溜井放礦技術(shù)在金屬礦山地下開采中應(yīng)用廣泛，是金屬礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近年來，因井下溜井放礦平臺坍塌、額墻垮塌等安全事故易造成人員傷亡，給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。目前，溜井裝礦仍采用人工現(xiàn)場多溜井穿插放礦，作業(yè)地點分散，裝礦過程中存在溜井跑礦、眉線口垮塌等安全風(fēng)險及隱患。作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣。存在高溫、高濕、高粉塵等職業(yè)危害，屬“3D”崗位。近年來，隨著溜井遠(yuǎn)程裝礦技術(shù)在國內(nèi)多個礦山投入使用，溜井遠(yuǎn)程裝礦技術(shù)已經(jīng)趨于成熟穩(wěn)定。

文章來源：《智能礦山》2025年第6期“革新·改造”欄目

第一作者：吳紅梅，主要從事自動化控制相關(guān)技術(shù)研究工作。E-mail：519047991@qq.com

作者單位：昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院；玉溪大紅山礦業(yè)有限公司

引用格式：吳紅梅，周祎，蘇之品，等.礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)改造[J].智能礦山，2025，6(4)：66-70.

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礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)改造內(nèi)容

升級改造溜井裝礦振機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中裝礦；將溜井擋料板升級改造為電動擋料板，實現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟/關(guān)閉電動擋料板；在溜井裝礦平臺上方及振機臺板下礦口前方合適位置安裝監(jiān)控攝像頭，實現(xiàn)裝礦過程實時監(jiān)控；在集中控制室布置服務(wù)器、遠(yuǎn)程操作臺等，在集中控制室內(nèi)實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中裝礦控制；將原信集閉操作系統(tǒng)和軌道衡計量系統(tǒng)信號遷移至遠(yuǎn)程集中控制室內(nèi)，實現(xiàn)統(tǒng)一集中管控。某礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖1所示。

圖1 某礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)界面

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)實現(xiàn)原理

在集中控制室內(nèi)的遠(yuǎn)程操作人員，通過監(jiān)控攝像頭確認(rèn)機車到達溜井并完成礦車對位后，通過遠(yuǎn)程操作臺打開電動擋板，進行溜井遠(yuǎn)程遙控裝礦。電機車司機根據(jù)遠(yuǎn)程操作人員指令和巷道壁的對位標(biāo)簽進行礦車對斗，操作人員通過遠(yuǎn)程操作臺和監(jiān)控攝像頭進行遠(yuǎn)程遙控裝礦和實時監(jiān)控，確保礦車能裝滿且不外冒。遇特殊情況時，電機車司機通過無線IP對講機與遠(yuǎn)程操作人員進行溝通協(xié)調(diào)。礦車裝礦完成后，電機車司機根據(jù)遠(yuǎn)程操作人員發(fā)出的指令離開，遠(yuǎn)程操作人員遠(yuǎn)程關(guān)閉電動擋板，防止溜井跑礦，礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)工作流程原理如圖2所示。

圖2 礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)工作流程原理

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)組成

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)由裝礦溜井振機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、溜井監(jiān)控單元、溜井裝礦對位、溜井電動擋料裝置、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程集中控制室、信集閉操作室信號遷移、無線IP對講系統(tǒng)8個部分組成。

3.1 裝礦溜井振機遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

目前在用溜井現(xiàn)場安裝的礦振機均無止礦閘門，每臺振機設(shè)有1臺電控柜，不具備遠(yuǎn)程控制接口。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，溜井振機現(xiàn)場升級改造分為振機遠(yuǎn)程控制改造。

（1）改造在用裝礦溜井實施電氣化和遠(yuǎn)程集中控制，在現(xiàn)場新增振機控制柜、遠(yuǎn)程控制柜，柜內(nèi)分別配置PLC模塊、遠(yuǎn)程脫扣斷路器等電氣設(shè)備元器件。遠(yuǎn)程操作臺與振機控制系統(tǒng)通過有線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接，形成統(tǒng)一的自動化控制網(wǎng)絡(luò)。振機接收遠(yuǎn)程操作臺發(fā)出的放礦控制指令后，驅(qū)動現(xiàn)場放礦電振機自動放礦，在集中控制室內(nèi)實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控裝礦操作，并具備緊急情況下的遠(yuǎn)程分閘功能。

（2）現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制柜配置遠(yuǎn)程/就地轉(zhuǎn)換開關(guān)和啟?？刂瓢粹o，實現(xiàn)遠(yuǎn)程放礦和現(xiàn)場就地放礦模式切換。在現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制柜、遠(yuǎn)程操作臺和操作界面分別配置急停機械按鈕和畫面急停按鈕，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況時，可通過操作急停機械按鈕或畫面急停按鈕，對溜井振機進行急停操作，保證裝礦系統(tǒng)的安全可靠運行。

3.2 溜井監(jiān)控單元

在每個溜井裝礦平臺的上方和下方分別安裝1個高清防爆攝像頭，通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將視頻監(jiān)控信號傳輸匯聚至遠(yuǎn)程集中控制室。遠(yuǎn)程操作人員通過監(jiān)控攝像頭，觀察振機臺板上的礦石、電機車車廂對位和裝礦高度等情況，當(dāng)有大塊、雜物等異常情況時，及時停止裝礦，減少大塊、雜物對卸載站和破碎機的損害，通過攝像頭對裝礦過程進行實時監(jiān)控，確保礦車能裝滿且不外冒。

3.3 溜井裝礦對位

為方便電機車司機在裝礦過程中快速準(zhǔn)確挪斗對位，在溜井巷道壁上，按照裝礦時礦車停車位置和礦車數(shù)量，依次安裝相對應(yīng)的礦車對位標(biāo)簽，縮短電機車裝礦過程中挪車對位時間，避免因礦車對位不準(zhǔn)，造成的礦石潑灑問題。

3.4 溜井電動擋料裝置

根據(jù)溜井現(xiàn)場實際情況，在裝礦口前方合適位置安裝具有遠(yuǎn)程控制功能的防漏料電動擋板，增加電機、現(xiàn)場控制柜等設(shè)備。擋板采用軌道式電動擋板，前進至裝礦口擋住余料，后退打開擋板進行裝礦。

由現(xiàn)場控制柜鋪設(shè)控制電纜至遠(yuǎn)程控制柜，將電動擋板的運行狀態(tài)、電機過載、限位等信號接入遠(yuǎn)程控制柜的PLC模塊，通過通信控制環(huán)網(wǎng)，在集中控制室內(nèi)實現(xiàn)溜井電動擋板的遠(yuǎn)程控制和設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控。

3.5 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖局部區(qū)域網(wǎng)匯集傳入中心的方式，由遠(yuǎn)程集中控制室分別鋪設(shè)通信光纜，建立以光纖為通信介質(zhì)的通信控制環(huán)網(wǎng)。遠(yuǎn)程放礦PLC控制、視頻監(jiān)控等信號通過終端盒、交換機等設(shè)備接入已搭建的通信控制環(huán)網(wǎng)，進行數(shù)據(jù)和控制指令的交互和傳輸。

3.6 遠(yuǎn)程集中控制室

通過增加交換機、遠(yuǎn)程操作臺、監(jiān)控大屏等設(shè)備，將休息室改造為遠(yuǎn)程集中控制室。

（1）遠(yuǎn)程操作臺

在集中控制室內(nèi)操作區(qū)內(nèi)配置1套3席位的遠(yuǎn)程操作臺，為以后系統(tǒng)升級及功能擴充保留空間，其中2席位主要用于溜井振機和電動擋板遠(yuǎn)程操作，剩余1席位用于信集閉和軌道衡系統(tǒng)的操控和顯示。

（2）上位機系統(tǒng)

上位機系統(tǒng)和遠(yuǎn)程操作臺通過網(wǎng)絡(luò)連接，將PLC控制、視頻監(jiān)控、傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備信息傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)進行處理和管理。通過組態(tài)軟件在上位機操作畫面，實時顯示振機和電動擋板運行狀態(tài)、故障信息以及溜井視頻監(jiān)控畫面，操作人員通過切換畫面，可以控制任意溜井。實時監(jiān)測設(shè)備電壓、電流、運行狀態(tài)、電機過載等關(guān)鍵信號和參數(shù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題或出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)進行報警提醒，并自動生成系統(tǒng)操作記錄、設(shè)備運行以及故障報警等報表，礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)實時顯示界面如圖3所示。

圖3 礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)實時顯示界面

3.7 信集閉操作室信號遷移

（1）信集閉和軌道衡系統(tǒng)信號遷移

為解決操作人員分散、不同工種之間信息溝通不暢等問題，計劃將原信集閉操作室信號遷移至集中控制室，實現(xiàn)信集閉和遠(yuǎn)程裝礦操作崗位的統(tǒng)一集中。

信集閉操作室內(nèi)安裝信集閉系統(tǒng)和軌道衡系統(tǒng)。信集閉系統(tǒng)的礦用本安型信息傳輸接口設(shè)備具有信、集、閉功能，控制交通信號及道岔轉(zhuǎn)轍機；軌道衡系統(tǒng)的機車軌道動衡系統(tǒng)的動衡專用數(shù)據(jù)通道S01設(shè)備，稱重數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳至地面，供內(nèi)網(wǎng)查看。

通過敷設(shè)通信光纜，新增交換機、工控機等設(shè)備，采用TCP/IP、光纖通信和計量系統(tǒng)終端遠(yuǎn)程訪問的方式，將原部署在信集閉操作硐室內(nèi)的集閉系統(tǒng)和軌道衡系統(tǒng)信號遷移至集中控制室內(nèi)，在集中控制室實現(xiàn)交通信號、道岔轉(zhuǎn)轍機控制和軌道衡稱重數(shù)據(jù)實時讀取。

（2）卸載站料位計信號遷移

通過在集中控制室內(nèi)新增智能數(shù)顯儀、電源模塊、I/O轉(zhuǎn)換以太網(wǎng)模塊、控制箱等設(shè)備，采用TCP/IP通信方式，通過信號轉(zhuǎn)換的方式將卸載站重錘控制信號和料位測量數(shù)據(jù)傳輸至集中控制室，實現(xiàn)卸載站的遠(yuǎn)程控制和料位數(shù)據(jù)顯示。

3.8 無線IP對講系統(tǒng)

在集中控制室安裝IP對講服務(wù)器、工業(yè)無線AP等設(shè)備，無線AP 通過連接定向天線組成無線IP對講系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)，在集中控制室和裝礦溜井實現(xiàn)無線信號覆蓋。在信號覆蓋范圍內(nèi)，處于同水平不同位置人員，可通過接入通信網(wǎng)絡(luò)對講終端設(shè)備，實現(xiàn)人員之間的即時信息交互。

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)主要功能

4.1 裝礦溜井振機遠(yuǎn)程控制

（1）溜井振機遠(yuǎn)程集中控制和管理

將不同位置的溜井，通過PLC控制、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與處理、傳感器等技術(shù)，在集中控制室內(nèi)實現(xiàn)溜井振機的遠(yuǎn)程集中控制、管理以及設(shè)備狀態(tài)實時顯示。

（2）遠(yuǎn)程脫扣保護

將振機電源斷路器升級改造為遠(yuǎn)程脫扣斷路器，脫扣斷路器分閘線圈通過硬接線與振機PLC控制器連接，當(dāng)出現(xiàn)故障時，裝礦遠(yuǎn)程操作人員按下急停按鈕，通過遠(yuǎn)程脫扣斷路器，斷開振機總電源，振機停止動作。

（3）遠(yuǎn)程操作保護

振機遠(yuǎn)程控制為點動式，按下放礦按鈕時放礦動作開啟，放礦按鈕抬起時放礦動作停止，防止接觸器自鎖無法斷開造成溜井跑礦和漏礦。

（4）過載保護

振機電機增加熱保護器，當(dāng)出現(xiàn)過流時，熱保護器斷開，達到保護電機的目的。

4.2 溜井電動擋料裝置

（1）設(shè)備遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)控

在裝礦溜井振動給料機下料口安裝的具備遠(yuǎn)程控制的電動擋料板，在集中控制室實現(xiàn)溜井電動擋料裝置遠(yuǎn)程集中控制和實時狀態(tài)顯示。

（2）控制回路連鎖保護功能

將時間繼電器、機械限位開關(guān)、接近開關(guān)串接入控制回路中，熱保護器串接入主回路中，擋板運行過程中，機械限位或接近開關(guān)限位到位，或運行時間到達設(shè)定時間時，擋板停止運行，出現(xiàn)過流時，熱保護器斷開，達到保護的目的。

（3）遠(yuǎn)程操作保護

遠(yuǎn)程擋板開/關(guān)按鈕設(shè)置為點動式，擋板控制按鈕按下時擋板開/關(guān)動作開啟，擋板控制按鈕松開時擋板開/關(guān)動作停止，防止接觸器自鎖無法斷開造成電機及擋板設(shè)備損壞。

4.3 遠(yuǎn)程操作臺實現(xiàn)功能

（1）遠(yuǎn)程遙控裝礦操作和裝礦過程的可視化

通過組態(tài)軟件集成統(tǒng)一的軟件平臺，在上位機操作畫面顯示視頻監(jiān)控、溜井擋板、振機的設(shè)備狀態(tài)信息，在遠(yuǎn)程操作臺上實現(xiàn)溜井振機和電動擋板的集中操控。

（2）設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)控

通過遠(yuǎn)程操作臺的上位機系統(tǒng)，可實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)的檢測和裝礦過程中關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)測，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題或出現(xiàn)異常時，進行系統(tǒng)報警，同時可自動生成系統(tǒng)操作記錄、設(shè)備運行以及故障報警等報表，便于系統(tǒng)歷史的回溯。

（3）遠(yuǎn)程操作臺與上位機系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護功能

遠(yuǎn)程操作人員輸入個人對應(yīng)的賬戶密碼登錄操作界面解鎖后，方可進行溜井遠(yuǎn)程裝礦操作；裝礦完成后，切換到下一條溜井操作界面的同時，上一條的溜井擋板、振機自動鎖定，防止實際操作的放礦溜井與界面顯示不匹配，造成的溜井跑礦。

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)的改造效益

5.1 安全效益

通過礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)的改造的實施，解決人工現(xiàn)場裝礦過程中存在的噪音、粉塵、溜井跑礦、眉線口垮塌等安全問題，降低和減少井下生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。將處于不同位置的溜井裝礦和信集閉操作崗位統(tǒng)一集中在遠(yuǎn)程集中控制室內(nèi)，實現(xiàn)“3D”人工裝礦崗位置換和對井下作業(yè)人員的集中管控，提升了現(xiàn)場安全管理水平，礦山溜井裝礦現(xiàn)場如圖4所示。

圖4 礦山溜井裝礦現(xiàn)場

5.2 職業(yè)健康

將現(xiàn)場環(huán)境惡劣的作業(yè)人員置換至環(huán)境較好的工作環(huán)境（遠(yuǎn)程集中控制室）作業(yè)，遠(yuǎn)離粉塵、噪音和不安全隱患，改善了工作環(huán)境和勞動條件，最大限度地減少職業(yè)病的發(fā)生，為員工提供更安全、更舒適的工作環(huán)境，使員工的職業(yè)健康得到有效保障。

結(jié) 語

礦山溜井遠(yuǎn)程裝礦系統(tǒng)改造解決了人工現(xiàn)場裝礦過程中存在的噪音、粉塵、溜井跑礦、眉線口垮塌等安全隱患問題，實現(xiàn)井下高溫、高濕、高粉塵人工裝礦崗位置換，對溜井進行了遠(yuǎn)程裝礦升級改造。通過增加電動擋板、PLC控制模塊、IP無線對講等設(shè)備，實現(xiàn)了溜井電動擋板、溜井振機、信集閉道岔等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和集中計量軌道衡數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實時顯示，同時實現(xiàn)了生產(chǎn)運輸?shù)V量、設(shè)備故障等信息的統(tǒng)計查詢。該系統(tǒng)建成后，操作工將統(tǒng)一集中在遠(yuǎn)程操作室內(nèi)進行作業(yè)，有效提升了安全管理水平，實現(xiàn)了不同工種之間生產(chǎn)信息資源的共享和協(xié)同，顯著提高了工作效率。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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