加油车燃油管理系统在矿山建设的应用

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摘要：为解决露天煤矿生产过程中运输车辆燃油消耗大，人为因素导致加油数据不准确，同时受油车燃油加注的合法性，运输及剩余燃油存储的安全性得不到保证等问题，分析了加油车燃油运输与加注的核心环节，针对传统管理模式的弊端，从燃油作业和安全2个方面对加油车进行升级改造，实行智慧矿山燃油信息化管理。结果表明：通过加油车信息化升级，实现了燃油运输、加注、存储安全节能有效。

关键词：露天煤矿；智慧矿山；燃油运输；信息化管理；存储安全

西湾露天煤矿位于陕西省榆林市榆阳区的东北部、神木县的西南部，由国家能源集团神延煤炭公司主要负责开发建设，2019年6月正式投产，剥离与采煤分别采用单斗＋卡车开采工艺与单斗＋卡车＋半移动式破碎站＋带式输送机半连续开采工艺。生产作业过程中，运输卡车和工程车对燃油的消耗量非常大，燃油成本约占露天煤矿可控采运成本的70％，燃油管理是露天煤矿成本管理的重中之重，加油车作为燃油运输与加注的核心环节，传统的管理手段一般采用手工记录，手工传递，人工录入，人工统计，写错、看错等人为因素导致加油数据不准确的事情时有发生，事后追查难，统计分析难，管理效率低下，同时受油车燃油加注的合法性，运输及剩余燃油存储的安全性都不能得到保证[1-5]。为此，借鉴露天煤矿行业智能矿山燃油管理数字化、信息化等先进理念，针对传统管理模式的弊端，从燃油使用管理和安全管理2个方面着手对加油车进行升级改造，通过油车生产作业信息化，实现燃油运输、加注、存储的全方位管理。

1加油车燃油管理目标

加油车的燃油管理分为生产管理和安全管理2个方面[6]。从燃油的生产管理角度分析，加油车的生产作业具有典型的周期性，加油车生产作业周期图如图1。加油车燃油的生产作业主要由提油、运输、加油、存储这4个环节立体组合而成，对加油车的生产作业管理需涵盖这4个环节，从而实现燃油的闭环管理。从燃油的安全管理角度分析，需避免出现偷油、漏油、计量不准确（跑、冒、滴、漏）等非生产性的燃油消耗。

1．1生产管理目标

提油过程需实现信息化，从提油过程的信息化数据组信息中，可以知道哪1台加油车，什么时间段提油多少，提油开始时油罐液位，提油结束时油罐液位，加油车司机和提油员等信息。另外，从提油过程燃油安全性出发，需实现提油管路只进不出，加油车司机和提油员的身份必须经过认证才能操作提油管路阀门或提油人孔罐盖锁，从而将提油事件追溯到双方责任人。针对油槽运输环节，首先需要实现车辆的实时定位，通过加油车管理端软件可以方便查询到车辆的实时位置；其次是需要实现车辆的历史轨迹查询回放功能，知道车辆什么时间去过哪里，方便事后问题分析与追溯；从燃油运输安全角度出发，需要让加油车司机知道运输中的油罐燃油温度与罐内压力是多少，当温度或压力异常时立刻产生报警提示，还需定时记录油罐燃油温度与压力值，方便问题追溯，运输过程中油罐燃油温度与压力数据信息。油槽加油环节是燃油生产与安全管理最重要的环节，因为燃油的正常消耗与大部分异常消耗都发生在此环节，针对加油环节的管理，首先要实现加油过程的信息化，通过加油信息数据，可以知道哪1台加油车，什么时间段给哪1台受油车辆，加注了多少油，加油开始时油罐液位，加油结束时油罐液位分别是多少，加油车司机和受油车司机等信息。

1．2安全管理目标

从加油过程燃油安全性出发，需增加加油管路阀门安全受控性，通过信息化技术手段实现加油车司机与受油车司机的身份认证，使燃油加注事件可以追溯到双方责任人；同时需实现受油车辆的自动识别认证，将燃油加注追溯到受油设备。为了解决非生产性的燃油损耗，加油车油枪及受油车油箱需加装防冒油、防漏油的有压/无压快速加油装置。加油车燃油存储环节的管理主要从安全角度考虑，除了定时记录油罐燃油温度与压力值以外，还需要记录油罐液位的数据，当出现液位数据异常下降时，系统会自动生成报警记录，通过短信或邮件的形式提示燃油管理员，存储环节的过程信息化数据，加油车燃油存储环节由于无加油车司机监护且加油车车载系统处于电瓶供电状态，需通过技术手段尽可能降低功耗（电瓶电量不足，容易造成加油车无法正常发动），如果加油车的停放场地有视频监控时，可采取比较上一班次交班时的油罐液位与下一班次接班时的液位进行事后异常报警的折中方案。

2加油车硬件升级改造

根据各个环节管理目标，引入自动化控制，射频识别（RFID），集成电路卡（IC卡），4G/5G网，GPS定位等技术，实现加油车的升级改造。1）数据采集控制器。在加油车驾驶室安装车载电脑，车载电脑实现以下功能：运行车载端程序，车载端程序相关操作，在加油车驾驶室或原车控制箱安装数据采集控制器。数据采集控制器实现以下功能：①提油罐盖锁或提油阀门、加油阀门控制；②加油瞬时流量与累计流量的数据采集；③油罐内压力数据采集；④油罐内燃油温度与燃油油位数据采集。在加油车驾驶室安装IC卡读卡器，实现人员身份IC卡数据的读取。在加油车驾驶室或加油车顶部安装RFID读卡器，实现受油车辆的RFID卡条标签信息读取。2）提油罐盖锁或提油阀门。根据车辆提油口类型，灌顶罐盖处作为提油入口的车辆，在灌顶人孔口安装罐盖锁，实现提油口控制，自带提油管路的车辆，在提油管路加装阀门，实现提油口的流量控制。在加油车加油管路安装加油阀门，实现加油出口的流量控制[7]。图1加油车生产作业周期图3）微型热敏打印机。在加油车驾驶室安装微型热敏打印机，实现加油小票等各种作业票据的打印。4）GPS定位装置与4G/5G网络装置。在加油车驾驶室安装GPS定位装置，实现车辆GPS定位。在加油车驾驶室安装4G/5G网络装置，实现车载端与管理端的无线网络连接。

3系统软件

1）加油车车载端软件。加油车车载端软件主要实现以下功能：①加油车司机、受油车司机、提油员身份认证，权限验证；②受油车辆自动识别及合法性验证；③提油罐盖锁或提油阀门，加油阀门根据业务流程及人员身份权限进行授权验证及操作控制；④提油数据、加油数据、监控数据（温度、压力、液位、GPS定位等）的采集和记录，上传管理端；⑤管理端人员信息、设备信息等基础数据的下载；⑥业务数据（提油、加油）的小票存根打印。2）服务器管理端软件。加油车生产作业生成的业务数据，监控数据将统一上传汇总到服务器管理端，以便燃油管理员进行数据查询和燃油核算，管理端软件具备人员IC卡制卡，受油设备RFID制卡，查询加油明细和提油明细，加油车实时定位及行驶轨迹回放，燃油核算报表等功能。3）燃油数据集成使用。矿卡燃油监测数据通过车载系统实时采集、监测，汇总提取至生产执行层，在生产运营层集成加油车提油、加油信息，统计每台卡车的燃油消耗量、运距、运行里程、运行时间、工作量及生产效率等信息，并进行同比、环比分析，燃油监测实时数据采集打通生产控制层到生产执行层的数据通道，提高控制层实时数据获取的及时性、便捷性和准确性，为大数据分析提供了坚实数据底座[8]。

4效益分析

经济效益方面：通过系统对加油车、受油设备、加油人员、受油人员的油料信息汇总统计，自动生成多角度油料消耗的日、月、年报表，无需设置专职数据统计岗位，每年节约人工成本约21．8万元。管理效益方面：①实现加油车提油、加油和交接班时人员及车辆信息的电子认证、车辆油料信息自动采集与传输，达到油料业务过程自动管控的目的。②实现加油车进油口和出油口的电子化、智能化控制，减少人为因素导致的油料损失；③实现加油车各业务环节重要信息的图形数字化显示和业务单据的自动打印，提高工作人员操作的方便性和准确性；④实现按照加油车、受油设备、加油人员、受油人员的油料信息汇总统计，油料消耗的异常情况提示，自动生成多角度油料消耗的日、月、年报表，提高工作效率和管理水平。

5结语

西湾露天煤矿加油车燃油监控管理系统的实施，克服了手写帐，人工录诸多传统管理上的弊端，实现了提油、加油作业过程的信息化，燃油状态监控与防盗功能得到进一步强化，很好地解决了燃油管理中的“跑冒滴漏”的问题，降低了燃油非生产性损耗，燃油管理制度也进一步得到完善，燃油统计分析与核算更加准确和高效，为露天煤矿智慧矿山建设提供了基础数据支持，完成了节能环保、降本增效等多项管理指标。

参考文献：

［1］王辉．准能数字矿山燃油监控管理系统的应用［J］．露天采矿技术，2021，36（1）：62－64．

［2］张彦平．工程机械推土机维修中存在的问题及对策［J］．中国金属通报，2019（11）：89．

［3］蔡利．基于燃油数据的露天矿卡车工作状态研究［J］．露天采矿技术，2020，35（3）：31－34．

［4］范永维，额尔德木吐，焦晓亮，等．基于数据挖掘的准能露天煤矿矿用运输卡车工况监控系统［J］．煤矿安全，2019，50（6）：146－148．

［5］程建峰．矿用卡车节约燃油消耗的研究与应用［J］．露天采矿技术，2017，32（12）：79－84．

［6］曹宇锋．煤矿企业安全生产标准化管理体系建设分析［J］．品牌与标准化，2021（6）：120－122．

［7］王朝晖，张永国，校云鹏，等．外场供油系统工艺数值模拟系统开发［J］．山东化工，2021，50（7）：126－127．

［8］杨洋，柯露露，林凤涛，等．工程机械油耗自动化监测装置设计［J］．装备维修技术，2019（3）：212．

作者：马小龙 单位：国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司