王啟健　于濤

摘要：大尹格莊金礦已進(jìn)入深部開采階段，礦石提升、運(yùn)輸問(wèn)題突出。以大尹格莊金礦-290 m中段無(wú)人駕駛電機(jī)車為研究載體，從車載系統(tǒng)可靠性保障、電機(jī)車運(yùn)行及安全監(jiān)測(cè)、自主裝卸及軌道終端保護(hù)3方面進(jìn)行電機(jī)車無(wú)人駕駛關(guān)鍵技術(shù)研究，建成了功能完備的井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)。應(yīng)用該系統(tǒng)后，電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)顯示，地表操作臺(tái)可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)系統(tǒng)具備診斷功能，可進(jìn)行應(yīng)急處理，使礦石運(yùn)輸時(shí)間縮減21.95 %，運(yùn)輸效率提高23.07 %，工作人員縮減75 %，具有借鑒推廣意義。

關(guān)鍵詞：無(wú)人駕駛技術(shù);精確定位;雷達(dá)預(yù)警;姿態(tài)監(jiān)測(cè);自主裝卸;軌道終端保護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD67文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2022）01-0064-05doi：10.11792/hj20220111

基金項(xiàng)目：山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016CYJS06A01）

引言

目前，國(guó)內(nèi)外井下無(wú)人駕駛電機(jī)車主要實(shí)現(xiàn)了自主運(yùn)行、卸載及遠(yuǎn)程遙控放礦功能。2011年，中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司與銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司冬瓜山銅礦聯(lián)合取得了無(wú)人駕駛技術(shù)的首次突破[1];2018年6月，金川集團(tuán)有限公司龍首礦自主研發(fā)的無(wú)人駕駛電機(jī)車運(yùn)行系統(tǒng)成功投入運(yùn)行;2018年8月，安徽馬鋼張莊礦業(yè)有限責(zé)任公司無(wú)人駕駛電機(jī)車成功運(yùn)行。電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)研發(fā)與使用在國(guó)內(nèi)蓬勃發(fā)展，但運(yùn)行系統(tǒng)中自動(dòng)裝礦功能、運(yùn)行預(yù)碰撞檢測(cè)仍是國(guó)內(nèi)外攻關(guān)的艱難課題。雖然理論上自動(dòng)裝礦控制技術(shù)已經(jīng)不是難題，但在實(shí)際應(yīng)用上因現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和安全保障要求的限制還存在很大難度，尤其是檢測(cè)反饋方面。同時(shí)，還需要長(zhǎng)時(shí)間采集實(shí)際生產(chǎn)中的各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)、放礦控制執(zhí)行數(shù)據(jù)和機(jī)車運(yùn)行情況，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型優(yōu)化算法，將模型化的數(shù)據(jù)應(yīng)用到放礦控制、機(jī)車控制中，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放礦[2-5]。

招金礦業(yè)股份有限公司大尹格莊金礦（下稱“大尹格莊金礦”）已經(jīng)進(jìn)入深部開采，提升、運(yùn)輸一直是制約開采的重要因素，現(xiàn)有運(yùn)輸手段占用人力較多，維修復(fù)雜，運(yùn)輸效率不高，長(zhǎng)時(shí)間井下作業(yè)對(duì)人員安全健康造成威脅，導(dǎo)致井下作業(yè)人員招聘越來(lái)越難。在企業(yè)發(fā)展與國(guó)內(nèi)智能化發(fā)展的大環(huán)境下，大尹格莊金礦積極主動(dòng)建設(shè)智慧礦山，提高企業(yè)科技水平。

1工程背景

大尹格莊金礦床位于招（遠(yuǎn)）—平（度）斷裂帶中段，屬大、深、貧型金礦床。礦山主要從事金礦石采選作業(yè)，最終產(chǎn)品為金精礦。井下采用豎井和斜坡道聯(lián)合開拓方式，主要運(yùn)輸巷道位于-290 m、-496 m、-616 m、-676 m中段，主要采用皮帶運(yùn)輸、有軌電機(jī)車運(yùn)輸方式?，F(xiàn)有井下有軌電機(jī)車運(yùn)輸采用ZK10-7/250架線式電機(jī)車雙機(jī)牽引，搭載8輛4 m底卸式或側(cè)卸式礦車，礦車質(zhì)量3.3 t，有效載質(zhì)量為6.26 t。巷道鋪設(shè)軌距762 mm、質(zhì)量24 kg的窄軌。每臺(tái)電機(jī)車配備司機(jī)1名，每列電機(jī)車配備放礦工、清潔工各1名，整列運(yùn)輸電機(jī)車共需配備4名人員，相互配合完成裝礦、運(yùn)輸、卸礦過(guò)程。

根據(jù)大尹格莊金礦現(xiàn)有生產(chǎn)狀況，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)驗(yàn)證，選定-290 m中段作為電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)研究中段。-290 m中段巷道規(guī)格為寬3.2 m、高3 m，運(yùn)行巷道長(zhǎng)775 m，改造的自動(dòng)放礦漏斗為運(yùn)輸巷最南端6801號(hào)放礦漏斗。井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)從2017年上半年開始進(jìn)行建設(shè)，系統(tǒng)建設(shè)包含網(wǎng)絡(luò)通訊試驗(yàn)測(cè)試研究、電機(jī)車廠區(qū)機(jī)車試驗(yàn)測(cè)試研究、巷道基礎(chǔ)設(shè)施改造安裝和巷道內(nèi)電機(jī)車調(diào)試及運(yùn)行等階段。最終目標(biāo)為在地表調(diào)度中心操作臺(tái)完成對(duì)井下電機(jī)車的遠(yuǎn)程遙控操作，實(shí)現(xiàn)裝礦、運(yùn)輸、卸礦過(guò)程全流程自動(dòng)化，并形成運(yùn)輸報(bào)表。

2井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)

電機(jī)車無(wú)人駕駛技術(shù)是一項(xiàng)集采礦技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體的，涉及多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)電機(jī)車從有人駕駛到無(wú)人駕駛，有許多關(guān)鍵技術(shù)需要逐一突破，這些關(guān)鍵技術(shù)是井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心。

2.1無(wú)人駕駛系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)

2.1.1電機(jī)車變頻器技術(shù)

電機(jī)車變頻器技術(shù)是電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是電機(jī)車正常運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)變頻器技術(shù)可以靈活地控制電機(jī)車平穩(wěn)運(yùn)行，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)的電壓、電流、速度等重要參數(shù)。

2022年第1期/第43卷機(jī)電與自動(dòng)控制機(jī)電與自動(dòng)控制黃金1）變頻器控制。大尹格莊金礦電機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)采用三相220 V、30 kW交流變頻電動(dòng)機(jī)。根據(jù)對(duì)變頻器的控制要求，分為手動(dòng)模式和遠(yuǎn)程模式，在手動(dòng)模式下可以通過(guò)系統(tǒng)控制按鈕及操作手柄對(duì)變頻器發(fā)出啟動(dòng)及停止指令或給定頻率;在遠(yuǎn)程模式下，通過(guò)profinet通信對(duì)變頻器實(shí)施控制。根據(jù)控制要求及變頻器的功能，對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，重點(diǎn)注意對(duì)變頻器與控制系統(tǒng)通訊設(shè)置聯(lián)通、變頻器給定頻率運(yùn)行穩(wěn)定性和能耗制動(dòng)電阻發(fā)熱的控制。

2）電機(jī)車變頻器驅(qū)動(dòng)能力開發(fā)。根據(jù)電機(jī)車設(shè)計(jì)規(guī)范，需要對(duì)電機(jī)車輸出力矩進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電機(jī)車正常輸出拉力為15 kN，最大拉力為18 kN。本次試驗(yàn)在電機(jī)車尾端增加拉力測(cè)試裝置，并且固定，調(diào)整變頻器參數(shù)，增加電機(jī)車加頻時(shí)間，使電機(jī)車的電動(dòng)機(jī)在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)3次拉力測(cè)試：正常輸出拉力均大于15 kN，基本穩(wěn)定在18 kN，最大拉力達(dá)到25 kN，測(cè)試結(jié)果滿足電機(jī)車出廠拉力要求。

3）捕捉再啟動(dòng)研究。捕捉再啟動(dòng)技術(shù)即變頻器快速地改變輸出頻率捕捉正在自由旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度，一旦捕捉到電動(dòng)機(jī)的速度實(shí)際值，使電動(dòng)機(jī)按常規(guī)斜坡函數(shù)曲線加速運(yùn)行到頻率的設(shè)定值。雙機(jī)牽引模式（兩臺(tái)電機(jī)車同時(shí)提供動(dòng)力）切換電機(jī)車單機(jī)控制模式（單臺(tái)電機(jī)車提供動(dòng)力）時(shí)，無(wú)動(dòng)力電機(jī)車瞬間跟隨有動(dòng)力電機(jī)車，無(wú)動(dòng)力電機(jī)車通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器捕捉到運(yùn)行速度，通過(guò)速度與頻率關(guān)系運(yùn)算得出頻率，將其頻率給定無(wú)動(dòng)力電機(jī)車，此時(shí)兩臺(tái)電機(jī)車動(dòng)力恒定，不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)車動(dòng)力不匹配的現(xiàn)象，該技術(shù)為電機(jī)車運(yùn)行期間經(jīng)過(guò)放礦漏斗時(shí)單機(jī)控制模式和雙機(jī)牽引模式互換提供了技術(shù)支撐。捕捉再啟動(dòng)示意圖如圖1所示。

2.1.2電機(jī)車制動(dòng)技術(shù)

電機(jī)車制動(dòng)技術(shù)是整個(gè)電機(jī)車運(yùn)行期間電機(jī)車速度把控及安全停車的關(guān)鍵。電機(jī)車制動(dòng)技術(shù)主要由車載壓力系統(tǒng)和電機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)組成，車載壓力系統(tǒng)為整個(gè)電機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)提供制動(dòng)能力，電機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)主要通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)電機(jī)車車輪進(jìn)行可靠制動(dòng)。車載壓力系統(tǒng)由直流空壓機(jī)及0.5 m氣缸組成，為整個(gè)電機(jī)車系統(tǒng)提供穩(wěn)定氣源。電機(jī)車剎車系統(tǒng)主要由電磁閥、氣缸、過(guò)濾器、減壓閥等設(shè)備組成，分為手動(dòng)控制和電動(dòng)控制，當(dāng)電動(dòng)控制出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以將轉(zhuǎn)換開關(guān)換到手動(dòng)控制位置，并通過(guò)駕駛室內(nèi)的按鈕控制電機(jī)車的行車、駐車。

2.1.3全流程自主運(yùn)行與控制技術(shù)

電機(jī)車無(wú)人監(jiān)督全流程自主運(yùn)行與控制需分解為各個(gè)功能模塊以實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能，整個(gè)運(yùn)行控制由啟動(dòng)控制、停車控制、導(dǎo)電弓離線操作、車輛安全操作、運(yùn)行速度控制及車輛跟蹤定位組成。無(wú)人駕駛電機(jī)車運(yùn)行控制示意圖如圖2所示。

2.2電機(jī)車運(yùn)行及安全監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.2.1精準(zhǔn)定位技術(shù)

針對(duì)電機(jī)車位置定位不準(zhǔn)的突出問(wèn)題，在技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，嘗試了多種解決方案，綜合電機(jī)車的位置檢測(cè)單元、速度檢測(cè)單元、調(diào)速單元、位置校正單元、信號(hào)處理單元和信號(hào)執(zhí)行單元的數(shù)據(jù)建立電機(jī)車位置測(cè)算模型，通過(guò)對(duì)位置測(cè)算模型的分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)車運(yùn)行時(shí)的精確定位。

2.2.2視頻圖像分析技術(shù)

通過(guò)高清攝像機(jī)將礦車料位圖像實(shí)時(shí)反饋至工控機(jī)控制系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析技術(shù)對(duì)攝像機(jī)捕獲的圖像進(jìn)行分析，判斷大塊礦料并及時(shí)報(bào)警，防止出現(xiàn)事故。同時(shí)，工控機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出礦車料位、礦料流量，并通過(guò)PLC控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放礦控制，視頻圖像分析技術(shù)原理如圖3所示。

2.2.3自主導(dǎo)向技術(shù)

依托遠(yuǎn)程控制分站，開發(fā)軌道自主導(dǎo)向技術(shù)，用以應(yīng)對(duì)縱橫交錯(cuò)的軌道路段。在機(jī)車行駛過(guò)程中，若需要切換行車路線，車載控制終端提前反饋信號(hào)至主控制中心，主控制中心接收反饋信號(hào)后根據(jù)電機(jī)車當(dāng)前作業(yè)任務(wù)進(jìn)行邏輯判斷，隨后選中行車路線的同時(shí)向道岔切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)下發(fā)切換命令，路線自動(dòng)切換，從而完成電機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的軌道自主導(dǎo)向。

2.2.4區(qū)間定速技術(shù)

巷道路線復(fù)雜，彎曲不定，因此在下位機(jī)程序中對(duì)巷道進(jìn)行區(qū)域劃分，根據(jù)巷道激光傳感器、電子信標(biāo)、中控室控制器結(jié)合光電開關(guān)反饋信號(hào)及AP狀態(tài)等確認(rèn)電機(jī)車位置。電機(jī)車區(qū)間定速控制系統(tǒng)在不同區(qū)間預(yù)設(shè)不同電機(jī)車行駛速度，當(dāng)電機(jī)車進(jìn)入對(duì)應(yīng)區(qū)域后，平臺(tái)設(shè)置電機(jī)車自動(dòng)按照設(shè)定速度行進(jìn)。當(dāng)電機(jī)車駛?cè)霃澋绤^(qū)域時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)到電機(jī)車行車位置與當(dāng)前行車速度，下發(fā)電機(jī)車降速命令，使電機(jī)車平穩(wěn)駛過(guò)彎道;通過(guò)彎道后再次依據(jù)電子信標(biāo)判斷直線區(qū)域，電機(jī)車自動(dòng)加速。當(dāng)通訊延時(shí)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，電機(jī)車車載控制器自動(dòng)檢測(cè)到延時(shí)情況，發(fā)出警示并逐漸減速;通訊延時(shí)正常后，電機(jī)車自動(dòng)逐漸加速。區(qū)間定速流程如圖4所示。

2.2.5雷達(dá)預(yù)警技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)雷達(dá)檢測(cè)應(yīng)用廣泛，大到軍事裝備領(lǐng)域，小到民用汽車、輪船、飛機(jī)等均有涉及，通過(guò)雷達(dá)回波定位感知功能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)位置與方向的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警。雷達(dá)預(yù)警技術(shù)主要用于電機(jī)車行駛過(guò)程中前方遭遇障礙物時(shí)的應(yīng)急處理。

雷達(dá)的掃描范圍為190°扇形區(qū)域，通過(guò)回波反射將外界輪廓展現(xiàn)在軟件平臺(tái)上，可根據(jù)雷達(dá)掃描范圍定義監(jiān)測(cè)角度與預(yù)警區(qū)域。雷達(dá)外界物體輪廓掃描如圖5所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將雷達(dá)掃描區(qū)域分成A、B、C、D 4個(gè)報(bào)警區(qū)域，A區(qū)域掃描半徑為40 m，B區(qū)域掃描半徑為20 m，C區(qū)域掃描半徑為10 m，D區(qū)域掃描半徑為5 m，各個(gè)區(qū)域的掃描寬度為1.5 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，可對(duì)各個(gè)掃描區(qū)域的半徑和寬度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，也可以設(shè)定成不規(guī)則掃描區(qū)域。雷達(dá)預(yù)警區(qū)域監(jiān)測(cè)如圖6所示。

當(dāng)雷達(dá)捕捉到電機(jī)車前方軌道上的障礙物時(shí)，根據(jù)障礙物所在區(qū)域的不同，發(fā)出不同報(bào)警信號(hào)?？刂葡到y(tǒng)接收到報(bào)警信號(hào)后，執(zhí)行鳴笛指令、減速指令、急停指令。

2.2.6姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用當(dāng)前航海航空領(lǐng)域廣泛采用的陀螺儀測(cè)量原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的姿態(tài)監(jiān)測(cè)。結(jié)合該測(cè)量原理，將測(cè)量方法進(jìn)行整合修改，應(yīng)用到井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)行車姿態(tài)動(dòng)態(tài)分析中。為更加直觀監(jiān)測(cè)電機(jī)車行車姿態(tài)，通過(guò)布置車載行車角度傳感器，測(cè)量機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中車體俯仰與橫滾角度，判斷機(jī)車是否發(fā)生脫軌等異常情況。通過(guò)算法保證測(cè)量精度，同時(shí)運(yùn)用非線性補(bǔ)償與漂移補(bǔ)償?shù)妊a(bǔ)償手段，消除因異常干擾產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)傾角檢測(cè)。傳感器將數(shù)據(jù)傳送至下位機(jī)主控制系統(tǒng)，并通過(guò)人機(jī)交互界面顯示機(jī)車實(shí)時(shí)運(yùn)行姿態(tài)，形成機(jī)車姿態(tài)變化曲線。行車姿態(tài)曲線如圖7所示。

2.2.7電機(jī)車安全運(yùn)行保障措施

電機(jī)車安全運(yùn)行是安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電機(jī)車進(jìn)行多維度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常報(bào)警信號(hào)進(jìn)行智能判斷，并采取相應(yīng)的保障措施。多維度的電機(jī)車安全運(yùn)行保障措施示意圖如圖8所示。

2.3自主裝卸及軌道終端保護(hù)技術(shù)

2.3.1自主裝卸與動(dòng)力自適應(yīng)技術(shù)

井下電機(jī)車礦石運(yùn)輸作業(yè)各個(gè)階段中，礦石裝卸至關(guān)重要，傳統(tǒng)的人工操作電機(jī)車在進(jìn)行裝卸過(guò)程中常常存在安全隱患，因此研究并開發(fā)了無(wú)人駕駛電機(jī)車自主裝卸技術(shù)。其主要通過(guò)RFID電子標(biāo)簽結(jié)合電機(jī)車信號(hào)讀取裝置確認(rèn)電機(jī)車行車位置，并進(jìn)行邏輯判斷。

當(dāng)電機(jī)車帶動(dòng)礦車進(jìn)入裝載區(qū)域，放礦口液壓擋板自動(dòng)打開，振打電動(dòng)機(jī)開啟，礦料從放礦口流暢下料。當(dāng)?shù)V車全部裝滿后，振打電動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，確保礦料不再下料，液壓擋板自動(dòng)關(guān)閉，之后電機(jī)車駛出裝礦區(qū)域。自主放礦流程如圖9所示。當(dāng)電機(jī)車駛?cè)胄遁d區(qū)域時(shí)，電機(jī)車車體RFID讀卡器通過(guò)讀取布置在卸載區(qū)域的電子標(biāo)簽來(lái)確認(rèn)電機(jī)車位置，并將信號(hào)反饋至主控制中心，主控制中心根據(jù)信號(hào)反饋判斷電機(jī)車是否可以進(jìn)行卸載。

1#、2#電機(jī)車駛?cè)胄兜V區(qū)域后，由于卸載站布置的特殊性，1#電機(jī)車車體處于懸空狀態(tài)，此時(shí)1#電機(jī)車與懸掛車廂全部由尾部2#電機(jī)車提供動(dòng)力推動(dòng)，此時(shí)就需要通過(guò)改變2#電機(jī)車行車速度來(lái)改變扭矩，加大電機(jī)車推動(dòng)力。當(dāng)1#電機(jī)車駛出卸載區(qū)域接觸軌道時(shí)，2輛電機(jī)車均有動(dòng)力，需要再次均衡前后電機(jī)車的速度與扭矩，實(shí)現(xiàn)整個(gè)卸載過(guò)程的動(dòng)力自適應(yīng)，保證電機(jī)車在卸載過(guò)程中平穩(wěn)地改變行車速度與動(dòng)力。動(dòng)力自適應(yīng)示意圖如圖10所示。

2.3.2軌道終端極限保護(hù)技術(shù)

電機(jī)車在卸載完成后，為加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性與可靠性，考慮到卸載過(guò)程可能出現(xiàn)的異常情況（如電機(jī)車卸載完成后因異常情況導(dǎo)致電機(jī)車不剎車駛出軌道造成脫軌），開發(fā)了軌道終端極限保護(hù)技術(shù)。通過(guò)安裝在巷道側(cè)壁的激光傳感器結(jié)合電機(jī)車車頭的激光接收端，當(dāng)電機(jī)車出現(xiàn)異常時(shí)，激光傳感器接收反饋信號(hào)，并將信號(hào)直接反饋至主控制中心進(jìn)行邏輯處理。激光傳感器反饋信號(hào)說(shuō)明電機(jī)車已經(jīng)出現(xiàn)異常情況，沒(méi)有在正確位置剎車停車，控制系統(tǒng)將通過(guò)邏輯判斷后直接下發(fā)電機(jī)車急停命令，同時(shí)人機(jī)交互界面出現(xiàn)報(bào)警窗口，提示操作人員檢查并排除故障。

3工程應(yīng)用

井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)在大尹格莊金礦-290 m運(yùn)輸中段運(yùn)行以來(lái)，取得了良好的應(yīng)用效果，主要體現(xiàn)在提高運(yùn)輸效率與運(yùn)輸能力、減少井下操作人員數(shù)量等方面。電機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)在控制室實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)視頻監(jiān)控在控制室可以實(shí)現(xiàn)裝礦、卸礦過(guò)程無(wú)人操作，整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程均由控制室內(nèi)工作人員通過(guò)控制系統(tǒng)遙控完成，在控制室可以完全掌握運(yùn)輸系統(tǒng)的生產(chǎn)情況和電機(jī)車精確定位，可以對(duì)電機(jī)車進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度和控制。-290 m中段井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)操作界面如圖11所示。

大尹格莊金礦應(yīng)用電機(jī)車無(wú)人駕駛技術(shù)后，取得了較好的技術(shù)指標(biāo)，項(xiàng)目實(shí)施前后技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表1所示。單次運(yùn)輸時(shí)間由原來(lái)的41 min縮短到32 min，節(jié)省運(yùn)輸時(shí)間21.95 %;運(yùn)輸能力由原來(lái)的1 300 t/d提高到1 600 t/d，運(yùn)輸能力提高了23.07 %;每班次所需崗位操作人員從原來(lái)的4人減少到1人，人員數(shù)量縮減了75 %。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)無(wú)人駕駛電機(jī)車變頻技術(shù)、制動(dòng)技術(shù)、全流程自主運(yùn)行與控制技術(shù)、精準(zhǔn)定位技術(shù)、視頻圖像分析技術(shù)、自主導(dǎo)向技術(shù)、區(qū)間定速技術(shù)、雷達(dá)預(yù)警技術(shù)、姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、機(jī)車安全運(yùn)行保障措施、自主裝卸與動(dòng)力自適應(yīng)技術(shù)、軌道終端極限保護(hù)技術(shù)的研究，建成了大尹格莊金礦-290 m中段井下電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地表和井下操控室遙控操作，提高了無(wú)人化有軌運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及可靠性，運(yùn)輸效率顯著提升，為后續(xù)無(wú)人駕駛電機(jī)車在深部運(yùn)輸中段的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)還需對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行融合，簡(jiǎn)化硬件系統(tǒng)，提高無(wú)人駕駛系統(tǒng)在深部井下的適用性。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]冬瓜山無(wú)人駕駛電機(jī)車應(yīng)用取得進(jìn)展[J].有色設(shè)備，2016（2）：51.

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[3]隋淼.地下礦無(wú)人駕駛電機(jī)車運(yùn)輸關(guān)鍵技術(shù)探究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（8）：104-105.

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[5]吳和平，吳玲，張毅，等.井下無(wú)人采礦技術(shù)裝備導(dǎo)航與控制關(guān)鍵技術(shù)[J].有色金屬（礦山部分），2007，59（6）：12-16，44.

作者簡(jiǎn)介：王啟健（1971—），男，山東招遠(yuǎn)人，高級(jí)工程師，從事采礦工程及智能礦山研究工作;山東省招遠(yuǎn)市齊山鎮(zhèn)大尹格莊村，招金礦業(yè)股份有限公司大尹格莊金礦，265414;E-mail：807578116@qq.com

王啟健，于濤（招金礦業(yè)股份有限公司大尹格莊金礦）

Development and application of underground driverless system

of electric motors in Dayingezhuang Gold MineWang Qijian，Yu Tao

（Dayingezhuang Gold Mine，Zhaojin Mining Industry Co.，Ltd.）

Abstract：Since Dayingezhuang Gold Mine entered deep mining phase，the ore hoisting and conveying challenges have become prominent.The study takes the driverless electric motors at the -290 m level in Dayingezhuang Gold Mine as the research subject，and carries out critical driverless technology research on the electric motors from 3 aspects：reliability insurance of vehicle-mounted system，operation and security monitoring of electric motors，self-loading and unloading and track terminal protection，and successfully establishes fully functional underground electric motor driverless system.The electric motor status can be displayed remotely and in real time，the surface console can remotely monitor，and at the same time the system can diagnose and handle emergencies，reducing ore conveying time by 21.95 %，improv-ing conveying efficiency by 23.07 %，lowering staff number by 75 %.The study has promotion significance.

Keywords：driverless technology;precise location;radar warning;posture monitoring;self-loading and unloading;track terminal protection technology