（鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 010300）
摘要：随着煤矿技术的进步，基于RFID射频精准定位在智慧矿山智能开采工业试验成功并逐步开始推广应用。为实现采煤工作面少人、无人化安全高效开采，达到智慧矿山一流水平，打下坚实基础。
关键词：射频精准定位；智慧矿山；智能开采
一、RFID射频定位概念
射频识别即Radio Frequency Identification,通常缩写为RFID。它是一项非接触式自动识别技术，具有能耗低、适应性强、有效性高、稳定性好和精度高等优点。煤矿综采工作面采用微波射频（2.45GHz）频段，对接收到的射频信号功率进行计算和优化，转化为位置坐标实现基于RFID的精准定位。该射频定位系统包括：计算上位机、总线转换器、射频接收器、射频信号中继器、射频发射器。
二、RFID射频精准定位在工作面采煤机控制系统中的研究和应用
射频定位系统是采煤机控制系统在智能工作面系统的重要组成部分，包含采煤机定位数据分析控制和工控平台控制。采煤机定位数据分析控制由采煤机射频发射控制器、射频信号中继器接收传输给液压支架射频接收控制器组成。工控平台控制由采煤机路径规划，防碰撞，安全防护，环境联动等功能组成。采煤机数据传输可以通过采煤机自身的数据线进行传输，同时也可以通过工作面数据传输平台进行传输。
1、基于RFID射频定位采煤机控制系统组成
采煤机上位机， 交换机，射频发射控制器、射频接收控制器和工控平台
2、基于RFID射频定位采煤机控制系统布置
采煤机上位机，工控平台和数据交换机安装在顺槽集中控制室内。采煤机上位机通过交换机和工控平台相连，与此同时采煤机的数据也通过工作面数据传输平台，接入到工控平台，实现数据双向通讯。射频发射控制器安装在采煤机上，射频接收控制器和射频信号中继器安装在液压支架上。
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图1 采煤机控制系统连接图
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控制显示界面
3、基于RFID射频定位采煤机控制系统功能
1)显示功能：工控平台显示牵引/截割电机电流，煤机行走速度及方向，煤机位置，牵引电机油温，摇臂高度，机身倾角，故障信息，通讯状态等
2)远程控制功能：工控平台通过按键方式或者程序命令方式向采煤机发送控制指令进行远程控制，包括启停采煤机液压电机，启停截割电机，启停牵引电机，更改行进方向，采加速和减速，摇臂升降调节等。为保证控制指令及时有效，控制延时要小于200ms
3)采煤机与支架防干涉功能
工控平台实时监测护帮板状态，和采煤机运行状态，通过预警和报警机制，防止采煤机和支架产生干涉
4)路径规划功能
目前采用的采煤机记忆割煤方式无法适应工作面变换，只适用于顶底板没有变化的理想情况下的采煤。在实际生产中，工控平台需要生成采煤机下刀的路径规划，保证工作面的正确平稳推进。通过在液压支架控制器上输入工作面高度修正值的方式，或者通过在顺槽控制室内的上位机上输入工作面高度修正值的方式，来获取与工作面相适应的采割曲线。采煤机执行工控平台的路径规划功能。
三、RFID射频精准定位在工作面人员定位功能中的研究和应用
工作面人员定位功能是智能工作面的重要组成部分。工作面人员携带RFID射频发射器，与工作面电液控制系统控制器进行双向通讯。RFID 数据经过数据传输平台进入到工控上位机。工控平台依据人员位置，人员权限，以及设备运行状态等，制定相应保护措施，当人员误入危险区域，设备自动停止运行，从而保证工作人员生命安全。
1、基于RFID射频人员定位系统组成
工作面人员无线定位卡，以太网控制器，工控平台。
2、基于RFID射频人员定位系统布置
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图：人员定位系统布置
3、基于RFID射频人员定位系统功能
1)实时监测当前井下人员动态
2)精确定位工作面人员位置，精度±20cm
3)精确定位超前支架人员位置，精度±20cm
4)精确定位顺槽内人员位置，精度±30cm
5)在工作面设定安全区，在重要综采设备设立安全区
6)工作面人员识别卡具备身份识别功能，确定操作人员操作权限
四、RFID射频精准定位在工作面智能开采中的研究和应用
该RFID射频定位系统主要实现采煤机精准定位，为工作面跟机拉架推溜提供基础定位数据，实现工作面采煤设备智能控制。该系统需通过由以太网液压支架控制器组成的工作面以太网数据传输平台，将液压支架电液控制系统，三机控制子系统，采煤机控制子系统，工作面视频系统，泵站控制子系统，顺槽皮带控制子系统，供电系统，环境数据，以及基于微波射频技术的工作面人员定位系统，集成到采用 vistwo 技术的工控自动化平台上。工控自动化平台采用同一数据库，同一显示控制平台，通过数据分析，采用预警和报警机制，实现系统远程控制，自动化控制和智能控制，实现综采工作面人员设备和环境一体化。
在工控自动化平台上，将综采工作面智能化系统融入到智能矿山系统平台上，达到智能矿山智能开采的设计要求，实现预防式服务，建设成安全，高效，少人化的智能综采工作面。
结语
总之，通过自动化、智能化的技术手段，在工作面连续正常生产过程中，将工人从危险的采场（狭义综采工作面）解放到相对安全的巷道、硐室或地面，实现采场无人操作，甚至无人巡检，无人化是煤矿综采工作面高效智能开采的终极目标。高效智能化安全生产管控、调度指挥、风险追踪和预测预警功能的智慧矿山，最终实现灾害预警、安全生产、少人或无人开采的智慧矿山模式。
参考文献
[1]徐静，谭章禄．智慧矿山系统工程与关键技术探讨[J]．煤炭科学技术，2014，42(4):79－82．
[2]长沙矿山院以“互联网+”创新打造智慧矿山[J]．中国有色建设.2015.2