Page 171 - 机电技术运用及管理探究

第七章 采煤设备及故障处理

第三节 基于自动化采煤设备定位系统应用研究

煤矿智能化是实现中国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，经过多年的发
展，中国煤炭工业发展经历综合机械化、自动化，进入了智能化初级阶段，智能
化采煤工作面多采用“无人操作、有人巡视”的远程干预型智能化少人开采模式，

采煤工作面仅有少量巡视人员，采煤机、液压支架和刮板输送机根据程序自动完
成相应动作，在这一过程中，可能会对巡视人员造成意外伤害，研究一种结合人
员精准定位与智能化采煤工作面设备操控关联闭锁的控制方式，制定合理的闭锁

控制策略，成为煤炭行业智能化发展的必然要求。中国煤炭行业研发了多种型号
的矿井人员跟踪定位设备系统和数字矿山智能协同综合管控系统，对入井人员实
行定位跟踪与考勤，随时掌握入井人员的具体位置及活动轨迹。该类系统一般以

标识卡为基本数据采集单元，根据通信技术类型，可分为采用 RFID 技术、采用
WSN 通信技术、采用 WIFI 技术、采用 UWB 技术等。人员定位系统按照功能划
分可以分为以下三种类型：第一种是纯人员定位系统，系统未接入设备安全保护，

无相关作业设备联动保护机制及策略，只监测人员位置；第二种是“设备自动定
位 + 保护机制”，例如天玛公司液压支架电液控制系统的跟机距离保护功能，此
保护策略是机械的、固定的、参数化的，无法解决巡检人员移动保护问题；第三

种是近感探测式系统，检测人员信号到达即闭锁、人员信号离开即解锁，此系统
缺点是缺少移动策略保护，受遮挡等环境影响较大且人员定位精度不高。虽然可
以及时检测到工作面人员信号，但是人员定位系统与电液控制系统是两个独立的

系统，无法实现人员保护功能。现有研究基本解决了矿井人员精准定位问题，实
现了全矿井的人员定位系统全覆盖，但是作为矿井安全监控系统的重要组成部分，
与矿井生产系统的融合不足。

采煤工作面是矿井生产的核心场所，在其生产期间，采煤机、液压支架、刮
板输送机频繁动作，稍有不慎，可能会对采煤工作面内的人员造成意外伤害。为
了给智能化采煤工作面巡检人员提供安全保障，建立智能化采煤工作面液压支架

控制系统与巡检人员之间的联动闭锁控制，依托人员定位系统，当巡检人员携带
定位标签卡进入采煤工作面时，通过人员定位系统可以精确定位到巡检人员所在
位置，进而推算出所在位置的液压支架编号，人员定位系统将该定位数据及时通

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