电动铲运机无损智能化改造及应用-中国期刊网

首页 > 《建筑创作》 > 2023年6期 > 电动铲运机无损智能化改造及应用

（整期优先）网络出版时间：2023-07-28

作者: 鹿锦林

建筑科学 >建筑设计及理论

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电动铲运机无损智能化改造及应用

鹿锦林

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摘要：电动铲运车技术有利于确保作业人员生命安全，高效回收利用矿山采空区域的矿石，但随着科学技术持续发展，矿山开采领域已对电动铲运车提出新要求。基于此，为满足矿山生产需要，本文特此列举实际案例，围绕电动铲运机的无损智能化改造展开研究，并对其应用进行分析，以期可以为业内人员提供一定参考。

关键词：电动铲运机；无损智能化改造；应用

引言：在地下矿山进入大规模开采的背景下，遥控采矿技术逐渐进入公众视野，并在矿山开采中占据重要地位。电动铲运车是遥控采矿技术的主要表现形式，但当前该项技术仍具有一定缺陷，导致矿山开采的经济性和作业效率等方面无法得到保障。因此要加大对电动铲运车的研究投入，对其实施无损智能化改造，以提升矿山开采经济性、安全性和效率，该点对推动矿山开采领域发展具有重要意义。

1.电动铲运机改造研究现状

随着社会对矿产资源的需求量不断加大，我国地下矿山已进入大规模开采时期，但在开采过程中，很可能出现安全事故，从而危害作业人员生命安全，因此要对遥控采矿技术加以重视，并加大对该项技术的研究投入，以保证矿山开采的安全性、高效性和经济性。根据相关报道显示，国外在19世纪即展开对矿山装备的智能化控制研究，例如山特维克公司收购的自动化矿山技术是一种以视频摄像机为基础装载的自动控制技术，其可以在远距离进行操纵、卸料和运输；加拿大DAS研发的MINEGEME系统可以在多种可视化装备的基础上，以控制铲运机，实现同时控制远程遥控和自主行驶；日本某公司研发的遥控出矿料控制系统可以在相机和光感传感器的基础上，以实现远程遥控，实施可视化处理，进而实现视距控制[1]。此外，我国近年来对矿山自动化改造的关注度正在不断加大，并相继展开研究，例如长沙矿山院曾对遥控铲运机进行自主研发，但受到技术革新速度的影响，且当时条件有限，仅能够实现无线电遥控，故而该项技术未取得良好的应用效果；北京矿冶研究总院已在矿山自动化自主化研究中取得良好的研究效果，例如曾对北京某公司的铲运机实施改造，完成对铲运机的视距遥控。在改造后，铲运机将具有3种操作方式，分别是自主行驶、本机手控操作和远程遥控。由此可见，我国在电动铲运机的改造方面已取得可观的研究成果，但未来仍需要加大研究，明确电动铲运机的无损智能化改造方法，以提升铲运机的应用效果，实现有效应对复杂的矿山开采环境，保证作业人员生命安全，提升矿山开采综合效益。

2.电动铲运机改造前状况

为提高研究效果，本文特此列举实际案例，进而展开研究。本次研究中，选取的电动铲运车是山特维克LH514E铲运车。在本文选取的矿业公司中，其在2022年扩大产能，具体产能为500万t。虽然其具有较高产能，但井下存在采空区，对保证生产安全极为不利。此外，其进行生产时，虽然可以通过相应的监测手段对采空区方位进行确定，但其开采方式仍是人工开采，一旦发生塌陷事故，必将危害作业人员生命安全，直接损害企业综合效益。因此企业选择对远程遥控的智能铲运机进行利用，以消除作业中存在的安全隐患，从而顺应时代发展，保证自身效益，推动矿山开采领域的智慧化发展。

进行电动铲运机改造前，该公司的山特维克LH514E铲运车额定载重量处在14t左右，参数大致如下（如表1所示）。该设备的设计方面具有良好的合理性，可以运用vcm系统，并通过车身的epec对车辆底层运动进行控制。此外，其可以通过can总线传输数据信息，本身具有许多保护，可以对设备安全产生积极影响，提升出矿效率。

表1 山特维克LH514E铲运车大致参数

项目	参数
长宽高（m）	11.5×3×2.6
能力（t）	14
斗容范围（m3）	4.6~7
作业重量（kg）	38500
液压铲取力—举升（kg）	28082
液压铲取力—转斗（kg）	24574
驱动电机输出（kW）	132
满载速度（km·h）	20.5

3.电动铲运机的无损智能化改造

3.1.整体设计

对于本文选取的山特维克LH514E铲运车，其智能化改造选择对罗河矿业的智能化改造进行参考。在项目前期，已对WIFI网络进行铺设，其可以覆盖巷道范围，且经过对网络的测试，发现其时延和带宽均与铲运车智能化改造要求相匹配，而在后续改造中，需要对地表操作台进行重点设计，并改造LH514E。在设计过程中，技术人员选择对人工操作习惯进行结合，并贯彻较小改动原则，以提升设计效果[2]。对于系统结构，其具体如下（如图1所示）。

图1 系统结构

在地表操作台中，其属于全新设计，可以通过光纤，以实现与井下WIFI网络建立连接。车载端有WIFI接收端，可以通过交换机，以此与STW模块建立连接，并对遥控数据进行传输，使其进入STW模块。对于该模块，其能够对添加的其他传感器信号进行接收，并通过一拖二模块对原车信号进行接收。在车辆上设置的选择按钮处在远程遥控的情况下，通过STW模块的处理，将实现对控制信号进行发送，使其被原车的EPEC模块接受，进而替代原车手动控制，实现对车辆行走和铲装进行有效控制。此外，STW模块可以通过WIFI对接收到的信号进行传输，并通过光纤将其送入地表操作台，通过操作台对车辆信息进行显示。

3.2.地表操作台设计

对于地表操作台，其可以对驾驶员操作平台的模拟量以及相应的数字量进行发送，使其被LH514E接收，其中模拟量大致包括油门、左转、右转、大臂降、刹车等，而数字量大致包括前进、后退、前灯、后灯、自动挡等。此外，其能够以动态化的形式采集附近的视频信息、转接角度、车速等内容，帮助工作人员完成对车辆的控制和监控，以确保车辆可以始终处在规定的路线上，且速度符合要求。对于地表操作台的摇杆和旋钮，其与原车一致，可以提高驾驶人员的驾驶体验（如图2所示）。对于配置指示灯，其能够对不同报警信息车辆参数和报警信息进行显示，以供工作人员参考（如图3所示）。