煤矿平巷运输监控系统研究

论文摘要

随着我国煤炭开采在规模和产量上的逐年扩大,采矿作业井巷不断加深,投入使用的机矿车越来越多,给井下车辆的监控与管理增加了工作量与复杂度。安装可靠的煤矿平巷运输监控系统是保证井下行车安全、高效的重要手段,它能够监控井下机矿车安全、高效地运输,防止拥塞、撞车、脱轨以及挤岔等行车事故,且利于调度员合理安排调车。本文在调研了煤矿井下轨道运输实际情况的基础上,以高效、安全的平巷运输和机矿车数字化管理的需求为前提,应用RFID技术和WLAN技术设计出一套煤矿平巷运输管理系统。该系统实现了机矿车定位、道岔远程控制以及调度室与机车的无线通讯等功能,并在此基础上实现了机车的半自动化调度。首先,研究了基于RFID的机矿车定位技术。根据平巷道岔布局、读卡分站和定位器的技术参数和成本,优化布点方案,解决了读卡分站之间的信号碰撞问题,成功实现机矿车的可靠、准确定位,满足机车进路连锁的定位要求。监控系统不仅可以实时定位机矿车,而且具有机车运行状态黑匣子功能及报表统计功能。其次,研究了远程道岔的网络控制技术。井下平巷搭建以太环网,采用网络冗余技术确保信息传输的可靠性与稳定性。调度室利用工业以太网协议控制PLC,实现远程扳道并实时监测道岔状态。然后,研究了机车与调度室无线语音和文字通讯技术。调度室与机车采用C/S模式实现调度室与多台机车的通讯,机车上传精确位置信息和速度信息,调度室向机车发送路况信息,并且矫正机车位置;调度室可以和一辆机车实现点对点语音通讯,也可以和多台机车进行广播式通讯。最后,开发了具有调度功能的煤矿平巷运输监控系统。分析了煤矿平巷运输“信、集、闭”系统的连锁关系,利用开发的机车定位、道岔控制以及机车与调度室间的无线通讯技术,提出一种算法实现机车半自动化调度。该系统成功应用于黑龙江省某煤矿并通过了验收,运行结果表明:运行系统运行良好、性能稳定,达到了规定的技术指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 课题研究的目的与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要内容及结构
• 2 煤矿运输监控系统及关键技术分析
• 2.1 煤矿运输监控系统
• 2.2 关键技术
• 2.3 本章小结
• 3 系统总体方案设计
• 3.1 系统功能需求
• 3.2 系统总体方案设计
• 3.3 硬件选型
• 3.4 系统的开发与运行环境
• 3.5 本章小结
• 4. 煤矿车辆运输监控系统软件设计与实现
• 4.1 机矿车定位模块设计与实现
• 4.2 道岔控制模块设计与实现
• 4.3 无线通讯模块设计与实现
• 4.4 调度模块设计与实现
• 4.5 本章小结
• 5 系统配置与测试
• 5.1 系统配置
• 5.2 系统测试
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文