淺談煤炭安全生產(chǎn)中的定位系統(tǒng)

方向榮

摘要:安全生產(chǎn)作為煤炭企業(yè)頭等大事,對(duì)煤炭企業(yè)而言,能很好的預(yù)警和管理其面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)企業(yè)的快速發(fā)展有著重極其重要的意義。KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng)無疑是一套行之有效的重要途徑之一。文章論述了其應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞:KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng);資源整合;安全監(jiān)測管理

中圖分類號(hào):TD672

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)18-0010-02

一、概述

我國煤炭產(chǎn)量居世界首位,煤礦數(shù)量超過世界上其他主要產(chǎn)煤國家的煤礦總數(shù),煤作為一種基礎(chǔ)能源,煤炭行業(yè)又是我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。安全是煤炭生產(chǎn)的頭等大事,安全對(duì)煤炭生產(chǎn)起著保證、支撐和推動(dòng)作用。中國神華作為全球最大的煤炭供應(yīng)商,補(bǔ)連塔煤礦是中國神華神東煤業(yè)集團(tuán)下的一個(gè)特大型現(xiàn)代化礦井,定員593人,年產(chǎn)2200萬噸,雖然已連續(xù)8年安全生產(chǎn),但隨著礦井的不斷開采,井下環(huán)境更加復(fù)雜,在人員少任務(wù)重的情況下,為保障井下眾多先進(jìn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,增加先進(jìn)的現(xiàn)代化管理設(shè)備,采用先進(jìn)的煤礦安全裝備與手段已成為補(bǔ)連塔礦安全生產(chǎn)必然需要。為加強(qiáng)對(duì)井下人員的監(jiān)控調(diào)度,提高工作效率,經(jīng)過礦方的多方考察最終于2008年月10月選定了KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng)。到目前為止,補(bǔ)連塔煤礦在此項(xiàng)目上總共布置了36臺(tái)KJF82型礦用人員定位分站和84臺(tái)KGE41型礦用射頻定位器,實(shí)現(xiàn)了約30公里巷道的信號(hào)連續(xù)覆蓋,使監(jiān)控信號(hào)基本覆蓋了整個(gè)礦井,補(bǔ)連塔煤礦早日建成數(shù)字化礦山,為成為全國應(yīng)用創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、安全生產(chǎn)管理的典范打下良好的基礎(chǔ)。

二、系統(tǒng)工作原理

KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng)的工作原理是應(yīng)用射頻識(shí)別技術(shù)及計(jì)算機(jī)通訊技術(shù),在地面上設(shè)置中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在井下相關(guān)位置布置KJF82型礦用人員定位分站,同時(shí)在需要精確定位的區(qū)域布置KGE41型礦用射頻定位器。定位分站和中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間通過光纜相連接,入井人員和車輛分別攜帶KGE39型礦用人員定位射頻卡,系統(tǒng)通過定位分站與射頻卡之間的無線通訊,實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別對(duì)象的目標(biāo)定位和無線尋呼,從而為生產(chǎn)指揮調(diào)度、安全監(jiān)測檢查、緊急事件處理等工作提供有效手段,系統(tǒng)可同時(shí)將有關(guān)數(shù)據(jù)傳至各級(jí)管理部門,為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督指揮決策提供重要依據(jù)。

三、系統(tǒng)構(gòu)成

KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括:井上中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、井下KJF82型礦用人員定位分站、KGE39型礦用人員定位射頻卡、KGE41型礦用射頻定位器、系統(tǒng)傳輸通道等部分

(一)中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1.中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由中心控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信接口和打印機(jī)等設(shè)備組成。

2.顯示井下各區(qū)域目標(biāo)分布、特定目標(biāo)所處區(qū)域及位置信息,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位、跟蹤、呼叫控制。

3.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、維護(hù)與管理,查看、記錄、打印系統(tǒng)運(yùn)行信息。

4.實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的控制與監(jiān)測,查看、記錄、打印系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行信息。

5.接收各個(gè)監(jiān)控分站(射頻讀寫器)傳回的數(shù)據(jù),將信息顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫中,以備隨時(shí)查詢、調(diào)閱、回放。

6.實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分類、統(tǒng)計(jì)、提示、告警功能。

(二)KJF82型礦用人員定位分站

1.KJF82型礦用人員定位分站由監(jiān)測分機(jī)(射頻讀寫器)和分站電源組成。

2.標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測分機(jī)即射頻讀寫器,用于讀取處在其檢測范圍內(nèi)的KGE39型礦用人員定位射頻卡上的識(shí)別信息,并向人員KGE39型礦用人員定位射頻卡發(fā)出呼叫信號(hào)。

3.射頻讀寫器對(duì)KGE39型礦用人員定位射頻卡有效讀寫范圍:500～750米。

4.KJF82型礦用人員定位分站一般安裝在礦井巷道的進(jìn)出口、交叉道口、礦井內(nèi)各個(gè)采區(qū)入口及各主要崗位工作區(qū)域,安裝的位置和數(shù)量視具體要求而定,KJF82型礦用人員定位分站安裝數(shù)量越多,監(jiān)控范圍越大。

5.分站電源:采用KDW28型礦用隔爆兼本安不間斷電源。

(三)KGE39型礦用人員定位射頻卡

1.人員的KGE39型礦用人員定位射頻卡由井下人員隨身攜帶。

2.使用標(biāo)準(zhǔn)KGE39型礦用人員定位射頻卡,可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的定位與跟蹤。

3.系統(tǒng)可通過呼叫型KGE39型礦用人員定位射頻卡,以色光方式,向井下人員發(fā)出尋呼、提示、告警與緊急撤離等多種信號(hào),可選擇單獨(dú)呼叫、選組呼叫和全體呼叫多種方式。

4.KGE39型礦用人員定位射頻卡使用2節(jié)7號(hào)電池供電,電池可更換,更換一次可保證KGE39型礦用人員定位射頻卡在正常使用狀況下連續(xù)工作6個(gè)月以上。

(四)KGE41型礦用射頻定位器

1.KGE41型礦用射頻定位器是射頻識(shí)別定位系統(tǒng)的一種輔助裝備,用于標(biāo)示KGE39型礦用人員定位射頻卡——待定位跟蹤人員的精確位置信息。

2.KGE41型礦用射頻定位器定位精度:標(biāo)準(zhǔn)定位精度±25m。

3.KGE41型礦用射頻定位器使用2節(jié)1號(hào)電池供電,電池可更換,更換一次可保證KGE41型礦用射頻定位器連續(xù)工作8個(gè)月以上。

(五)系統(tǒng)傳輸通道

地面控制主站與井下控制分站之間通訊,采用礦用信號(hào)電纜連接,485總線傳輸,半雙工、主從工作方式。也可采用光纖、電纜混合方式傳輸。

射頻讀寫器與KGE39型礦用人員定位射頻卡之間,KGE39型礦用人員定位射頻卡與KGE41型礦用射頻定位器之間,采用射頻無線通訊方式。

四、系統(tǒng)功能

(一)入井人員和車輛定位、跟蹤

在礦井巷道的進(jìn)出口、交叉道口、綜連采工作面、機(jī)電峒室、危險(xiǎn)場合(如盲巷、水倉等)、井口等位置安裝監(jiān)測分站。當(dāng)攜帶有射頻標(biāo)簽的人員和車輛進(jìn)入監(jiān)測分站檢測范圍,或從監(jiān)測分站附近通過時(shí),監(jiān)測分站可以將相關(guān)人員的身份信息和車輛信息讀出并傳送回控制中心?？刂浦行挠?jì)算機(jī)將收到的信息顯示在屏幕上,同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫,以備隨時(shí)查閱。結(jié)合井下電子地圖,可以顯示某個(gè)區(qū)域內(nèi)人員和車輛的數(shù)量和分布;可以顯示指定人員和車輛的移動(dòng)路線;可以對(duì)指定人員和車輛進(jìn)行定位和跟蹤;可以查詢特定人員和車輛在井下的位置。可以實(shí)時(shí)顯示定位信息,也可以查詢某一歷史時(shí)刻的定位信息。

移動(dòng)目標(biāo)定位、跟蹤技術(shù),可以使地面管理人員全面、及時(shí)掌握井下及整個(gè)礦區(qū)人員和車輛的數(shù)量和分布情況,做到心中有數(shù)。提高了管理效率,保證井下資源的合理調(diào)度和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

(二)人員無線尋呼

無線呼叫可以實(shí)行多種方式:單獨(dú)呼叫、成組呼叫、區(qū)域呼叫和全礦區(qū)呼叫。呼叫信息由計(jì)算機(jī)控制,通過指定的監(jiān)測分站發(fā)出,在射頻標(biāo)簽上高度報(bào)警燈顯示。呼叫信息有一般呼叫、緊急呼叫、緊急撤離呼叫等多種類型,通過報(bào)警燈的不同顏色來區(qū)別(發(fā)光二極管提示)。正常狀態(tài)下紅燈30秒閃一次(紅燈閃:未收到定位器;黃燈閃:收到定位器),如果都不閃,則射頻卡可能需要更換電池。黃燈閃:一般呼叫;紅燈閃:重要呼叫;紅黃燈一起閃爍:緊急撤離呼叫;紅黃燈交替閃爍:發(fā)出呼救,此時(shí)需和信息管理員聯(lián)系。井下人員如果遇到緊急情況,通過撕開射頻卡上標(biāo)簽,緊急報(bào)警將在地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上顯示,管理人員安排相關(guān)人員去被呼叫地點(diǎn)進(jìn)行營救。在需要緊急撤離或?qū)ふ沂й櫲藛T時(shí),人員無線尋呼系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。

(三)考勤統(tǒng)計(jì)

通過對(duì)下井工作人員的入井、升井時(shí)間,在井下各區(qū)域的停留工作時(shí)間的記錄與統(tǒng)計(jì),為企業(yè)提供考勤管理基礎(chǔ)信息。通過這些信息能反映各級(jí)管理人員和員工的工作態(tài)度。如果有不良現(xiàn)象,可及時(shí)采取措施。比如說管理人員的入井次數(shù)不夠,工作人員提前升井,安檢人員的檢查不到位,工人不現(xiàn)場交接班等。

(四)區(qū)域禁入管理

在井下的一些重要機(jī)電峒室、危險(xiǎn)場所(如盲巷、水倉等)禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域設(shè)置監(jiān)測分站,當(dāng)有非受權(quán)人員進(jìn)入時(shí),系統(tǒng)給出提示和警告,阻止人員進(jìn)入,防止危險(xiǎn)情況發(fā)生。

(五)緊急事件處理

當(dāng)?shù)V井發(fā)生緊急事件時(shí),可以及時(shí)對(duì)井下人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì),查詢事故現(xiàn)場附近的人員信息,查詢相關(guān)人員的定位信息,快速確定人員的準(zhǔn)確位置,以便及時(shí)有效地開展搜救工作。

發(fā)生緊急情況時(shí),可以在幾秒鐘內(nèi)通過緊急告警信號(hào)通知井下所有人員緊急撤離危險(xiǎn)區(qū)域。

發(fā)生緊急情況時(shí)為指揮人員提供井下各區(qū)域人員的實(shí)時(shí)分布信息,幫助指揮人員制定應(yīng)急方案。

發(fā)生緊急情況且系統(tǒng)通訊不能恢復(fù)時(shí),為指揮人員提供井下各區(qū)域人員的最近歷史分布信息,幫助指揮人員制定應(yīng)急方案。

(六)系統(tǒng)運(yùn)行管理

實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄系統(tǒng)通訊及系統(tǒng)設(shè)備的工作狀況,對(duì)系統(tǒng)異常做出告警,提示維護(hù)人員盡快使系統(tǒng)恢復(fù)正常。

對(duì)需要定期或不定期維護(hù)的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,對(duì)定位器及射頻標(biāo)簽電量進(jìn)行低限監(jiān)測,提示維護(hù)人員及時(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

(七) 歷史數(shù)據(jù)的記錄與查詢

系統(tǒng)可對(duì)上述礦井目標(biāo)定位跟蹤、人員尋呼、考勤統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)運(yùn)行管理等信息進(jìn)行長期保存,并可方便地查詢歷史記錄。

(八)網(wǎng)絡(luò)化與信息共享

通過網(wǎng)絡(luò)化可實(shí)現(xiàn)礦井目標(biāo)定位安全管理信息的充分共享,為礦井各部門及上級(jí)各層領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)提供實(shí)時(shí)監(jiān)測信息與歷史信息,為他們監(jiān)督指揮決策提供重要依據(jù)。

綜上所述,KJ133型礦用人員定位安全管理系統(tǒng)通過在補(bǔ)連塔煤礦的實(shí)際應(yīng)用,它可以在直巷、彎道、岔路或是狹窄彎曲起伏的工作面等各種復(fù)雜地形條件,均可實(shí)現(xiàn)信號(hào)連續(xù)覆蓋,真正實(shí)現(xiàn)信號(hào)無盲區(qū),實(shí)現(xiàn)全員實(shí)時(shí)精確定位。從而極大的節(jié)省了不必要的人力、物力、財(cái)力,真正的實(shí)現(xiàn)了資源的整合,精干高效的原則,實(shí)行無科室直線式扁平化管理模式,建立起了高效的安全監(jiān)察監(jiān)控系統(tǒng)。