矿山“3D”岗位大变革！溜井远程装矿技术让事故不再“横行”
溜井放矿技术在金属矿山地下开采中应用广泛，是金属矿山生产的关键环节，近年来，因井下溜井放矿平台坍塌、额墙垮塌等安全事故易造成人员伤亡，给企业造成严重的经济损失。目前，溜井装矿仍采用人工现场多溜井穿插放矿，作业地点分散，装矿过程中存在溜井跑矿、眉线口垮塌等安全风险及隐患。作业现场环境恶劣。存在高温、高湿、高粉尘等职业危害，属“3D”岗位。近年来，随着溜井远程装矿技术在国内多个矿山投入使用，溜井远程装矿技术已经趋于成熟稳定。
文章来源：《智能矿山》2025年第6期“革新·改造”栏目
第一作者：吴红梅，主要从事自动化控制相关技术研究工作。E-mail：519047991@qq.com
作者单位：昆明工业职业技术学院；玉溪大红山矿业有限公司
引用格式：吴红梅，周祎，苏之品，等.矿山溜井远程装矿系统改造[J].智能矿山，2025，6(4)：66-70.
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矿山溜井远程装矿系统改造内容
升级改造溜井装矿振机控制系统，实现远程集中装矿；将溜井挡料板升级改造为电动挡料板，实现远程开启/关闭电动挡料板；在溜井装矿平台上方及振机台板下矿口前方合适位置安装监控摄像头，实现装矿过程实时监控；在集中控制室布置服务器、远程操作台等，在集中控制室内实现远程集中装矿控制；将原信集闭操作系统和轨道衡计量系统信号迁移至远程集中控制室内，实现统一集中管控。某矿山溜井远程装矿监控系统界面如图1所示。
图1 某矿山溜井远程装矿监控系统界面
矿山溜井远程装矿系统实现原理
在集中控制室内的远程操作人员，通过监控摄像头确认机车到达溜井并完成矿车对位后，通过远程操作台打开电动挡板，进行溜井远程遥控装矿。电机车司机根据远程操作人员指令和巷道壁的对位标签进行矿车对斗，操作人员通过远程操作台和监控摄像头进行远程遥控装矿和实时监控，确保矿车能装满且不外冒。遇特殊情况时，电机车司机通过无线IP对讲机与远程操作人员进行沟通协调。矿车装矿完成后，电机车司机根据远程操作人员发出的指令离开，远程操作人员远程关闭电动挡板，防止溜井跑矿，矿山溜井远程装矿系统工作流程原理如图2所示。
图2 矿山溜井远程装矿系统工作流程原理
矿山溜井远程装矿系统组成
矿山溜井远程装矿系统由装矿溜井振机远程控制系统、溜井监控单元、溜井装矿对位、溜井电动挡料装置、通信网络系统、远程集中控制室、信集闭操作室信号迁移、无线IP对讲系统8个部分组成。
3.1 装矿溜井振机远程控制系统
目前在用溜井现场安装的矿振机均无止矿闸门，每台振机设有1台电控柜，不具备远程控制接口。根据现场实际情况，溜井振机现场升级改造分为振机远程控制改造。
（1）改造在用装矿溜井实施电气化和远程集中控制，在现场新增振机控制柜、远程控制柜，柜内分别配置PLC模块、远程脱扣断路器等电气设备元器件。远程操作台与振机控制系统通过有线工业网络连接，形成统一的自动化控制网络。振机接收远程操作台发出的放矿控制指令后，驱动现场放矿电振机自动放矿，在集中控制室内实现远程遥控装矿操作，并具备紧急情况下的远程分闸功能。
（2）现场远程控制柜配置远程/就地转换开关和启停控制按钮，实现远程放矿和现场就地放矿模式切换。在现场远程控制柜、远程操作台和操作界面分别配置急停机械按钮和画面急停按钮，当现场出现紧急情况时，可通过操作急停机械按钮或画面急停按钮，对溜井振机进行急停操作，保证装矿系统的安全可靠运行。
3.2 溜井监控单元
在每个溜井装矿平台的上方和下方分别安装1个高清防爆摄像头，通过工业网络将视频监控信号传输汇聚至远程集中控制室。远程操作人员通过监控摄像头，观察振机台板上的矿石、电机车车厢对位和装矿高度等情况，当有大块、杂物等异常情况时，及时停止装矿，减少大块、杂物对卸载站和破碎机的损害，通过摄像头对装矿过程进行实时监控，确保矿车能装满且不外冒。
3.3 溜井装矿对位
为方便电机车司机在装矿过程中快速准确挪斗对位，在溜井巷道壁上，按照装矿时矿车停车位置和矿车数量，依次安装相对应的矿车对位标签，缩短电机车装矿过程中挪车对位时间，避免因矿车对位不准，造成的矿石泼洒问题。
3.4 溜井电动挡料装置
根据溜井现场实际情况，在装矿口前方合适位置安装具有远程控制功能的防漏料电动挡板，增加电机、现场控制柜等设备。挡板采用轨道式电动挡板，前进至装矿口挡住余料，后退打开挡板进行装矿。
由现场控制柜铺设控制电缆至远程控制柜，将电动挡板的运行状态、电机过载、限位等信号接入远程控制柜的PLC模块，通过通信控制环网，在集中控制室内实现溜井电动挡板的远程控制和设备状态实时监控。
3.5 通信网络系统
通信网络采用光纤局部区域网汇集传入中心的方式，由远程集中控制室分别铺设通信光缆，建立以光纤为通信介质的通信控制环网。远程放矿PLC控制、视频监控等信号通过终端盒、交换机等设备接入已搭建的通信控制环网，进行数据和控制指令的交互和传输。
3.6 远程集中控制室
通过增加交换机、远程操作台、监控大屏等设备，将休息室改造为远程集中控制室。
（1）远程操作台
在集中控制室内操作区内配置1套3席位的远程操作台，为以后系统升级及功能扩充保留空间，其中2席位主要用于溜井振机和电动挡板远程操作，剩余1席位用于信集闭和轨道衡系统的操控和显示。
（2）上位机系统
上位机系统和远程操作台通过网络连接，将PLC控制、视频监控、传感器、通信网络等设备信息传输到上位机系统进行处理和管理。通过组态软件在上位机操作画面，实时显示振机和电动挡板运行状态、故障信息以及溜井视频监控画面，操作人员通过切换画面，可以控制任意溜井。实时监测设备电压、电流、运行状态、电机过载等关键信号和参数，发现设备问题或出现异常时，系统进行报警提醒，并自动生成系统操作记录、设备运行以及故障报警等报表，矿山溜井远程装矿监控系统实时显示界面如图3所示。
图3 矿山溜井远程装矿监控系统实时显示界面
3.7 信集闭操作室信号迁移
（1）信集闭和轨道衡系统信号迁移
为解决操作人员分散、不同工种之间信息沟通不畅等问题，计划将原信集闭操作室信号迁移至集中控制室，实现信集闭和远程装矿操作岗位的统一集中。
信集闭操作室内安装信集闭系统和轨道衡系统。信集闭系统的矿用本安型信息传输接口设备具有信、集、闭功能，控制交通信号及道岔转辙机；轨道衡系统的机车轨道动衡系统的动衡专用数据通道S01设备，称重数据通过以太网上传至地面，供内网查看。
通过敷设通信光缆，新增交换机、工控机等设备，采用TCP/IP、光纤通信和计量系统终端远程访问的方式，将原部署在信集闭操作硐室内的集闭系统和轨道衡系统信号迁移至集中控制室内，在集中控制室实现交通信号、道岔转辙机控制和轨道衡称重数据实时读取。
（2）卸载站料位计信号迁移
通过在集中控制室内新增智能数显仪、电源模块、I/O转换以太网模块、控制箱等设备，采用TCP/IP通信方式，通过信号转换的方式将卸载站重锤控制信号和料位测量数据传输至集中控制室，实现卸载站的远程控制和料位数据显示。
3.8 无线IP对讲系统
在集中控制室安装IP对讲服务器、工业无线AP等设备，无线AP 通过连接定向天线组成无线IP对讲系统通信网络，在集中控制室和装矿溜井实现无线信号覆盖。在信号覆盖范围内，处于同水平不同位置人员，可通过接入通信网络对讲终端设备，实现人员之间的即时信息交互。
矿山溜井远程装矿系统主要功能
4.1 装矿溜井振机远程控制
（1）溜井振机远程集中控制和管理
将不同位置的溜井，通过PLC控制、视频监控、数据采集与处理、传感器等技术，在集中控制室内实现溜井振机的远程集中控制、管理以及设备状态实时显示。
（2）远程脱扣保护
将振机电源断路器升级改造为远程脱扣断路器，脱扣断路器分闸线圈通过硬接线与振机PLC控制器连接，当出现故障时，装矿远程操作人员按下急停按钮，通过远程脱扣断路器，断开振机总电源，振机停止动作。
（3）远程操作保护
振机远程控制为点动式，按下放矿按钮时放矿动作开启，放矿按钮抬起时放矿动作停止，防止接触器自锁无法断开造成溜井跑矿和漏矿。
（4）过载保护
振机电机增加热保护器，当出现过流时，热保护器断开，达到保护电机的目的。
4.2 溜井电动挡料装置
（1）设备远程控制和状态监控
在装矿溜井振动给料机下料口安装的具备远程控制的电动挡料板，在集中控制室实现溜井电动挡料装置远程集中控制和实时状态显示。
（2）控制回路连锁保护功能
将时间继电器、机械限位开关、接近开关串接入控制回路中，热保护器串接入主回路中，挡板运行过程中，机械限位或接近开关限位到位，或运行时间到达设定时间时，挡板停止运行，出现过流时，热保护器断开，达到保护的目的。
（3）远程操作保护
远程挡板开/关按钮设置为点动式，挡板控制按钮按下时挡板开/关动作开启，挡板控制按钮松开时挡板开/关动作停止，防止接触器自锁无法断开造成电机及挡板设备损坏。
4.3 远程操作台实现功能
（1）远程遥控装矿操作和装矿过程的可视化
通过组态软件集成统一的软件平台，在上位机操作画面显示视频监控、溜井挡板、振机的设备状态信息，在远程操作台上实现溜井振机和电动挡板的集中操控。
（2）设备状态实时监控
通过远程操作台的上位机系统，可实现设备运行状态的检测和装矿过程中关键参数的实时监测，在发现设备问题或出现异常时，进行系统报警，同时可自动生成系统操作记录、设备运行以及故障报警等报表，便于系统历史的回溯。
（3）远程操作台与上位机系统的联锁保护功能
远程操作人员输入个人对应的账户密码登录操作界面解锁后，方可进行溜井远程装矿操作；装矿完成后，切换到下一条溜井操作界面的同时，上一条的溜井挡板、振机自动锁定，防止实际操作的放矿溜井与界面显示不匹配，造成的溜井跑矿。
矿山溜井远程装矿系统的改造效益
5.1 安全效益
通过矿山溜井远程装矿系统的改造的实施，解决人工现场装矿过程中存在的噪音、粉尘、溜井跑矿、眉线口垮塌等安全问题，降低和减少井下生产安全事故的发生。将处于不同位置的溜井装矿和信集闭操作岗位统一集中在远程集中控制室内，实现“3D”人工装矿岗位置换和对井下作业人员的集中管控，提升了现场安全管理水平，矿山溜井装矿现场如图4所示。
图4 矿山溜井装矿现场
5.2 职业健康
将现场环境恶劣的作业人员置换至环境较好的工作环境（远程集中控制室）作业，远离粉尘、噪音和不安全隐患，改善了工作环境和劳动条件，最大限度地减少职业病的发生，为员工提供更安全、更舒适的工作环境，使员工的职业健康得到有效保障。
结 语
矿山溜井远程装矿系统改造解决了人工现场装矿过程中存在的噪音、粉尘、溜井跑矿、眉线口垮塌等安全隐患问题，实现井下高温、高湿、高粉尘人工装矿岗位置换，对溜井进行了远程装矿升级改造。通过增加电动挡板、PLC控制模块、IP无线对讲等设备，实现了溜井电动挡板、溜井振机、信集闭道岔等设备的远程控制和集中计量轨道衡数据的远程实时显示，同时实现了生产运输矿量、设备故障等信息的统计查询。该系统建成后，操作工将统一集中在远程操作室内进行作业，有效提升了安全管理水平，实现了不同工种之间生产信息资源的共享和协同，显著提高了工作效率。
编辑丨李莎
审核丨赵瑞
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主编：王国法院士
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