mini storage 0引言
隨著當前煤炭事業的迅速發展，煤礦井下作業人員的安全越來越受到重視。利用現代化的科技管理手段，及時、準確地掌握井下作業人員的位置、數量和分佈情況，查詢作業人員當前所處的區域及活動軌跡，在最短的時間內獲取現場人員的各種信息，對於提高安全保障、加強安全監督、處理應急事件，將起到極為關鍵的作用。
撫順老虎台煤礦是一個具有百年開採歷史的老礦，地質條件比較複雜，各類災害比較嚴重，井筒多(十斜一豎)，水平大巷多，目前採到一880m共1O個水平。井田東、西長4．8km，南北寬2km，人員分佈廣、流動性大，給井下人員的安全管理造成很大的困難。2004年末，該礦安裝了1套天地科技股份有限公司常州自動化分公司研製生產的KJ69型礦用人員安全監測系統，在采、掘工作面等重點區域試運行。1年多來，呈現出人井人數計量準確、區域人員配置合理、超時超員報警、重點區域調控迅速的良好態勢，有力地保證了礦井的安全生產。
1系統構成
KJ69型礦用人員安全監測系統以井下移動人員和移動設備為監測對象，主要由地面監測主站、數據傳輸通道、井下無線數據監測分站、無線編碼發射器、燈房信號測錄儀、報警裝置、本安電源等設備組成，如圖1所示。
550)this.style.width=550;" border=0> 圖1KJ69型礦用人員安全監測系統構成示意圖 系統中，無線編碼發射器發射代表動目標特定身份的編碼信號，由數據監測分站接收、處理。預處理後的數據通過數據傳輸通道傳至地面中心站。地面中心站對接收到的包含時間信息、位置信息和動目標特徵碼的數據進行處理，形成可供用戶隨時查詢的多種應用文件或圖表，如某一區域的人員分佈情況表、某個特定人員的活動軌跡圖、全礦井下井人員的考勤結果表等，實現對下井作業人員和井下運輸車輛的位置監測功能以及多種實用的報警功能。
(1)地面配置
老虎台煤礦的地面中心站設在礦總調度室，主機選用2套研華P4工控機，雙機熱備，配43cm液晶顯示器，操作系統為Windows2000／XP。主機通過RS232接口與KJJ14地面傳輸接口連接，實現和井下各無線數據監測站的通信。系統軟件內容豐富、詳細，便於操作，配備客戶終端和打印機，實現大屏幕顯示、終端瀏覽和各種報表打印。同時，在礦燈房內專門配置聯網計算機和專用編碼檢測儀，負責日常礦燈編碼的管理和糾錯工作。
(2)無線數據監測分站
無線數據監測分站採用先進的無線電技術，以微處理器為核心，對各種無線編碼發射器發出的無線編碼信號進行接收處理，從而確定動目標的編碼、位置和移動方向，並提供開關量信號的輸出和串行數據信號的輸出。系統最多可以配置64個無線數據監測分站，每個無線數據監測分站可接4個接收天線，最多可接256個接收天線，完全可以滿足該礦的需要。
(3)無線編碼發射器
無線編碼發射器採用RFID自動識別技術製成，其發射表明人員身份特徵編碼的無線電信號供無線數據監測分站接收處理，從而確定動目標的編碼、位置和移動方向。該無線編碼發射器安裝在工人佩帶的礦燈內，插接方便，由礦燈DC電源供電，工作電流≤1．5mA，不影響礦燈的正常工作，使用效果較好。系統最多可配置8192個無線編碼發射器，老虎台煤礦目前配置了1836個。
(4)接收天線
接收天線實際上是一個密封的本安接收天線，其與無線數據監測分站的最大距離可達1．5km，從而確保無線數據監測分站和電源可安裝在變電所或井底環境比較好的場所，接收天線分佈在礦井巷道的各個角落，以保證全方位地監測人員。
(5)隔爆兼本安電源
隔爆兼本安電源的輸入電壓是AC127V或220V或380V或660V，輸出電壓是DC15V，為井下無線數據監測分站供電。其後備電池可在交流電停電的情況下連續工作4h以上。
2系統功能
2．1實時檢測功能
可實時檢測井下總人數、各區域人數、各部門人員的區域分佈和某些特殊工種(如瓦檢員等)的下井情況和所處位置，實時跟蹤、顯示特定人員的活動軌跡，如瓦檢員、安全管理人員是否按時進行各地點的數據檢測和隱患處理，從根本上杜絕了人為因素造成的相關事故。
2．2實現多種查詢功能
可查詢任一指定人員當前或指定時刻所在的區域，查詢任一指定人員當天或指定日期的活動軌跡，查詢某一區域當前的人員信息。選定某一分站或接收天線，可查詢經過人員的時間信息，方便調度指揮中心快速、準確地聯繫該地區人員，處理相關事宜。
2．3安全保障功能
(1)在井下的要害崗位、危險場所，根據不同人員允許進入場所的權限，設置RFID識別器和語音報警站，有效地阻止人員違章進入，並將違章人員記錄、保存，便於查詢和形成報表。
(2)超時報警功能：給定下井員工的井下作業時間，超時會自動報警提示，並提供超時人員的有關信息資料。
(3)區域超員報警功能：給定某區域的定員人數，超員時地面監控主機和井下分站同步自動報警，有效地阻止其他人員繼續進入。
2．4統計考勤功能
可以準確地顯示下井人員的下、上井時間，統計下井次數、時間、班次，設定時限，判定是否足班，從而完善各種統計考勤報表。
2．5信息聯網和可擴展功能
在有互聯網的情況下(或局域網)，建立Web服務器，可以瀏覽網頁的形式實現信息共享，在客戶終端不需再加任何軟件。
2．6系統運行狀態提示功能
可實時顯示無線數據監測分站和接收天線的工作狀態，出現故障時，通過改變顏色提出警告，從而便於查找故障、及時維修。還具備廠家遠程監控、修改和維修功能，給用戶提供了極大的方便。
3系統特點
(1)被測目標無負擔，井下人員無須進行任何操作。
(2)通行方式無限制，允許多人以「魚貫而入」、「成群成組」的方式通過檢測點，無漏檢，不影響井下人員的正常通行和正常作業。
(3)結構簡單、配置靈活，可以根據井下的作業環境和投資情況，靈活設置分站和接收天線。當然，配置的無線數據監測分站和接收天線越多，劃分的區域越準確，人員定位的空間範圍越小，從而可實現逐點式監測。
(4)可以和其它監測網絡共網復用，也可以在KJ69型礦用人員安全監測網絡裡加設生產、環境參數傳感器，形成礦井綜合監測系統，節省投資。
(5)無線編碼發射器放在礦燈內，無須另加電源，一人一燈，避免丟失和損壞，同時也可避免考勤過程中的營私舞弊現象。
4系統應用
老虎台煤礦於2004年12月完成了KJ69型礦用人員安全監測系統的一期工程，主要是井筒和水平大巷的布線，63003號和83001號2個綜采工作面和2個掘進工作面的配置，共安裝9台無線數據監測分站、26個接收天線。63003號是一個準備分2期開採的綜放面，共安裝5個分站、14個接收天線，形成4個區域，如圖2所示，接收天線A、B覆蓋63003號一期綜采工作面，c、E、F覆蓋運輸順槽，G、D覆蓋回風順槽，H單獨覆蓋工藝巷掘進頭，使該區域的所有地點均處在監測之中，收到了較好的效果。
550)this.style.width=550;" border=0> 圖263003號綜采工作面示意圖 83001號綜采工作面比較簡單，就是U型佈置，在運輸順槽、回風順槽安裝了2個分站、7個接收天線，形成4個區域，如圖3所示，A、B覆蓋開切眼區域，A、c覆蓋運輸順槽區域，B、D覆蓋回風順槽區域，E、F覆蓋煤門區域。
550)this.style.width=550;" border=0> 圖383001號綜采工作面示意圖 在一期工程重點區域運行良好、效果明顯的基礎上，目前正在實施二期工程，從而實現全礦井全員、全方位的人員監測。二期工程中：將覆蓋3個下井井口、9個井下水平大巷、3個綜采工作面和2個準備工作面，計劃安裝14個監測分站、50個接收天線；充分利用地面中心站和井下網絡的可擴展性，減少投資，細化、精確各監測區域；同時將人員監測管理延伸到礦級領導、科室和車間。各級管理人員可以從整體或分管區域的角度，掌握分管人員在井下的分佈和活動情況。這對強化調度指揮、提高礦井安全、生產管理水平、處理應急事件，起到了重要的作用。
5結語
KJ69型礦用人員安全監測系統在老虎台煤礦投入使用已近2年，全礦下井人員為2ooo人，全部配備無線編碼發射器，下井井口和各水平大巷按「段」配置，掘進工作面按「點」配置，綜采工作面按區域配置，實現了煤礦井下作業人員進出區域的有效識別和監測，可準確、實時、快速地實施安全生產管理，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。KJ69型礦用人員安全監測系統的應用實踐，徹底改變了過去地面和井下作業人員信息不通、管理者難以掌握井下作業人員的分佈及活動情況的被動管理模式，使管理系統充分體現了「人性化、信息化和自動化」。這對於一個百年老礦，地質條件複雜、多種隱患並存的礦井，更有著特殊的意義。
作者簡介：李兆福(1965---)，1986年畢業於遼寧工程技術大學電氣自動化專業，現任撫順礦業集團老虎台煤礦礦長。 storage
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