计算机技术在煤矿安全生产中应用

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摘 要 ：煤矿安全生产是矿山工作重中之重.矿井生产过程中“顶板、水、火、瓦斯、冲击地压”等灾害威胁着井下工人的生命安全.把计算机技术引入到煤矿安全生产管理中,能够在煤矿发生矿井灾难时快速反应,及时有效地了解灾难发生情况,便于救援工作的有效组织及快速展开.文章提出了井下人员定位的计算机监控系统,具有重要的应用价值.

关 键 词 ：煤矿；考勤；井下救援；计算机技术；监控系统

中图分类号：TD672 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 15-0000-02

现如今,煤炭是我国的主要能源和重要工业原料.煤炭产业是我国 重要的基础产业,煤炭产业的可持续发展关系国民经济健康发展和国家能源安全.然而随着煤炭开采时间延长,部分矿井的地质条件变化更加复杂、恶劣,为了提高回采上限,对边缘地区的开发及复采,矿井的开采环境也变得更加艰难,突发事件频频发生,煤矿的安全生产及突发灾难的救援也就成了困扰煤矿管理方的一个重大问题.

长期以来,下井人员（含移动设备）的考勤、动态分布监测一直是煤矿井下存在的管理难题.尤其是一旦事故发生,因为缺乏可靠信息,使得应急救援的效率十分低下.为了应对煤矿安全生产及在突发事件上的及时反应,将先进的计算机技术引入到煤炭行业中势在必行.经过调研,煤矿人员管理系统引入以来,煤矿人员管理系统可对煤矿下井人员及移动设备进行实时跟踪和定位,使得管理人员可以随时清楚掌握每个人员及移动设备在井下的位置及活动的轨迹,能够更好地对矿井人员及移动设备进行管理.如果出现突发事件,还可以立即从监控计算机上调取事故现场的人员及移动设备位置分布情况、被困人员及移动设备数量、快速设计好遇险人员及移动设备撤退线路等,为事故抢险救援提供了科学依据.

煤矿人员管理系统的应用将为煤矿企业的安全生产和经营管理上台阶、上水平带来新的契机,将为煤矿的安全生产和事故后的抢险救灾发挥积极作用.煤矿人员管理系统的出现提高了计算机在煤矿应用效率.由原先的辅助性的办公应用提升到了与煤矿主体息息相关的井下考勤、救援、管理等实际方面的应用.

1.计算机检测系统

系统由地面主控机、井下分站及基站、随身携带数据收发机组成,地面主控机的主要作用是汇总处理井下各分站采集的数据及出现异常发出警报,在监控机房内有专职人员24小时不间断值守,监控计算机对人员信息进行存储、显示和跟踪,由值守人员根据需要对各种数据进行提取分析及对出现警报进行查看、汇报并处理.同时,配有一套简单、便于维护的矿井拓扑图绘制软件,从而能够直观地显示井下人员的分布情况.

2.人员定位系统

人员定位系统是整个管理系统的核心组成部分,它的功能主要用于对矿井井下工作人员进行定位管理,使得管理人员可以及时地了解井下每个区域人员在的分布情况,便对矿井井下工作的人员进行追踪与科学调度.如果发生灾变,还可立即查询事故现场的人员位置、分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息,为事故抢险提供科学依据.系统在设计上采用了先进的无线自组织网络技术,可靠性高,在软件设计上交互界面简洁大方、操作方便.该系统可根据现场需求灵活配置,以适应大、中、小型矿井管理现代化的需要.

2.1 人员定位系统结构及其功能

人员定位系统用于煤矿井下人员定位和管理,其主要功能有：

显示功能：在计算机终端和图形设备上以文字、模拟图和表格等形式显示各个本安型监测分站、本安型识别分站的设备状态、井下人员及移动设备详细信息功能.

人员及移动设备信息录入功能：可以在主控机上输入井下人员及移动设备的详细信息,并为其分配本安型识别卡ID号.

考勤管理功能：可以考勤每个人员的出入井时刻以及在井下的工作时间,并可按区域、班次等各种条件进行统计和查询；

人员及移动设备查询功能∶在计算机上查询显示井下各个本安型监测分站、本安型识别分站所监测范围内的人员及移动设备的详细信息,以及每个区域内的人员及移动设备的详细信息.

危险警示功能：当携卡人员靠近装有识别分站的危险区域时,识别卡自身会发出警示声并通过液晶屏显示的方式警告携卡人员当前区域为危险区域,有效地防止危险发生,将事故防患于未然；

遇险呼救与报警功能：识别卡上设计有呼叫按键与报警指示灯,呼叫按键用于在紧急情况时进行呼救使用,报警指示灯用于电池欠压指示与接收上层管理系统发出的预警提示.

紧急广播功能：紧急情况发生时,可以通过监测中心对每个井下工作人员配带的识别卡进行广播,识别卡会通过液晶屏显示出广播信息并鸣响蜂鸣器加以警示,有效地保证指挥的统一性和行动的一致性.

双向通信功能：系统不仅可以接收识别卡的信息,也可以向识别卡发送信息；

分级管理功能：具有不同岗位人员分级报表与管理功能,对设定的重点人群下井轨迹可按预先设置由后台软件自动上传至相关监督管理部门和领导.

便携式搜索识别：采用专用的便携式识别器,可以在井下发生事故时,由救援人员现场搜索.

2.2 人员定位系统的优点

（1）采用了先进的通信系统和非接触式信息识别、采集处理技术,有很大的推广空间.

（2）能够实时监控,自动监测井下人员、设备在井下运动的时间、位置信息,并自动实现考勤统计、管理功能,整个过程自动完成,节省了人工成本.

（3）巡检时间间隔短,可快捷地掌握井下动态,画面响应时间短,信息反馈及时有效.

（4）完备的数据统计与信息查询软件,显示并打印各种统计报表资料,异常情况（包括无效标识卡、禁区人员进入）报警,并提供数据自动备份和恢复工具,为信息安全完整提供了保障.

3.人员考勤定位子系统

3.1 系统简介

以现代无线通讯技术为基础,应用通讯技术中的信令技术及无线发射接收技术,在井上调度室设置中心控制计算机系统,在井下相关位置布置监控基站.监控基站和中心控制计算机系统之间通过光纤、电缆或以太网环网相连接,矿山井下人员、车辆、设备等目标分别携带无线数据收发机,系统通过监控基站与收发机之间的无线通讯,实时了解井下人员的数量及分布情况. 3.2 系统流程

监控主机—传输光缆—主节点—传输节点—基站.

3.3 系统功能及优点

（1）能够实现井下、地面的无线通讯,实时了解井下各区域人员的现状,便于调度；

（2）可任意查询指定人员当前或历史时段所处的区域和活动踪迹,有效地遏制了员工消极怠工现象；

（3）可对人员进行下井次数、下井时间等考勤信息进行分类统计,并打印相关报表,为工资发放提供了有力的支持；

（4）具备故障实时报警和超时、超员、违章进入危险区域等报警功能,减少了人为因素造成的灾难；

（5）可在突发事件发生后,通过多种声光等方式主动通知危险区域人员疏散,降低了突发事件造成的危害；

（6）井下人员在遇到危险情况时,可主动向地面发出求救信号,避免了危险的进一步加剧；

（7）在事故发生后能及时锁定受困和遇难人员的具体位置,为搜救工作提供准确信息,从而为生产指挥调度、安全监测检查、人员考勤、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.

4.结论

煤矿人员管理系统适用于恶劣环境下的、有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下,主要用于对矿井井下工作人员及移动设备进行定位管理与调度.系统以二级计算机网络为核心,将计算机网络、无线通讯、电磁兼容、防爆等多种技术集成于一体.系统在地面主控室通过监控主机对井下工作人员及移动设备进行跟踪定位,能实时显示井下工作人员及移动设备的出入井时刻、出入各个区域时刻,以及显示每个工作人员及移动设备在井下的具体位置、滞留时间等信息,整个系统具有故障自动诊断、报警提示、数据记录等功能.系统在硬件设计上采用了先进的无线自组织网络技术,可靠性高；软件设计上人机界面友好、操作方便.该系统可根据现场需求灵活配置,以适应大中小型矿井管理现代化的需要.

计算机技术的应用对于煤矿现代化建设起有着举足轻重的作用,应用于煤矿生产中在不仅能提高工作效率,同时也最大限度的保障了矿工的生命安全.在煤矿工业中,应用计算机技术可以轻松地解决现有生产过程监测和故障诊断手段不足等问题,大大拓宽故障诊断领域,提高对多故障、突发事件的应对能力,计算机技术的应用对创建本质安全型矿井能够发挥重要作用.井下人员定位系统的应用,使地面实时了解井下人员的数量及分布情况,当井下工人遇到危险的时候,能够及时发现救助.计算机技术为煤矿的安全生产提供有效的现代化手段,同时也减轻了调度人员现场监视的疲劳感,提高工作效率.由于煤矿属于高危作业,计算机技术的应用在很多方面有着巨大的优势,所以在未来必将在煤矿现代化的建设中扮演更加重要的角色.