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摘要：礦山安全是采礦工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，搞好礦山安全工作，對發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)和保持社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。然而隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度的加大，礦山生產(chǎn)環(huán)境不斷惡化，潛在隱患也在增多，生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)迫在眉睫。通過對地下鏟運(yùn)機(jī)的遙控改裝，避免人員進(jìn)入懸拱區(qū)域，有效保障人身安全，對礦山安全生產(chǎn)有著重要意義。

關(guān)鍵詞：礦山安全；地下鏟運(yùn)機(jī)；遙控；懸拱；智能化

1改裝的必要性

湖南柿竹園公司多金屬采場由于長期的采掘及采礦工藝的特殊性，采礦條件變得越來越復(fù)雜，每個(gè)進(jìn)路崩落的礦石在鏟運(yùn)機(jī)鏟、出的過程中不斷地滑落到鏟礦區(qū)。很多出礦進(jìn)路形成了大塊和懸拱，這些大塊懸拱在重力的作用下會(huì)發(fā)生位置的變化，司機(jī)在鏟出礦過程中，安全問題無法得到保障。國家、企業(yè)高度重視安全問題，以人為本是企業(yè)安全生產(chǎn)的核心，因此既要保安全又要保生產(chǎn)，就急需找到一個(gè)解決的辦法[1]。經(jīng)過多方面的論證，借助國家、公司智能化、綠色礦山發(fā)展規(guī)劃，以信息化、自動(dòng)化和智能化帶動(dòng)傳統(tǒng)礦業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，打造“安全、綠色、智能、高效”礦山發(fā)展目標(biāo)，其遙控鏟運(yùn)機(jī)則是礦山機(jī)械化向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的第一步。

2國內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)遙控技術(shù)發(fā)展的趨勢

國內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)遙控技術(shù)的發(fā)展主要分為三個(gè)階段：第一階段：視距遙控。一般操作距離為50m~100m，不需要布設(shè)網(wǎng)絡(luò)一次性投資成本低。優(yōu)點(diǎn)：使用安全、易于操作和維護(hù)，能降低勞動(dòng)強(qiáng)度。缺點(diǎn)：很大程度上依賴于操作員的判斷力、操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，不能很好的判斷鏟運(yùn)機(jī)鏟裝情況，生產(chǎn)效率低，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)無法實(shí)時(shí)反饋。第二階段：視頻遙控。在50m~100m的范圍采用視頻傳輸方式對設(shè)備進(jìn)行操作，不需要布設(shè)網(wǎng)絡(luò)性價(jià)比高。優(yōu)點(diǎn)：通過攝像頭和監(jiān)視器畫面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操控，便于攜帶，人遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)安全有保障，顯示屏可實(shí)時(shí)反饋設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。缺點(diǎn)：對井下環(huán)境要求比較高，操作人員仍是采場周圍操控設(shè)備，灰塵大、視線不良。第三階段：遠(yuǎn)程智能遙控。在井下搭建網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，基于自主行駛技術(shù)與遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的結(jié)合，將井下環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)傳輸?shù)乇碇锌厥遥僮魅藛T根據(jù)監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，徹底改變操作環(huán)境及操作方式。結(jié)合我公司礦山的實(shí)際情況，我們選用中鋼衡重CY-4型號(hào)4m3鏟運(yùn)機(jī)，采用第二階段-視頻遙控進(jìn)行改裝，其改裝如下：

3改裝的原理及實(shí)施

不改變原車的自帶功能，對原車液壓工作系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、油門、剎車等系統(tǒng)上并聯(lián)一套遙控控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙控和手控功能自由切換，既可遙控操作出礦又可直接駕駛出礦。操作遙控器手柄，車載接收器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，包括前進(jìn)、后退、油門、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、升臂、降臂、裝料、卸料、剎車、引擎啟動(dòng)與熄火、快慢檔、急停、前燈、后燈、喇叭及各種保護(hù)措施等。

3.1行走系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)的改造行走系統(tǒng)用于控制鏟運(yùn)車前進(jìn)和后退，原車采用美國DANA（德納）R32420的變速箱。通過替換原車變速箱換擋閥，把變速箱的檔位閥從變速箱分離，由遙控器手柄控制遙控?fù)Q擋、制動(dòng)。原理如下圖所示。制動(dòng)系統(tǒng)用于停車制動(dòng)、行車制動(dòng)。由制動(dòng)器和制動(dòng)液壓系統(tǒng)兩個(gè)部分組成，原車?yán)民v車閥控制停車制動(dòng)，腳踏板控制行車制動(dòng)。改裝原理是在駐車閥上并聯(lián)一組控制信號(hào)，控制駐車電磁閥的通斷電實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，即遙控制動(dòng)系統(tǒng)保存了原車的停車和行車制動(dòng)。另外在車身加裝兩個(gè)緊停按鈕，緊急情況下可對車輛進(jìn)行控制，起到雙重保護(hù)。

3.2油門系統(tǒng)的改造原車油門為軟軸拉線調(diào)節(jié)油門的大小，油門踏板幅度越大油門越大。改裝是在原系統(tǒng)上增加一個(gè)油門電比例電磁閥及液壓油門缸，通過車載接收器輸出0-24V的PWM電壓信號(hào)控制油門電磁閥0-100%輸出，從而調(diào)節(jié)油門的大小。

3.3轉(zhuǎn)向、工作系統(tǒng)的改造轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)用于鏟運(yùn)車的左右轉(zhuǎn)向，原車采用機(jī)械式的轉(zhuǎn)向閥和轉(zhuǎn)向手柄，我們把原系統(tǒng)全部更換為遙控閥轉(zhuǎn)向和先導(dǎo)閥控制組合的液控?fù)Q向閥，實(shí)現(xiàn)遙控轉(zhuǎn)向。工作液壓系統(tǒng)用于鏟運(yùn)機(jī)鏟取和卸料，其動(dòng)作為鏟斗油缸舉升和翻斗。遙控系統(tǒng)在原系統(tǒng)上增加一套電比例閥組及先導(dǎo)閥來即可實(shí)現(xiàn)遙控控制。

3.4遙控系統(tǒng)的改造改裝的核心技術(shù)為遙控器控制系統(tǒng)，改裝選用北京易聯(lián)創(chuàng)安公司生產(chǎn)的礦用YFS40遙控器和YFS40接收器。操作遙控器手柄，車載接收器執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，控制鏟運(yùn)機(jī)前進(jìn)、后退、油門、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、升臂、降臂、裝料、卸料、剎車、引擎啟動(dòng)與熄火、急停、燈光、喇叭等功能。同時(shí)車上搭載四個(gè)方向（前后左右）的紅外線夜視攝像頭，130°視角自動(dòng)對焦，遙控器上配備720P高清顯示屏，通過顯示屏畫面實(shí)時(shí)控制鏟運(yùn)車進(jìn)行鏟礦作業(yè)。另外遙控器能監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位、駐車壓力、無線信號(hào)強(qiáng)度、電池電量等參數(shù)，能有效的保證車輛的運(yùn)行。

4結(jié)論

鏟運(yùn)機(jī)改造后我們采礦場已使用半年多，手動(dòng)、遙控兩用切換自如，改造后各方面性能均滿足井下大塊懸拱處理及鏟礦應(yīng)用，從本質(zhì)上提升井下人員的出礦安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大緩解生產(chǎn)壓力，效果顯著。同時(shí)我公司正在推進(jìn)智能化礦山建設(shè)，遙控鏟運(yùn)技術(shù)是大勢所趨，現(xiàn)改造的遙控鏟運(yùn)機(jī)將為我公司推行遠(yuǎn)程遙控鏟運(yùn)機(jī)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，向機(jī)械化到自動(dòng)化過渡再到智能化發(fā)展邁出重要的一步。

作者：楊雄；徐石清 單位：湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司