溜井放礦技術在金屬礦山地下開采中應用廣泛，是金屬礦山生產的關鍵環(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)造成嚴重的經濟損失。目前，溜井裝礦仍采用人工現場多溜井穿插放礦，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險及隱患。作業(yè)現場環(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，隨著溜井遠程裝礦技術在國內多個礦山投入使用，溜井遠程裝礦技術已經趨于成熟穩(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技術研究工作。E-mail：519047991@qq.com

作者單位：昆明工業(yè)職業(yè)技術學院；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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礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)改造內容

升級改造溜井裝礦振機控制系統(tǒng)，實現遠程集中裝礦；將溜井擋料板升級改造為電動擋料板，實現遠程開啟/關閉電動擋料板；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，實現裝礦過程實時監(jiān)控；在集中控制室布置服務器、遠程操作臺等，在集中控制室內實現遠程集中裝礦控制；將原信集閉操作系統(tǒng)和軌道衡計量系統(tǒng)信號遷移至遠程集中控制室內，實現統(tǒng)一集中管控。某礦山溜井遠程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)界面如圖1所示。

圖1 某礦山溜井遠程裝礦監(jiān)控系統(tǒng)界面

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)實現原理

在集中控制室內的遠程操作人員，通過監(jiān)控攝像頭確認機車到達溜井并完成礦車對位后，通過遠程操作臺打開電動擋板，進行溜井遠程遙控裝礦。電機車司機根據遠程操作人員指令和巷道壁的對位標簽進行礦車對斗，操作人員通過遠程操作臺和監(jiān)控攝像頭進行遠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對講機與遠程操作人員進行溝通協(xié)調。礦車裝礦完成后，電機車司機根據遠程操作人員發(fā)出的指令離開，遠程操作人員遠程關閉電動擋板，防止溜井跑礦，礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)工作流程原理如圖2所示。

圖2 礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)工作流程原理

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)組成

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)由裝礦溜井振機遠程控制系統(tǒng)、溜井監(jiān)控單元、溜井裝礦對位、溜井電動擋料裝置、通信網絡系統(tǒng)、遠程集中控制室、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 裝礦溜井振機遠程控制系統(tǒng)

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

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

（2）現場遠程控制柜配置遠程/就地轉換開關和啟?？刂瓢粹o，實現遠程放礦和現場就地放礦模式切換。在現場遠程控制柜、遠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，當現場出現緊急情況時，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)網絡將視頻監(jiān)控信號傳輸匯聚至遠程集中控制室。遠程操作人員通過監(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量，依次安裝相對應的礦車對位標簽，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，造成的礦石潑灑問題。

3.4 溜井電動擋料裝置

根據溜井現場實際情況，在裝礦口前方合適位置安裝具有遠程控制功能的防漏料電動擋板，增加電機、現場控制柜等設備。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。

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

3.5 通信網絡系統(tǒng)

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

3.6 遠程集中控制室

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

（1）遠程操作臺

在集中控制室內操作區(qū)內配置1套3席位的遠程操作臺，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)和遠程操作臺通過網絡連接，將PLC控制、視頻監(jiān)控、傳感器、通信網絡等設備信息傳輸到上位機系統(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)測設備電壓、電流、運行狀態(tài)、電機過載等關鍵信號和參數，發(fā)現設備問題或出現異常時，系統(tǒng)進行報警提醒，并自動生成系統(tǒng)操作記錄、設備運行以及故障報警等報表，礦山溜井遠程裝礦監(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，實現信集閉和遠程裝礦操作崗位的統(tǒng)一集中。

信集閉操作室內安裝信集閉系統(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備具有信、集、閉功能，控制交通信號及道岔轉轍機；軌道衡系統(tǒng)的機車軌道動衡系統(tǒng)的動衡專用數據通道S01設備，稱重數據通過以太網上傳至地面，供內網查看。

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

（2）卸載站料位計信號遷移

通過在集中控制室內新增智能數顯儀、電源模塊、I/O轉換以太網模塊、控制箱等設備，采用TCP/IP通信方式，通過信號轉換的方式將卸載站重錘控制信號和料位測量數據傳輸至集中控制室，實現卸載站的遠程控制和料位數據顯示。

3.8 無線IP對講系統(tǒng)

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

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)主要功能

4.1 裝礦溜井振機遠程控制

（1）溜井振機遠程集中控制和管理

將不同位置的溜井，通過PLC控制、視頻監(jiān)控、數據采集與處理、傳感器等技術，在集中控制室內實現溜井振機的遠程集中控制、管理以及設備狀態(tài)實時顯示。

（2）遠程脫扣保護

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

（3）遠程操作保護

振機遠程控制為點動式，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，當出現過流時，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）設備遠程控制和狀態(tài)監(jiān)控

在裝礦溜井振動給料機下料口安裝的具備遠程控制的電動擋料板，在集中控制室實現溜井電動擋料裝置遠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、接近開關串接入控制回路中，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限位到位，或運行時間到達設定時間時，擋板停止運行，出現過流時，熱保護器斷開，達到保護的目的。

（3）遠程操作保護

遠程擋板開/關按鈕設置為點動式，擋板控制按鈕按下時擋板開/關動作開啟，擋板控制按鈕松開時擋板開/關動作停止，防止接觸器自鎖無法斷開造成電機及擋板設備損壞。

4.3 遠程操作臺實現功能

（1）遠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、振機的設備狀態(tài)信息，在遠程操作臺上實現溜井振機和電動擋板的集中操控。

（2）設備狀態(tài)實時監(jiān)控

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

（3）遠程操作臺與上位機系統(tǒng)的聯(lián)鎖保護功能

遠程操作人員輸入個人對應的賬戶密碼登錄操作界面解鎖后，方可進行溜井遠程裝礦操作；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。

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)的改造效益

5.1 安全效益

通過礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)的改造的實施，解決人工現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)一集中在遠程集中控制室內，實現“3D”人工裝礦崗位置換和對井下作業(yè)人員的集中管控，提升了現場安全管理水平，礦山溜井裝礦現場如圖4所示。

圖4 礦山溜井裝礦現場

5.2 職業(yè)健康

將現場環(huán)境惡劣的作業(yè)人員置換至環(huán)境較好的工作環(huán)境（遠程集中控制室）作業(yè)，遠離粉塵、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 語

礦山溜井遠程裝礦系統(tǒng)改造解決了人工現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，實現井下高溫、高濕、高粉塵人工裝礦崗位置換，對溜井進行了遠程裝礦升級改造。通過增加電動擋板、PLC控制模塊、IP無線對講等設備，實現了溜井電動擋板、溜井振機、信集閉道岔等設備的遠程控制和集中計量軌道衡數據的遠程實時顯示，同時實現了生產運輸礦量、設備故障等信息的統(tǒng)計查詢。該系統(tǒng)建成后，操作工將統(tǒng)一集中在遠程操作室內進行作業(yè)，有效提升了安全管理水平，實現了不同工種之間生產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，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。

主編：王國法院士

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