2023年12月29日发(作者：)
第52卷第5期2021年5月Safety in Coal MinesDOI: 10.13347/j. cnki. mkaq. 2021.05.030Vol.52 No.5May 2021刘建荣，伊玉祥，徐杜民，等.基于工业以太网的天祝煤矿斜巷多水平提升监控系统[j].煤
矿安全，2021,52(5): Jianrong, YI Yuxiang, XU Duniin, et al. Multi -level lifting monitoring system of inclined roadway in
移动扫码阅读Iianzhu Coal Mine based on industrial Ethemet[jj. Safety in Coal Mines, 2021, 52(5): 166-169.基于工业以太网的天祝煤矿斜巷多水平提升监控系统刘建荣1,伊玉祥1,徐杜民1，杜磊2,于生存1,刘君贤1(1.窑街煤电集团天祝煤业公司，甘肃天祝733211 :2.陕西航泰电气股份有限公司，陕西西安710100)摘要：介绍了一种煤矿斜巷多水平提升监控系统在天祝煤矿斜井多水平提升中的应用情况，
着重从系统结构、工作过程和创新应用进行简要阐述。该系统的应用有效降低了斜巷轨道运输
中存在的设备隐患和提升时行人违章闯入的安全隐患，从技术层面解决了 “行人不行车，行车不
行人”的问题，为斜井提升的安全管理提供了良好的操作和管理平台。该系统操作简单方便，可
靠性强，现场安全管理从“人防”转为“技防”，提升了矿井智能化、信息化水平。关键词：斜巷运输；多水平提升；监控系统；提升信号；智能化中图分类号：TD63+3
文献标志码：B
文章编号：1003-496X (2021) 05-0166-04Multi-level lifting monitoring system of inclined roadway in Tianzhu Coal Minebased on industrial EthernetLIU Jianrong1, YI Yuxiang1, XU Dumin1, DU Lei3, YU Shengtun1, LIU Junxian1
u Coal
Industry
Compan),Y(U)jie Coal and Electricity Group, Tianzhu
733211,
Hcuigtai Electric Co., Ltd.,Xi'an
710100,
China)Abstract：
This paper introduces the application of a monitoring system for multi-level lifting of inclined roadway in Tianzhu Coal
Mine, and briefly expounds the system structure, working process and innovative application. The application of this system can
effectively reduce the hidden danger of equipment in the track transportation of inclined lane and the liidden danger of pedestrians
breaking into the rules and regulations during the lifting process, solve the problem of pedestrians without driving, driving without
pedestrians
^ from the technical level, and provide a good operation and management platform for the safety management of
inclined shaft words:
inclined roadway transportation; multi-level hoisting; monitoring system; hoisting signal; intelligent天祝煤矿斜井运输物料系统均采用绞车轨道提
升方式，在运输过程中存在提升水平多、运输路线
长、安全防护设备监控和行人管控难等安全管控难
点M—31。结合现场实际运输需要，现对斜井提升防护
设备和监控设备进行升级改造|4_'实现功能如下：
①安全防护设备和道岔的本地手动、自动控制和远
程集中监控；②行人闯人斜巷的视频抓拍和安全警
示;③矿车钩头定位、绞车与安全防护设备的线路闭
锁；④对一采区轨道运输下山跑车防护装置进行升
级；⑤在地面调度监测集控中心进行集中数据采集•166.和管理。I系统结构及组成煤矿斜巷多水平提升监控系统结构图如图1。
煤矿斜巷多水平提升监控系统采用主控上位计
算机加分控可编程控制箱的连接结构，通过以太网
实现系统的数据连接，系统主要由上位监控计算机、
显示器，各车场可编程控制箱分站、网络交换机、各
类检测传感器、操作箱、高清摄像仪、报警器(箱）和
道岔、阻车设备的执行机构等组成。计算机作为核心
第52卷第5期202丨年5月Safety in Coal MinesVol.52 No.5May 2021图1煤矿斜巷多水平提升监控系统结构图Fig.l Structural diagram of multi-level lifting monitoring system in inclined roadway of coal mine控制单元实现与各水平车场可编程控制箱分站的数
据通讯，对系统内各设备运行状态进行集中状态监
控和输出控制。计算机提供人机交互界面，通过显
示器对现场设备运行状态进行集中监控，通过鼠标
操作实现人机交互、设备状态查询和管理控制；可编
程控制箱分站作为各水平车场内信号采集和控制单
元对所在水平车场内道岔设备、阻车设备、行人闯入
抓拍、报警设备等信号进行到位状态采集和控制操
作，可编程控制器采用西门子S7Smart系列PLC;网
络交换机用于主控计算机与各车场可编程控制箱间
的以太网数据通讯，用于将车场行人闯人抓拍的摄
像仪视频信号传至上位计算机;现场检测道岔、阻车
设备的状态信号由电感式接近传感器进行采集，行
人闯入状态由光电式接近传感器进行检测，矿车钩
头位置由旋转编码器进行检测，矿车通过车场的位
置信号由速度传感器进行检测；其道岔、阻车设备的
动作由可编程控制箱分站控制执行机构进行控制输
出，道岔的到位指示由可编程控制箱分站输出控制
指令经LED显示屏进行道岔状态显示；操作箱用于
道岔、阻车设备的手动按钮控制操作,用于系统工作
方式的选择；摄像仪用于车场有行人闯人斜巷危险
区域的视频抓拍；报警器(箱）在系统出现故障或有行人闯人斜巷时，经可编程控制箱输出控制指令进
行声光语音报警。2工作原理斜巷多水平提升监控系统有手动和自动2种工
作模式，可通过上车场信号硐室操作箱旋钮进行工
作模式选择。处于手动模式时,系统各车场内道岔设
备、阻车器和挡车器可通过就地操作箱按钮进行手
动按钮控制操作，也可在计算机监控平台通过鼠标
选择进行远端集中手动控制操作；自动运行时，系统
根据提升信号的打点指令和矿车钩头位置进行逻辑
判断，对运输路线内道岔、阻车器和挡车器进行自动
控制操作,提高运输自动化操作水平。系统主控计算机接收编码器发出的脉冲数进行
矿车钩头的位置确定，通过接收各可编程控制箱中
PLC发送的道岔到位状态信息，判断现有运输路线
情况。计算机经数据通讯读取提升信号指令。根据运
输要求，信号工进行提升的路线选择和信号打点操
作，主控计算机接收到打点信号操作指令后，将信号
打点指令、矿车钩头位置、提升运输路线和所获取的
道岔、阻车器、挡车器到位状态信息进行判断，并分
解为具体的控制操作指令，随着提升过程对道岔、阻•167.
第52卷第5期202丨年5月Safety in Coal MinesVol.52 No.5May 2021车器和挡车器进行相应的控制操作，确保运输路线
畅通，绞车司机将根据提升信号指令进行矿车的正
常提升，以保证运输高效安全运行。各水平车场片口处设置2对光电式行人监测传
感器对进人运输斜巷的行人进行检测报警、抓拍和
绞车信号闭锁。在提升过程中，当有人员从车场闯
人第1道行人监测光电传感器时，光电式传感器进
行信号输出，可编程控制箱采集到行人信号后对所
连接的报警箱进行输出语音报警，提醒闯入行人请
退出，并将所在水平车场的行人报警信息传输至主
控计算机，在绞车房报警器输出声光报警信号提醒
绞车司机注意有行人闯人提升斜井，并减速停车；当
行人违章闯人第2道光电传感器时，所在车场摄像
仪对闯入行人进行抓拍并将进行硬盘自动存储，计
算机输出信号闭锁指令，绞车进行自动减速停车。系统处于自动运行模式时，主信号工选择目标
车场，矿车钩头所在水平车场(起始车场)信号工进
行提升信号打点，各水平偏口道岔根据需要执行1
次自动扳道操作，确保矿车可提升到目标车场偏口
以上位置，上部车场主信号工收到下部车场打点信
号后在系统内道岔状态正常时对打点信号进行第2
次确认，绞车司机在收到打点信号后进行矿车提升
操作;矿车到达终点车场岔尖以上一定位置后，计算
机将自动发出打停信号，绞车司机收到停车指令后
执行停车操作，终点车场道岔执行第2次自动扳道
操作，道岔操作到位后系统自动发出下放的打点指
令，上部车场主信号工收到打点信号后进行打点信
号确认，绞车司机收到信号进行矿车下放操作，将矿
车下放至终点车场；矿车到达终点车场后终点车场
信号工执行打停操作，绞车司机收到打停信号后执
行停车操作，1次自动提升过程完成。在系统处于自动运行模式时，信号工只需对提
升信号设备进行正常信号操作即可，辅助运输和防
护设备将根据提升信号指令和矿车钩头位置实现其
自动控制操作，以保证运输路线畅通，减少人员操
作干预，提高运输效率和安全可靠性。3创新应用该监控系统的应用结合了现场实际需要，对斜
井提升过程中的行人闯入危险区域进行改进设计，
要求在各车场片口处设置2道行人检测传感器，2
道传感器间间距1〇〇 cm,传感器安装在巷道壁1 m
高左右，在2道传感器中间位置轨道内侧安装1只
速度传感器，在巷道顶、朝向行人检测位置装有抓拍
• 168-用摄像仪。提升过程中，当有行人从车场方向向片口
违章闯入时，行走到设置的第1道光电传感器处时，
行人检测光电式传感器1被遮挡，传感器感应到有
行人闯人，可编程控制箱接收到该信号后，输出报警
指令，控制就地声光报警箱进行声光语音报警，提醒
行人退出危险区域，同时该信号传至上位计算机，在
绞车房(或上车场信号硐室)控制声光报警器输出声
光报警信号，提醒绞车司机(或主信号工）注意有行
人闯人提升斜井，以备减速停车;行人闯入第1道光
电传感器、声光报警提醒后，如行人未及时退出、仍
违章前行，第2道光电传感器检测到有行人违章闯
人，可编程控制箱将信号传至计算机，计算机接受到
该信号后，自动输出闭锁信号，闭锁绞车信号系统，
绞车进行自动减速停车，同时计算机发出控制指令
摄像仪进行行人闯人的自动抓拍，进行硬盘存储，便
于行人闯人的违章查询;将有效提高“行车不行人，
行人不行车”的管理规定，保证违章依据可查，为违
章事项提供事后查询依据。2道光电传感器中间位
置轨道上安装的速度传感器作为车轮检测用，用于
区分行人和矿车的通过；系统通过编码器确定矿车
钩头所在位置并判断否有提升操作，通过逻辑判断
以减少提升过程中矿车通过时的误报警。为保证运
输工作的正常进行，在绞车停止运行时，有行人闯入
斜巷时只进行视频图像的抓拍和声光报警提醒，对
绞车不进行信号的安全闭锁控制。4结语介绍了一种煤矿斜巷多水平提升监控系统在天
祝煤矿斜井多水平提升中的应用情况，着重从系统
结构、工作过程和创新应用进行简要阐述。天祝煤矿
井下斜巷多水平提升监控系统监控画面在上车场及
绞车房显示，同时传至调度监测集控中心及区队值
班室，区队值班人员实时监控井下提升状态,发现违
章，及时制止。经现场应用和综合评审看，应用效果
较好，确保了多水平提升安全,杜绝提升期间行人闯
入绞车道，有效防止伤亡事故发生。为矿井自动化综
合监控平台提供了开放的通讯接口和数据，为运输
管理、设备管理和安全管理提供了基础性技术数据；
能够为后期煤矿生产和安全管理大数据分析提供现
实数据。该系统的应用能够有效增强斜井多水平提
升运输安全性、可靠性。参考文献（References ):[1]侯东阳.煤矿斜巷轨道安全运输监控系统应用研究
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本科，天祝煤业公司董事长，主要从事煤矿生产与技术方面
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作者简介：常琳（1982—），安徽安庆人，助理研究员，
硕士，2009年毕业于中国矿业大学，从事煤矿安全仪器仪
表、通信及监控类产品的技术审查及检验工作。吴畏，唐丽均，蒋德才.一种矿用智能精确人员定位系
(收稿日期：2021 -02-05;责任编辑：李力欣）统设计[J].工矿自动化，20丨7(5):72-75.* 169 •
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