煤矿井下人员定位系统安装、使用、维护与管理浅析

以某矿业集团公司的人员定位系统建设为例,给出了该系统拓扑结构,详细介绍了井口检卡系统的安装、调试注意事项,井下分站、读卡器的安装位置要求,确保系统可靠运行及监测人员信息准确性的关键点。该文对如何将煤矿井下人员定位系统建设好、使用好、维护好和管理好有着一定的借鉴作用。     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。     

《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见

提出了《煤矿安全规程》修订应增加矿井移动通信、广播通信、视频监视、人员定位、煤炭产量监测、矿井火灾监控、矿山压力监测、水文监测、远程监控等内容。提出了严禁矿井监控系统与视频监视系统共用信道;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;主干网络应采用具有冗余功能的千兆或千兆以上矿用以太光网络;矿井移动设备和无线接入等应优选WiFi、ZigBee、4G等技术。提出了煤矿安全监控系统和矿井有线调度通信系统等的关键光缆和电缆应分设两条,从不同的井筒或一个井筒的不同位置进入井下;系统光缆和电缆应具有防护措施;底鼓不严重的矿井,系统光缆和电缆应埋入巷道底板与巷帮夹角处。提出了煤矿安全监控系统应具有主要通风机监控、瓦斯抽采监控功能;具有呼吸尘浓度、总粉尘浓度实时在线监测功能;具有风向监测功能;具有瓦斯变化率等分析功能;具有煤与瓦斯突出报警功能;高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井应选用全量程和高低浓度甲烷传感器,优选激光或红外甲烷传感器;采用载体催化元件的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等甲烷检测设备,必须定期使用校准气样和空气气样调校,每15d至少调校1次;甲烷超限断电功能每15d至少测试1次;高瓦斯和煤(岩)与瓦斯突出矿井的采煤工作面,必须在上隅角设置甲烷传感器,报警浓度为1.0%CH4,断电浓度为1.5%CH4,复电浓度为1.0%CH4等。     

企业一卡通系统方案

系统概述TECSUN企业一卡通系统利用IC卡技术、生物识别技术、计算机网络技术等现代化技术手段,对企业单位的办公室、设备室、会议室等进行人员识别管理。通过建设该一卡通系统,可以方便企业人员出入管理,一张卡可以出入所有有权限进出的场所,实现人员活动区域的信息化管理。该系统利用先进的以太网网络通讯技术,实现对整个办公区域的实时监控以及人员出入时间的记录。     

传感器在港口电机设备的应用

港口部分区域电机设备长期处于无人值守状态,导致其工作状态异常。本文提出了一种应用无线传感器网络原理的港口电机监控系统,通过综合运用自动化、信息化手段,提高了港口电气设备的管理效率。这套电机监控系统能自动监测和报警电机设备的温度等信号,并接入港口终端设备的集成接口,实现了对电机设备智能化的检测和对电机工作状态的自动监测。通过物联网检测分散在港口各区域的电机,现场使用情况表明,这套传感器系统满足了港口电气设备管理的实际需求,具有易于安装、管理方便、低功耗、维护简单等特点。     

基于433 MHz无线通信与虹膜识别的矿用唯一性检卡装置

煤矿井下人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置。利用基于掌纹与指纹、人脸图像、步态等生物特征的唯一性检测技术对本人携带本卡进行检测存在受环境影响识别精度不高的问题;现有矿用唯一性检卡装置受检测区域外识别卡干扰,对人员携带多张识别卡、携带错误识别卡、未携带识别卡的情况检测效果不理想。针对上述问题,设计了一种基于433MHz无线通信与虹膜识别的矿用唯一性检卡装置。首先,通过调节定向天线的发射功率,实现检测区域范围实时配置;433MHz无线通信模块通过定向天线向检测区域内识别卡配置检测区域标志符,读卡基站读取识别卡的电文数据,通过判断电文数据的检测区域标志符是否与配置的检测区域标志符相等,以排除区域外识别卡的干扰,对检测区域内识别卡数量进行检测,将检测结果写入中间数据库的结果表。然后,采集待检人员的虹膜信息,通过识别虹膜信息查询该人员的识别卡信息。最后,判断根据虹膜信息查询到的识别卡信息与中间数据库的结果表信息是否匹配,实现识别卡唯一性检测。测试结果表明,针对携带多张识别卡、携带错误识别卡、未携带识别卡与本人携带本卡的情况,该装置的检测准确率均为100%,且平均检测时间均不超过2s。     

智能人流量检测报警系统设计

为实时监控银行等场所的人员出入情况、进行人员监控及流量统计、在出现人员滞留等异常现象时及时报警,设计了一种基于以太网的人流量检测报警系统。详细介绍了该系统的组成、工作原理、硬件设计、Web Server参数设置、通信协议及工作流程。报警控制器由以太网通信模块、人流量检测模块、报警输出模块、参数设置模块组成。采用ARM微控制处理芯片进行传感信号的检测输入和控制输出,并通过通信模块将信息实时传递给服务器。服务器对数据进行分析判断,决定是否发出警报。该报警系统可以实时监测并发现异常情况,通过以太网与远程服务器信息交互,完成对监测区域的有效监管。应用表明,该系统能够与银行服务中心无缝对接,性能稳定、可靠。     

无线智能渗漏监测系统在民航机场加油栓井中的应用

机场通过输油管网进行飞机油料加注作业,因此,加强对机坪加油栓井渗漏及设备安全情况的实时监控至关重要。详细分析了无线智能渗漏监测系统的设计原理,介绍了在解决装置现场安装、满足防爆设计要求及通信方式等方面攻克的设计难题后,如何实现对加油栓井渗漏情况24 h实时监控、人员快速处置、智能化报警的设计目标。重点从该装置在应用时所克服的难题、终端数据传输方式和装置后台应用等方面介绍了智能化渗漏监测系统在民航机场飞机加油栓井中的应用情况,并提出了后期装置需持续优化的方向,为民航业的安全管理提升工作提供了依据和参考。     

基于物联网的环境噪声监测系统研究

为了实现噪声的实时监测、处理和噪声区域可视化,设计了基于物联网(IoT)的噪声监测系统。系统由监控终端、区域中心节点和管理中心组成。监控终端集成了微处理器模块、噪声传感器模块、GPS模块、无线通信模块等。噪声传感器模块和GPS模块用来获取噪声数据信息和噪声源的位置信息并通过无线传输网络将这些信息上传至区域中心节点。区域中心节点用来接收监控终端的数据并上传至服务器。监控管理中心负责噪声数据的发布和绘制噪声地图。实验测试表明:系统可实时准确测量和传输数据,可以为噪声治理提供依据。     

一种带有GPS的智能手机监控系统与方法

本文提出了一种带有GPS的智能手机监控系统及方法。该系统包含服务器平台和带有GPS的智能手机终端,实现实时位置查询、定时位置查询、周期位置上报,区域报警功能、终端初始化、按键设置、呼入呼出设置、用户管理、系统初始化、终端登录、SOS报警和缺电及关机报警等功能。同时本系统规定了一系列服务器平台和智能手机终端的信息交互流程。经实验验证,本系统与方法能够应用在多种型号的带有GPS的智能手机终端上,功能完善,真正实现位置监控与安全管理。     

无线输电技术及其在矿井安全监控系统中的应用

介绍了无线输电技术的概念和发展史,依据现有三大无线电能传输标准,重点阐述了电磁感应式、无线电波式、电磁谐振式3种无线电能传输方式,并认为磁耦合谐振式无线电能传输方式最具研究前景;针对煤矿井下工作环境特点和防爆要求,分析了无线输电技术在矿井中的应用前景,指出矿井安全监控系统是无线输电技术的优先发展领域,并依据《煤矿安全规程》及相关行业标准,通过实例分析了矿井安全监控系统应用无线输电技术的需求和意义;指出了矿井无线输电技术需要解决的关键问题。     

煤矿监控新技术与新装备

分析了2004—2013年全国煤炭产量、事故总量、百万吨死亡率和重特大事故变化情况:煤炭产量平均每年增长1.94亿t,事故起数平均每年减少337起,死亡人数平均每年减少551人,百万吨死亡率平均每年减少0.310。提出了低瓦斯和高瓦斯矿井宜选用热催化矿用甲烷传感器;煤(岩)与瓦斯突出矿井宜选用矿用激光甲烷传感器;回采工作面上隅角、掘进工作面、高冒地点、采掘设备、运输设备等宜采用矿用无线传感器,并通过无线输电解决矿用无线传感器供电问题;救护队超前有害气体探测、采空区气体探测、高冒顶板等人员不便到达的地点气体探测宜采用矿用气体遥测传感器;传感器自动调零适用于便携式气体检测仪和无线传感器。提出矿用分布式光纤测温系统监测采空区火灾的轴向布置和蛇形布置方法;煤矿井下胶带、电缆和电气设备火灾监测宜采用矿用分布式光纤测温系统。提出自动化采煤宜采用基于采煤模型的记忆割煤、远程控制方法;带式输送机节能控制宜选用激光胶带秤;矿井供电系统宜采用矿用光纤纵差保护和光纤闭锁综合防越级跳闸系统。     

非接触式雷达波流量自动在线监测设备安装平台研究

宁夏水网具有流量变化级差大、含沙量高、风期长、风速大等区域特点,流量在线设备安装平台方面缺乏系统性的研究与实践.针对宁夏水网特点和流域特性,分析各类非接触式流量自动在线监测设备安装现状及建设需求,提出安装平台设计思路,重点研究不同断面跨度、环境影响条件下的河(沟、渠)非接触式雷达波流量自动在线设备安装平台设计,并在4处...     

安全高效矿井监控关键技术研究

提出安全高效矿井应采用先进可靠的监控技术,实现供电、排水、通风、压风、运输、提升、瓦斯抽采等固定岗位无人值守和地面远程控制,综采、综放等采煤工作面少人作业和地面远程控制;提出供电、排水、通风、压风、运输、提升、瓦斯抽采等监控系统应具有地面远程控制功能;提出具有远程控制、报警联动、调度指挥等功能的煤矿调度指挥控制中心;提出整合计算机网络机房、程控交换机机房、调度交换机机房、监控系统机房等的数据中心;提出基于煤层瓦斯压力和瓦斯含量、综合指标、钻屑瓦斯解吸指标、复合指标、R值指标、瓦斯涌出量(根据瓦斯体积分数和风量计算)、巷道位置、微震、地音、温度等及其变化的煤与瓦斯突出预警方法;提出基于WiFi的矿用无线传输接口,以便于互通互联;提出通过分布式光纤测温预警煤炭自然发火,较通过监测CO等煤炭自然发火标志气体更直接、更及时、更可靠;提出根据运煤量实时调整输送带速度:当煤量较小时降低输送带运行速度,当煤量较大时提高输送带运行速度,以提高运输效率,减少设备磨损;提出基于光纤综合保护的供电监控系统具有防越级跳闸、地面远程整定和地面远程控制功能,提高了煤矿供电的可靠性,可实现煤矿井下机电硐室无人值守;提出具有煤岩识别与滚筒自动调高,采煤机、刮板机、液压支架3机联动,记忆割煤,地面远程、顺槽近程、手动控制和紧急停机,放顶煤量和煤矸控制,采煤机和刮板机等大型机电设备故障诊断等功能的采煤工作面监控系统。     

煤矿井下紧急避险与应急救援技术

分析了避险专用管线技术,指出煤矿井下安全避险"六大系统"采用避险专用管线,可提高煤矿井下安全避险"六大系统"管线抗灾变能力;但由该专用管线派生出的煤矿井下专用管线避险系统,无法替代煤矿井下通信系统、监测监控系统和人员定位系统,更不能感知灾害。对比分析了救生舱和避难硐室技术特点,指出救生舱具有易受灾害影响、需降温、成本高等缺点。提出煤矿应装备大功率潜水泵;水灾钻孔救援要慎重。提出区队长和班组长宜是兼职救护队员。提出交接班工作尽量在地面完成,以减少井下人员。     

集成状态监测和故障诊断的设备管理平台的建立

针对目前设备状态维修中故障诊断和维修管理相互脱节的问题，在状态维修思想的指导下，构建了实施状态维修的设备管理平台，给出了系统平台的集成架构。结合发电企业设备维修的实际，提出了状态维修实施的信息模型。运用IDEF方法对整个设备管理平台的总体功能进行了详细分析，建立了系统的功能模型。在构建系统模型的基础上，综合采用网络技术、计算机技术和数据库技术等开发出了集成状态监测和故障诊断的设备管理系统，为企业成功开展状态维修提供了有效的管理平台。     

矿井宽带无线传输技术研究

提出了矿井宽带无线传输技术是解决采掘工作面移动监控、监视和语音通信需求的关键技术。提出了矿井宽带无线传输应满足传输带宽宽、便于接入有线宽带网络、中继设备少、体积小、发射功率小、电磁兼容性好、安全性好、传输协议标准化、电源电压波动适应能力强等要求。提出了漏泄通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下局部通信等;感应通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下救灾通信等;透地通信不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下避难硐室等应急通信;小灵通、CDMA、GSM、Bluetooth不能用作矿井宽带无线传输技术;RFID不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿物联网、矿用设备管理和防碰撞等;ZigBee不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下人员、胶轮车、电机车等动目标精确定位和矿用传感器无线传输等;UWB不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下生命探测、防碰撞、煤矿井下人员和胶轮车等动目标精确定位等;WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等3G不能用作矿井宽带无线传输技术,但可用于煤矿井下语音移动通信等。提出了矿井宽带无线传输技术宜采用WiFi,4G有可能成为未来矿井宽带无线传输技术。     

KJ69N型矿用人员安全监测系统在新查庄矿业有限责任公司的应用

介绍了KJ69N型矿用人员安全监测系统的组成、功能及其在新查庄矿业有限责任公司的应用情况。该系统能够及时准确地将井下各个采掘地点的人员动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握干部跟班下井情况,井下人员分布情况,每个矿工入井、升井时间及行动轨迹,有利于井下定员管理、考勤管理和事故抢险救援。     

煤矿安全生产监控系统联网

分析了我国乡镇煤矿安全生产状况:乡镇煤矿煤炭产量约占全国煤炭产量的37.8%,发生死亡事故起数和死亡人数却占全国煤矿事故总起数的73.5%和74.1%,百万吨死亡率是国有重点煤矿的7倍。乡镇煤矿事故频发的原因包括技术装备落后、矿井系统不完善、专业技术人才匮乏、安全教育培训滞后、安全责任不落实、现场管理松弛、隐患排查治理不到位等,而技术装备落后和机械化、自动化、信息化程度低是最主要的原因。煤矿安全生产监控系统联网是加强煤矿安全生产监管的重要措施之一。提出了煤矿安全生产监控系统联网方法:中心站(或主机)应及时向监控中心上传有关监控信息;中心站(或主站)和监控中心应具有符合IEEE802.3协议的以太网接口等。