煤與瓦斯突出礦井應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)用研究

張志超

摘? 要：應(yīng)急廣播系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的“保障線”。文章探討了某煤礦瓦斯突出礦井應(yīng)急廣播系統(tǒng)的應(yīng)用，通過對(duì)礦井以太環(huán)網(wǎng)的應(yīng)用、對(duì)應(yīng)急廣播設(shè)備組別和區(qū)域的有序劃分，不僅降低了設(shè)備和材料的投入，還保證礦井應(yīng)急廣播設(shè)備的安裝位置布局合理，通過改善相應(yīng)的供電及通訊線路，從而使其通訊距離及應(yīng)急傳播質(zhì)量得到顯著提高。

關(guān)鍵詞：瓦斯突出礦井;應(yīng)急廣播;煤礦

中圖分類號(hào)：TD77+4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）31-0183-02

Abstract： Emergency broadcast system is the "guarantee line" of coal mine safety production. This paper discusses the application of emergency broadcasting system in a coal mine gas outburst mine. Through the application of Ethernet ring network， the orderly division of emergency broadcasting equipment groups and regions， the investment of equipment and materials is reduced. It also ensures that the installation position of mine emergency broadcasting equipment is reasonable， and the communication distance and emergency transmission quality can be significantly improved by improving the corresponding power supply and communication lines.

Keywords： gas outburst mine; emergency broadcast; coal mine

瓦斯監(jiān)測(cè)治理直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的安全性。多年來，在瓦斯治理方面投入了大量資金，許多新技術(shù)被引進(jìn)應(yīng)用，瓦斯管治水平得到根本提高，完善預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)、監(jiān)控監(jiān)測(cè)等都達(dá)到了地面可視化。為進(jìn)一步提升應(yīng)對(duì)煤礦突發(fā)安全事件的能力，許多煤礦企業(yè)安裝了瓦斯應(yīng)急廣播系統(tǒng)，并不斷升級(jí)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了語音廣播、語音報(bào)警等功能，在瓦斯管理上發(fā)揮了更加人性化和清晰化的監(jiān)控作用，不但能夠顯著改善井下生產(chǎn)環(huán)境，強(qiáng)化信息交流，還能作為提升煤礦企業(yè)精神文化建設(shè)的重要工具[1]。在瓦斯突出礦井應(yīng)用應(yīng)急廣播系統(tǒng)平臺(tái)，一旦發(fā)生突發(fā)性事件需緊急撤離，地面調(diào)度指揮者能夠通過此廣播系統(tǒng)向事件現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)音喊話發(fā)送指令，能夠迅速指揮現(xiàn)場(chǎng)人員安全、有序、迅速地撤離危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)，同時(shí)，安全事件現(xiàn)場(chǎng)人員也可利用此系統(tǒng)中的任意井下終端就地對(duì)講、喊話，向地面匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)狀況，進(jìn)而最大程度地降低了災(zāi)害影響及損失，減少了災(zāi)后救援中的次生性災(zāi)害。

1 礦井應(yīng)急廣播系統(tǒng)概況

1.1 KTK113廣播通信系統(tǒng)概況

本文選用KTK113廣播通信系統(tǒng)作為本礦井應(yīng)急廣播的應(yīng)用系統(tǒng)。該產(chǎn)品的廣播模式豐富，能夠支持定點(diǎn)、定時(shí)廣播、區(qū)域廣播、經(jīng)濟(jì)廣播和支持全體廣播等多種模式，且功能強(qiáng)大，可雙向?qū)χv和監(jiān)聽，具有自動(dòng)報(bào)警、錄音及遠(yuǎn)程控制等，性能穩(wěn)定，能夠自動(dòng)檢測(cè)和修復(fù)故障，擴(kuò)展性及開放性良好，并能依據(jù)需求進(jìn)行系統(tǒng)配置[2]。

KTK113廣播通信系統(tǒng)由南京北路自動(dòng)化系統(tǒng)有限責(zé)任公司研發(fā)，配套設(shè)備有KDW127/12B型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、KDW660/18B型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、KDW660/12B型礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、地面語音網(wǎng)關(guān)、本安型音箱，以及核心語音交換機(jī)等設(shè)備。該系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是能夠于井下各個(gè)地點(diǎn)播放宣傳知識(shí)、新聞、音樂，改善作業(yè)環(huán)境，強(qiáng)化信息交流。同時(shí)，一旦發(fā)生突發(fā)事件需要緊急撤離時(shí)，地面調(diào)度員能夠通過該系統(tǒng)向井下擴(kuò)音廣播喊話，發(fā)送其現(xiàn)場(chǎng)指令，及時(shí)指導(dǎo)作業(yè)人員安全、快速有序地撤離危險(xiǎn)區(qū)。井下現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)者也能在井下任意終端點(diǎn)向地面調(diào)度中心喊話對(duì)講匯報(bào)井下情況。此外，KTK113應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)地面與井下對(duì)講的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)地面調(diào)度中心同井下任意終端點(diǎn)的對(duì)講喊話及監(jiān)聽、井下終端點(diǎn)間的對(duì)講喊話監(jiān)聽等。最重要的是，該系統(tǒng)的設(shè)備較為簡(jiǎn)單，安裝應(yīng)用的投入相對(duì)較小，且維護(hù)及安裝較為方便。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

該系統(tǒng)井上部分主要有IP語音交換機(jī)、地面語音網(wǎng)關(guān)、編碼器、BL-8000C、廣播控制臺(tái)、BL-A-Z、功放、音柱、話筒等設(shè)備構(gòu)成，井下部分主要有礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、礦用主（副）音箱、無線基站及礦用手機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。將其同安全監(jiān)控平臺(tái)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)能夠?qū)峦杆?、火?zāi)、瓦斯超限等安全參數(shù)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

KTK113應(yīng)急廣播系統(tǒng)不同于地面廣播系統(tǒng)和調(diào)度電話，即直接將電話機(jī)與電纜連接就行，而是通過局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)建的IP數(shù)字網(wǎng)絡(luò)廣播平臺(tái)，并以此傳輸數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)INTERNET傳輸，網(wǎng)絡(luò)狀況佳，音質(zhì)好，能夠支持8Kbps-540Kbps的音頻碼率自適應(yīng)，支持UDP、IP、TCP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及MP3格式文件，支持音頻數(shù)據(jù)組播接收，能夠?qū)⒁纛l信息經(jīng)數(shù)字化出來后壓縮、打包、編碼處理。而后對(duì)模擬音頻信號(hào)進(jìn)行量化、采集、編碼及壓縮后形成MP3格式的數(shù)字化文件，并經(jīng)以太網(wǎng)將其傳輸至井下語音廣播的終端，經(jīng)終端D/A轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)進(jìn)行播放。

當(dāng)然，在實(shí)施 KTK113應(yīng)急廣播系統(tǒng)中，不僅能夠減少相應(yīng)的投入，還能確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定及暢通，但怎樣依據(jù)邏輯分組或區(qū)域分組廣播、全礦廣播、分區(qū)域廣播，怎樣確保網(wǎng)關(guān)信號(hào)同廣播終端連接的穩(wěn)定性、確保網(wǎng)關(guān)同廣播終端電源間的可靠性等則是非常重要的環(huán)節(jié)，尤其應(yīng)注意系統(tǒng)運(yùn)行中信號(hào)傳輸、設(shè)備供電的關(guān)鍵性因素。

1.3 系統(tǒng)特征

應(yīng)急廣播系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)較為豐富，其能夠在任何時(shí)間及狀態(tài)下隨時(shí)廣播，按照需要對(duì)全部區(qū)域、單個(gè)區(qū)域或多個(gè)區(qū)域?qū)嵤┚o急廣播，可在第一時(shí)間內(nèi)傳達(dá)至地面生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，使救援及生產(chǎn)效率顯著提升。該系統(tǒng)還能夠按照煤礦企業(yè)要求播放不同內(nèi)容，以及錄制相應(yīng)的廣播內(nèi)容[3]。當(dāng)然，地面調(diào)度中心還可以設(shè)置多個(gè)、單個(gè)按照月度、日期、時(shí)間或季度的廣播任務(wù)，達(dá)到指定時(shí)間系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的設(shè)定任務(wù)，而無需人為操作。井下作業(yè)一旦發(fā)生緊急狀況，應(yīng)急廣播系統(tǒng)能夠直接呼叫有關(guān)人員，可同井下人員直接語音通話對(duì)講。同時(shí)，應(yīng)急廣播系統(tǒng)還能夠自動(dòng)遠(yuǎn)程在線診斷檢測(cè)故障，檢測(cè)所用副音箱、主音箱等的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)隔爆兼本安電源箱、通信電纜等出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示故障位置信息，為檢修維護(hù)人員提供可靠信息。

2 瓦斯突出礦井應(yīng)急廣播系統(tǒng)的安裝

2.1 安裝方法及其相應(yīng)要求

敷設(shè)信號(hào)電纜、礦用電源線、網(wǎng)線及光纜，電纜管道及電纜鉤時(shí)必須先勘察路線，以保證纜線敷設(shè)的順利進(jìn)行。首先檢測(cè)電纜是否有損傷，線芯同屏蔽絕緣層、線芯是否合格，電纜盤的完好程度，并確保電纜彎曲半徑滿足施工標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范要求。敷設(shè)電纜必須應(yīng)用整條電纜，盡量避免接頭，將其整齊地排放、固定在電纜鉤內(nèi)。制作電纜接頭的工藝必須統(tǒng)一，以確保其美觀整齊。巷道內(nèi)的電纜必須整齊排列，且具有清楚的層次，電纜標(biāo)識(shí)牌中必須有電纜起點(diǎn)、規(guī)格、終點(diǎn)和標(biāo)號(hào)，標(biāo)識(shí)必須清楚。設(shè)備通電之前要利用萬用表對(duì)電源電纜的線芯對(duì)地電壓進(jìn)行測(cè)量，使其符合相關(guān)規(guī)范要求。敷設(shè)好電纜后要通過五碼測(cè)試儀回環(huán)測(cè)試通道，并確認(rèn)其無誤后方能通電使用。敷設(shè)完網(wǎng)線后要利用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀對(duì)相關(guān)接頭進(jìn)行測(cè)試，以確認(rèn)其接觸是否良好。安裝應(yīng)急廣播系統(tǒng)的終端及其他相關(guān)設(shè)備中，應(yīng)注意嚴(yán)格按照安裝施工圖及接線圖進(jìn)行接線，并應(yīng)用手持標(biāo)簽打印機(jī)將各類纜線做好標(biāo)記或吊掛好纜線走向牌，尤其是在安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備及配線架時(shí)，必須依照相應(yīng)的圖紙進(jìn)行施工。

2.2 設(shè)備安裝

應(yīng)急廣播系統(tǒng)設(shè)備的安裝必須依據(jù)通用要求來施工，安裝前應(yīng)調(diào)整和檢測(cè)設(shè)備，確保其能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而后將其牢固地安裝在固定位置或平臺(tái)上，尾纖長(zhǎng)度應(yīng)不影響設(shè)備，并對(duì)其架設(shè)保護(hù)裝置或措施。施工中要盡量避免逆光，室外安裝過程中，如果設(shè)備較周圍建筑高，則要設(shè)置避雷設(shè)施。安裝和搬動(dòng)廣播終端時(shí)，設(shè)備內(nèi)部的防護(hù)外殼不可打開。設(shè)備安裝位置應(yīng)選擇在便于檢驗(yàn)、調(diào)試、觀察且支護(hù)牢靠的巷道中，且保證其無淋水。設(shè)備架的高度應(yīng)超過300mm。纜線連接設(shè)備的密封圈要合適，依次將喇叭嘴、金屬圈和密封圈穿入纜線，將纜線頭放入接線腔內(nèi)，使纜線護(hù)套至器壁10mm左右。

同時(shí)，在安裝設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量保證供電電源同單臺(tái)終端設(shè)備間的距離在2000m范圍內(nèi)，供電電源同2臺(tái)終端設(shè)備間的距離應(yīng)在1000m范圍內(nèi)。安裝應(yīng)急廣播應(yīng)依據(jù)就近原則，在交換機(jī)或無線基站不遠(yuǎn)處安裝，若使用網(wǎng)線連接交換機(jī)，則同井下交換機(jī)的距離不得超過50m，若距離交換機(jī)較遠(yuǎn)則應(yīng)鋪設(shè)光纖，廣播終端與無線基站或交換機(jī)的走線應(yīng)為串聯(lián)式單線走線，12V/18V（DC）為廣播電源輸入，出線應(yīng)為CAN1/CAN2，電源線的接線方式，采用4芯型號(hào)為MHYV1*4*7/0.52纜線串聯(lián)出線。安裝電源設(shè)備時(shí)，應(yīng)用AC127V、AC660V為輸入電源，以就近原則進(jìn)行取電，比如安裝在礦井地面風(fēng)井、排水泵房、礦井瓦斯抽采泵房、采掘工作面、采區(qū)配電點(diǎn)、人車車場(chǎng)、絞車房、避難硐室、變電所及皮帶機(jī)頭等附近。

在巷道兩側(cè)分別敷設(shè)動(dòng)力與監(jiān)控纜線，監(jiān)控纜線不應(yīng)懸掛在管道上，不得遭受淋水。電纜上嚴(yán)禁懸掛任何物件。電纜與壓風(fēng)管、供水管在巷道同一側(cè)敷設(shè)時(shí)，必須敷設(shè)在管子上方，并保持0.3m以上的距離。為了便于纜線的吊掛、維護(hù)，應(yīng)急廣播系統(tǒng)的信號(hào)傳輸纜線（包括光纜）以及供電電纜均敷設(shè)在風(fēng)水管路對(duì)側(cè)或其上方保持300mm以上的距離;有動(dòng)力電纜的巷道，信號(hào)傳輸纜線（包括光纜）均敷設(shè)在動(dòng)力電纜對(duì)側(cè)或其上方保持100mm以上的距離。信號(hào)傳輸纜線之間的吊掛保持在50mm以上的間距，纜線必須固定在電纜鉤上，以柔性材料或綁扎帶懸掛臨時(shí)敷設(shè)的線纜，懸掛點(diǎn)間距控制在3m范圍內(nèi)，使其具有適度馳度[4]，嚴(yán)禁使用鐵絲吊掛纜線。

3 結(jié)束語

礦井應(yīng)急廣播系統(tǒng)可以播放音樂改善井下作業(yè)環(huán)境，使作業(yè)人員能夠愉快輕松地作業(yè)，促進(jìn)其工作效率的提高，為安全作業(yè)提供保障，能夠降低因礦井作業(yè)調(diào)度通信系統(tǒng)故障所帶來的安全事故隱患，一旦礦井出現(xiàn)災(zāi)變，應(yīng)急廣播系統(tǒng)能夠即刻提供有力的報(bào)警信息，并確保通信系統(tǒng)的安全暢通，從而能夠降低事故損失及人身傷亡，為礦井安全生產(chǎn)提供保障。

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