浅谈煤炭安全生产中的定位系统

方向荣

摘要:安全生产作为煤炭企业头等大事,对煤炭企业而言,能很好的预警和管理其面对的风险,对企业的快速发展有着重极其重要的意义。KJ133型矿用人员定位安全管理系统无疑是一套行之有效的重要途径之一。文章论述了其应用情况。

关键词:KJ133型矿用人员定位安全管理系统;资源整合;安全监测管理

中图分类号:TD672

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)18-0010-02

一、概述

我国煤炭产量居世界首位,煤矿数量超过世界上其他主要产煤国家的煤矿总数,煤作为一种基础能源,煤炭行业又是我国国民经济和社会发展的支柱产业。安全是煤炭生产的头等大事,安全对煤炭生产起着保证、支撑和推动作用。中国神华作为全球最大的煤炭供应商,补连塔煤矿是中国神华神东煤业集团下的一个特大型现代化矿井,定员593人,年产2200万吨,虽然已连续8年安全生产,但随着矿井的不断开采,井下环境更加复杂,在人员少任务重的情况下,为保障井下众多先进设备的稳定运行,增加先进的现代化管理设备,采用先进的煤矿安全装备与手段已成为补连塔矿安全生产必然需要。为加强对井下人员的监控调度,提高工作效率,经过矿方的多方考察最终于2008年月10月选定了KJ133型矿用人员定位安全管理系统。到目前为止,补连塔煤矿在此项目上总共布置了36台KJF82型矿用人员定位分站和84台KGE41型矿用射频定位器,实现了约30公里巷道的信号连续覆盖,使监控信号基本覆盖了整个矿井,补连塔煤矿早日建成数字化矿山,为成为全国应用创新、管理创新、安全生产管理的典范打下良好的基础。

二、系统工作原理

KJ133型矿用人员定位安全管理系统的工作原理是应用射频识别技术及计算机通讯技术,在地面上设置中心控制计算机系统,在井下相关位置布置KJF82型矿用人员定位分站,同时在需要精确定位的区域布置KGE41型矿用射频定位器。定位分站和中心控制计算机系统之间通过光缆相连接,入井人员和车辆分别携带KGE39型矿用人员定位射频卡,系统通过定位分站与射频卡之间的无线通讯,实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼,从而为生产指挥调度、安全监测检查、紧急事件处理等工作提供有效手段,系统可同时将有关数据传至各级管理部门,为各级领导监督指挥决策提供重要依据。

三、系统构成

KJ133型矿用人员定位安全管理系统的构成主要包括:井上中心控制计算机系统、井下KJF82型矿用人员定位分站、KGE39型矿用人员定位射频卡、KGE41型矿用射频定位器、系统传输通道等部分

(一)中心控制计算机系统

1.中心控制计算机系统由中心控制计算机、数据通信接口和打印机等设备组成。

2.显示井下各区域目标分布、特定目标所处区域及位置信息,实现目标定位、跟踪、呼叫控制。

3.实现系统配置、维护与管理,查看、记录、打印系统运行信息。

4.实现对系统设备的控制与监测,查看、记录、打印系统设备运行信息。

5.接收各个监控分站(射频读写器)传回的数据,将信息显示在计算机屏幕上,同时保存到数据库中,以备随时查询、调阅、回放。

6.实现对采集数据的分类、统计、提示、告警功能。

(二)KJF82型矿用人员定位分站

1.KJF82型矿用人员定位分站由监测分机(射频读写器)和分站电源组成。

2.标准监测分机即射频读写器,用于读取处在其检测范围内的KGE39型矿用人员定位射频卡上的识别信息,并向人员KGE39型矿用人员定位射频卡发出呼叫信号。

3.射频读写器对KGE39型矿用人员定位射频卡有效读写范围:500～750米。

4.KJF82型矿用人员定位分站一般安装在矿井巷道的进出口、交叉道口、矿井内各个采区入口及各主要岗位工作区域,安装的位置和数量视具体要求而定,KJF82型矿用人员定位分站安装数量越多,监控范围越大。

5.分站电源:采用KDW28型矿用隔爆兼本安不间断电源。

(三)KGE39型矿用人员定位射频卡

1.人员的KGE39型矿用人员定位射频卡由井下人员随身携带。

2.使用标准KGE39型矿用人员定位射频卡,可以实现移动目标的定位与跟踪。

3.系统可通过呼叫型KGE39型矿用人员定位射频卡,以色光方式,向井下人员发出寻呼、提示、告警与紧急撤离等多种信号,可选择单独呼叫、选组呼叫和全体呼叫多种方式。

4.KGE39型矿用人员定位射频卡使用2节7号电池供电,电池可更换,更换一次可保证KGE39型矿用人员定位射频卡在正常使用状况下连续工作6个月以上。

(四)KGE41型矿用射频定位器

1.KGE41型矿用射频定位器是射频识别定位系统的一种辅助装备,用于标示KGE39型矿用人员定位射频卡——待定位跟踪人员的精确位置信息。

2.KGE41型矿用射频定位器定位精度:标准定位精度±25m。

3.KGE41型矿用射频定位器使用2节1号电池供电,电池可更换,更换一次可保证KGE41型矿用射频定位器连续工作8个月以上。

(五)系统传输通道

地面控制主站与井下控制分站之间通讯,采用矿用信号电缆连接,485总线传输,半双工、主从工作方式。也可采用光纤、电缆混合方式传输。

射频读写器与KGE39型矿用人员定位射频卡之间,KGE39型矿用人员定位射频卡与KGE41型矿用射频定位器之间,采用射频无线通讯方式。

四、系统功能

(一)入井人员和车辆定位、跟踪

在矿井巷道的进出口、交叉道口、综连采工作面、机电峒室、危险场合(如盲巷、水仓等)、井口等位置安装监测分站。当携带有射频标签的人员和车辆进入监测分站检测范围,或从监测分站附近通过时,监测分站可以将相关人员的身份信息和车辆信息读出并传送回控制中心。控制中心计算机将收到的信息显示在屏幕上,同时保存到数据库,以备随时查阅。结合井下电子地图,可以显示某个区域内人员和车辆的数量和分布;可以显示指定人员和车辆的移动路线;可以对指定人员和车辆进行定位和跟踪;可以查询特定人员和车辆在井下的位置。可以实时显示定位信息,也可以查询某一历史时刻的定位信息。

移动目标定位、跟踪技术,可以使地面管理人员全面、及时掌握井下及整个矿区人员和车辆的数量和分布情况,做到心中有数。提高了管理效率,保证井下资源的合理调度和安全生产的顺利进行。

(二)人员无线寻呼

无线呼叫可以实行多种方式:单独呼叫、成组呼叫、区域呼叫和全矿区呼叫。呼叫信息由计算机控制,通过指定的监测分站发出,在射频标签上高度报警灯显示。呼叫信息有一般呼叫、紧急呼叫、紧急撤离呼叫等多种类型,通过报警灯的不同颜色来区别(发光二极管提示)。正常状态下红灯30秒闪一次(红灯闪:未收到定位器;黄灯闪:收到定位器),如果都不闪,则射频卡可能需要更换电池。黄灯闪:一般呼叫;红灯闪:重要呼叫;红黄灯一起闪烁:紧急撤离呼叫;红黄灯交替闪烁:发出呼救,此时需和信息管理员联系。井下人员如果遇到紧急情况,通过撕开射频卡上标签,紧急报警将在地面计算机系统上显示,管理人员安排相关人员去被呼叫地点进行营救。在需要紧急撤离或寻找失踪人员时,人员无线寻呼系统将发挥重要作用。

(三)考勤统计

通过对下井工作人员的入井、升井时间,在井下各区域的停留工作时间的记录与统计,为企业提供考勤管理基础信息。通过这些信息能反映各级管理人员和员工的工作态度。如果有不良现象,可及时采取措施。比如说管理人员的入井次数不够,工作人员提前升井,安检人员的检查不到位,工人不现场交接班等。

(四)区域禁入管理

在井下的一些重要机电峒室、危险场所(如盲巷、水仓等)禁止进入区域设置监测分站,当有非受权人员进入时,系统给出提示和警告,阻止人员进入,防止危险情况发生。

(五)紧急事件处理

当矿井发生紧急事件时,可以及时对井下人员进行统计,查询事故现场附近的人员信息,查询相关人员的定位信息,快速确定人员的准确位置,以便及时有效地开展搜救工作。

发生紧急情况时,可以在几秒钟内通过紧急告警信号通知井下所有人员紧急撤离危险区域。

发生紧急情况时为指挥人员提供井下各区域人员的实时分布信息,帮助指挥人员制定应急方案。

发生紧急情况且系统通讯不能恢复时,为指挥人员提供井下各区域人员的最近历史分布信息,帮助指挥人员制定应急方案。

(六)系统运行管理

实时监测并记录系统通讯及系统设备的工作状况,对系统异常做出告警,提示维护人员尽快使系统恢复正常。

对需要定期或不定期维护的设备进行统一管理,对定位器及射频标签电量进行低限监测,提示维护人员及时对系统设备进行维护。

(七) 历史数据的记录与查询

系统可对上述矿井目标定位跟踪、人员寻呼、考勤统计、系统运行管理等信息进行长期保存,并可方便地查询历史记录。

(八)网络化与信息共享

通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享,为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息,为他们监督指挥决策提供重要依据。

综上所述,KJ133型矿用人员定位安全管理系统通过在补连塔煤矿的实际应用,它可以在直巷、弯道、岔路或是狭窄弯曲起伏的工作面等各种复杂地形条件,均可实现信号连续覆盖,真正实现信号无盲区,实现全员实时精确定位。从而极大的节省了不必要的人力、物力、财力,真正的实现了资源的整合,精干高效的原则,实行无科室直线式扁平化管理模式,建立起了高效的安全监察监控系统。