān)鍵詞：煤炭行業(yè) 車輛測(cè)量報(bào)警裝置 互聯(lián)網(wǎng)

一、借助“互聯(lián)網(wǎng)+”推動(dòng)煤礦企業(yè)科技創(chuàng)新成果

在“互聯(lián)網(wǎng)+”新形勢(shì)的推動(dòng)下，根據(jù)煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中的現(xiàn)狀，研究設(shè)計(jì)了煤礦“三超”車輛報(bào)警裝置。此裝置的應(yīng)用，大大提高了煤礦提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)的安全性，同時(shí)有效的提高了生產(chǎn)工作效率，為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了有力保障。具體研究過程如下：

1.研究背景。提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化在礦山生產(chǎn)中的應(yīng)用愈來愈迫切，從總體情況看，近幾年先進(jìn)設(shè)備已在提升運(yùn)輸系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，但在細(xì)節(jié)處和關(guān)鍵薄弱節(jié)點(diǎn)上其采集和檢測(cè)環(huán)節(jié)上還存在一定的欠缺。

尤其高產(chǎn)能與高生產(chǎn)效率需要大型、重型生產(chǎn)設(shè)備的投入，而運(yùn)輸環(huán)節(jié)就成為了面臨的第一道難題，“四超”（超寬、超長(zhǎng)、超高、超重）物料成為影響副井提升中的一道難題。而目前在現(xiàn)有檢測(cè)環(huán)節(jié)中又沒有較好的應(yīng)用案例。

2.設(shè)計(jì)原理。煤礦“四超”車輛測(cè)量報(bào)警裝置，可自動(dòng)快速檢測(cè)車輛長(zhǎng)、寬、高和重量，評(píng)估得出系統(tǒng)運(yùn)行的安全系數(shù)，發(fā)出報(bào)警并閉鎖操作，為工作人員提供真實(shí)有效的判定依據(jù)，提高提升運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全保障。

該裝置由監(jiān)控后臺(tái)、長(zhǎng)度傳感器、寬度傳感器、高度傳感器、重量傳感器、通信轉(zhuǎn)換器、光電開關(guān)、攝像器、照明器、LED顯示屏、操車PLC、報(bào)警器及啟閉電磁閥等相關(guān)組件組成。

長(zhǎng)度傳感器、寬度傳感器、高度傳感器、重量傳感器、操車PLC分別與監(jiān)控后臺(tái)電連接。報(bào)警器、阻車器的電磁閥分別與操車PLC電連接：長(zhǎng)度傳感器、寬度傳感器、高度傳感器、重量傳感器分別將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控后臺(tái)，監(jiān)控后臺(tái)對(duì)所接收檢測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所檢測(cè)車輛長(zhǎng)度、寬度、高度或重量超標(biāo)時(shí)，監(jiān)控后臺(tái)通過操車PLC控制報(bào)警器報(bào)警和控制阻車器關(guān)閉。其中，操車PLC通過通信轉(zhuǎn)換器與監(jiān)控后臺(tái)電連接。具體地，本實(shí)施例中，長(zhǎng)度傳感器、寬度傳感器、高度傳感器、重量傳感器、通信轉(zhuǎn)換器均通過CAN總線于監(jiān)控后臺(tái)電連接，以滿足工業(yè)需求。監(jiān)控后臺(tái)可使用工業(yè)計(jì)算機(jī)。

本裝置還包括LED顯示屏，LED顯示屏與監(jiān)控后臺(tái)電連接，用于顯示車輛的長(zhǎng)度、寬度、高度和重量數(shù)據(jù)，傳感器測(cè)量料車的實(shí)際狀態(tài)（長(zhǎng)、寬、高、重），通過CAN總線與工業(yè)計(jì)算機(jī)通信，將測(cè)得的數(shù)據(jù)通過軟件顯示在LED顯示器上，當(dāng)料車在設(shè)定的允許值內(nèi)時(shí)僅顯示，當(dāng)測(cè)得的任意一個(gè)數(shù)據(jù)（長(zhǎng)、寬、高、重）超出了設(shè)定的最大允許值時(shí)，通過操車PLC觸發(fā)報(bào)警回路，發(fā)出聲光報(bào)警，提醒工作人員注意，并將超出值顯示在LED顯示器上。同時(shí)操車PLC閉鎖前阻車器，使阻車器無法打開，避免人員誤操作。當(dāng)操車在檢修狀態(tài)時(shí)解除聲光報(bào)警和閉鎖，已保證在維修工進(jìn)行檢修工作時(shí)不受此限制。

該裝置還包括拍攝車輛圖像的攝像器以及觸發(fā)攝像器工作的光電開關(guān)：攝像器、光電開關(guān)分別與監(jiān)控后臺(tái)電連接。攝像器可采用高速工業(yè)相機(jī)，還配置照明器，用于給拍攝圖像照明，使圖像更清晰。當(dāng)車輛通過時(shí)，光電開關(guān)觸發(fā)攝像器工作，同時(shí)可觸發(fā)照明器，對(duì)車輛連續(xù)拍照，并將車輛圖像信息數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控后臺(tái)，監(jiān)控后臺(tái)可將車輛圖像的信息無縫拼接出帶尺寸標(biāo)注的整車圖像。

在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器設(shè)置在車輛行駛道路上的龍門架上。如車輛在巷道內(nèi)行駛時(shí)，巷道內(nèi)設(shè)置有龍門架。寬度傳感器的一對(duì)激光傳感器分別設(shè)置在龍門架的兩個(gè)豎梁上：龍門架的橫梁上設(shè)置有與橫梁垂直的支撐桿：長(zhǎng)度傳感器的一對(duì)激光傳感器分別設(shè)置在支撐桿的兩端。高度傳感器的一個(gè)激光傳感器設(shè)置在龍門架的橫梁上。另外，重量傳感器設(shè)置在巷道的地面上。

本裝置測(cè)量過程為實(shí)時(shí)，被測(cè)車輛不需要停車，以正常車速通過測(cè)量區(qū)域后即有測(cè)量結(jié)果，測(cè)量效率高;測(cè)量誤差<1%，高于目前手工測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)1%;適應(yīng)環(huán)境廣，可安裝在井下或井上，安裝過程簡(jiǎn)單。

3.創(chuàng)新點(diǎn)。研究設(shè)計(jì)的煤礦“四超”車輛測(cè)量報(bào)警裝置原理簡(jiǎn)單，通過紅外傳感器檢測(cè)物件的長(zhǎng)、寬、高、重，精度高且性能穩(wěn)定，目前此裝置在國(guó)內(nèi)領(lǐng)域尚未應(yīng)用，在紅外傳感器的應(yīng)用上突破創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了既定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，達(dá)到了很好的使用效果。

4.應(yīng)用效果。通過在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，有效避免了“四超”物件進(jìn)入車場(chǎng)，進(jìn)而解決了人員在處理問題時(shí)存在了危險(xiǎn)因素，提高了人員的安全保障。對(duì)“四超”車輛實(shí)現(xiàn)了聲光報(bào)警及自動(dòng)閉鎖的自動(dòng)排查功能，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，產(chǎn)生了良好的安全效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

5.推廣應(yīng)用。該報(bào)警裝置設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛應(yīng)用于對(duì)外部尺寸要求較高的場(chǎng)合，且可擴(kuò)展性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)功能，可向同行業(yè)及類似場(chǎng)所廣泛推廣應(yīng)用。

二、科技創(chuàng)新在煤礦企業(yè)中的重要性

1.提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。利用科技創(chuàng)新能夠促使企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)變化，有利于大力擴(kuò)展企業(yè)的立足之地和發(fā)展前景，制定本企業(yè)最佳管理體制，提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力與綜合實(shí)力，為企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)與國(guó)際市場(chǎng)開辟發(fā)展空間。

2.推動(dòng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。將“科技創(chuàng)新”方案與煤礦企業(yè)工作相融合，可以全面推動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，使企業(yè)的開發(fā)與經(jīng)營(yíng)運(yùn)轉(zhuǎn)走向成功，為企業(yè)的發(fā)展奠定豐厚的物質(zhì)、文化基礎(chǔ)，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)的抗干擾能力，避免企業(yè)發(fā)展受到外界不利因素的影響。

3.塑造高素質(zhì)企業(yè)管理隊(duì)伍。在煤礦企業(yè)工作中滲透“科技創(chuàng)新”理念，可以塑造高素質(zhì)的企業(yè)團(tuán)隊(duì)，激發(fā)企業(yè)員工的創(chuàng)新意識(shí)，強(qiáng)化員工的實(shí)踐技能，培養(yǎng)員工的突破性思想，為企業(yè)的發(fā)展建立一支高素質(zhì)管理隊(duì)伍。