矿用调度通信网络建设的可行性分析

胡松华 肖迎春

摘 要：矿山的环境特殊，传统的生产和安全管理工作通信手段已经开始不能满足矿用调度的需求，生产和安全的标准等级比较低，亟需一套集监督、管理、预警、指挥为一体的矿用调度通信网络。为了提高矿用调度通信网络在矿山生产和安全管理工作中的应用水平，本文在将分析矿用调度通信网络系统选型的基础上，从各个角度探讨系统的应用方法，为矿用调度通信网络建设提供可行性的依据。

关键词：矿用调度；通信网络；建设可行性

1 矿用调度通信网络建设的系统选型

传统的矿用调度通信方法，是应用电缆通信和光纤通信的手段，这两种监测监控方式需要通过复杂的布线，不仅难度大，而且成本高，一直以来都不能满足矿山生产和安全管理的矿用调度通信需求。为此，笔者认为有必要对矿用调度通信网络系统进行重新选型。矿用调度通信网络系统必须满足功耗小、体积小、应用方便、信号覆盖面广、抗干扰能力强、成本费用低等。为了适应矿山的矿用调度通信需求，这种类型系统的结构要安全可靠，而且技术先进，同时具备系统开放性、设备可扩展性、价格经济性的基本条件。鉴于矿山的复杂环境，在矿山恶劣生产环境影响下仍然能够安全生产，并且满足矿山近期和远期的产品发展技术升级需求，需要在矿山生产规模扩大的同时，预留一定的扩展空间。以上矿山的危险性因素，要求矿用调度通信网络系统在选型的时候，进行无死角全方位监控，笔者认为可采用视频监控、环境参数监控、关键设备监控、地压监控等矿用调度通信方式，全盘掌控矿山生产相关的炸药室、提升运输系统、风速、风压、温度、风机等情况。以此为依据，系统的监测监控要求具备综合性能力，譬如矿井，考虑到布线的复杂性和设备安装维护的成本费用较高，采用Zigbee无线通讯技术通信系统，将矿井采集终端的数据，通过无线传输的方式，分别传送到地面监控分站和井下监控分站，经综合整理之后，通过光纤传输到光端机，最后监控中心将信息经过整理后，以监控大屏幕、打印机、互联网远程监控的方式，实时展示出来。这种矿用调度通信方式的即时性特征非常明显，而且信息的处理速度快，在目前国内外很多矿山开发中被广泛应用。

2 矿用调度通信网络系统建设的方法

为了提高矿用调度通信网络系统在矿山开发中的应用水平，笔者认为有必要对相关应用方法进行捋顺，在设计好系统通信网络控制点之后，布置好通信网络基站，以及做好通信网络系统的安装维护工作。

2.1 矿用调度通信网络控制点

首先是视频调度通信网络系统。该系统主要用于监控提升系统、关键地点、有害系统，通常安装在井口调度室、提升绞车房、井口、井底、调车场、炸药室、采场入口等，这些地点的事故发生率高，而且伤害程度高，其中提升系统和关键地点视频通信网络控制点设计的要求是能够确保系统性能的稳定，而且不影响监控通信的清晰度，在光线不足的情况下，能够自动启动夜视功能，而有害气体的视频通信网络控制点布设要求是能够24小时不间断监测有害气体的浓度，并且在达到安全浓度之前，自动发出报警信号。其次是环境参数动态调度通信网络系统。这种系统主要监测风速、风压、温度，应用于回风港、测风站、终端采场、炸药库等，其中风速和风压的通信网络控制点布设，是将风速传感器布置在采区无分支风流和无拐弯位置，其参数是CO浓度0.0024%、CO2浓度为为0.5%、风速小于0.15m/s，而温度通信网络控制点是将传感器垂直悬挂在与顶梁和巷子壁一定距离的位置，而且不能够影响框架作业的行人和行车安全，其参数是室内温度保持34℃。再次是关键设备调度通信网络系统，包括开关量和水位，前者主要监控风机、水泵、提升系统等设备的开关，其布设的基本原则是能够实时监控设备运行状况，并且能够在发生紧急情况之后，自动发出声光兼备的报警信号，而后者主要监控对象是井下水仓的水位，通过控制水泵开关，旨在掌握水仓水位的情况，其基本参数不能够超过警戒水位。最后是地压调度通信网络系统。主要用于应力监测和位移监测，应力监测根据矿井下的生产情况，譬如采掘作业的工作面顶板、间柱、围岩等位置，实施监控采掘范围的变化情况，其参数是应力值大于临界值，而位移监测是在采掘过程中，为防止中段大范围顶板冒落，将矿用调度通信网络系统安装于采掘区域，对变动位移值进行监测。

2.2 矿用调度通信网络基站布置

首先是安全矿用调度通信网络系统中心基站，设置在行政办公楼的调度指挥中心调度室，一般需要具有高性能水平，而且稳定性相对比较高的PA工控机2台，其中一台用于活动监测，另外一台用于备份。在矿井作业的同时，将矿井的信息通过系统的共享和远程传输功能，传送到安全监控中心站，生成数据、报表和图形，以供矿用调度通信人员展开矿井安全信息的分析，判断矿井作业的安全状况。其次是地面矿用调度通信网络系统分站，即在地面通风机房监控室、地面生产系统控制室等，设置地面分站，通过单元传输的接口，形成覆盖面广的矿井安全监控调度通信系统联网，是矿井作业规模扩大之后必须设立的调度通信网络系统分站。再次是井下矿用调度通信网络系统分站，设置于井底车场等位置，与传感器的距离保持在300m以内，而且要方便工作人员的调试、检验和观察，分站位置干燥和无杂物，可以采用支架方式安装，也可以吊挂在巷道中。最后是矿用调度通信网络系統的应用，离不开科学的安装维护，需要安排专业的检查维修人员进行定期维护，包括井下各个传感器、声光报警器、系统传输信号电缆、地面通讯线路等，而且矿井内要安排24小时的值班人员，负责每天对矿井生产矿用调度通信网络系统运行情况的检查，控制系统存在的误差，以及协助安全监控调度通信网络部门进行故障排除。

[参考文献]

[1]杨天容.矿用调度通信网络的构思[J].陕西煤炭，2011，（6）：94-95.

[2]顾俊，霍振龙，徐茜亮.基于软交换平台的矿用调度通信业务系统的研究与实现[J].工矿自动化，2011，（1：）5-8.