矿山无线监控系统

一、概述

近年来，随着矿山开采不断深入，矿山自然灾害越来越严重，给矿山生产和人员安全造成极大损失与威胁。据此，为提高矿山安全生产保障能力，国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善监测监控、人员定位、供水施救、压风自救、通讯联络、紧急避险等安全避险六大系统。“六大系统”对保障矿山安全生产发挥重大作用，将为地下矿山安全生产提供良好的条件。

二、“六大系统”组成

（一）、监测监控系统

矿山安全监控监测系统用于煤矿和非煤矿山有毒有害气体浓度、风速、风压、温度等模拟量和烟雾、馈电、设备开停等开关量的实时采集以及远程和就地控制，具有数据处理、存储、显示、查询、报警等功能。

系统主要由以下五个子系统组成。

1、安全监控系统

系统功能

主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、矿尘浓度、风速、风压、温度、湿度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁等功能。

特点

支持多种组网方式，包括RS485、工业以太网、光纤环网等；

多重抗干扰措施，过滤干扰信号，有效避免误告警；

强大的组态图功能，界面美观，可操作性强；

传感器输入接口模拟量及开关量通用，可在现场配置，使用灵活；

扩展能力强，可接入多种专业子系统，如煤与瓦斯突出预警、水泵房无人值守等子系统，

2、井下胶带运输监控系统

系统功能

主要用来监测皮带速度、轴温、烟雾、堆煤、横向撕裂、纵向撕裂、跑偏、打滑、电机运行状态、煤仓煤位等，并可实现逆煤流启动、顺煤流停止等闭锁控制和安全保护，地面调度与控制，皮带火灾监测与控制等功能。

特点

抗强干扰设计，能适应多种工业现场

系统具有分布式结构，系统配置灵活

具有强大的实时和历史数据的记录功能。

卓越的报警和报警的管理以及报警参数在线修改功能。

高性能的I/O驱动，使整个系统安全可靠。

完整的安全保护特性，为多个不同安全级别用户使用的并且划分不同安全区域的控制系统提供安全保护措施。

显示内容丰富，既能反映整体，又能了解局部；既能显示实时，又能查阅历史。

3、煤矿排水监控系统

系统功能

主要用于监测水仓水位、水泵开停、水泵工作电压、电流、功率、阀门状态、流量、压力等，并实现阀门开关、水泵开停控制、地面远程控制等功能。

特点

可根据避峰填谷的原则按设定时间定时启停水泵和按时间轮换启动水泵

具有遥控、就地自动、就地手动、检修等多种工作方式

具有故障报警功能，当运行的水泵出现超温、流量不够或压力突然降低、开关柜故障时自动停止运行，并发出声光报警信号

系统支持泵房视频图像监控，支持图像和监控数据同屏显示

系统支持电缆总线、光纤总线和工业以太网数据传输方式，可接入矿井综合自动化系统平台

4、轨道运输监控系统

系统功能

主要用于监测信号机状态、电动转辙机状态、机车位置、机车编号、运行方向、运行速度、车皮数、空（实）车皮数等，并实现信号机、电动转辙机闭锁控制、地面远程调度与控制等功能。

特点

精确定位：基于Zigbee技术的定位，精度可达到±25米。

无需控制箱：道岔状态数据采集和控制，均可以通过多功能分站独立完成。

多种控制方式：道岔控制支持集中、自动和手动多种模式。

无线通讯：通过无线通话系统，机车司机可与调度中心保持实时通话。

撞车告警：两车距离过近时，自动发出声光报警信号。

5、视频监控系统

系统功能

视频监控系统包括监控前端、通信平台、监控中心、监控终端等部分。可实现对井口调度室、提升绞车房、提升人员进出场所（井口、井底、中段马头门、调车场等）进行视频监控，调度人员可随时掌握各处最新情况并作出相应调度指挥。

特点

采用运算速度更快的数字信号处理器，能够在更短时间内压缩尺寸更大更加清晰的画面；

采用了先进的操作系统、视频压缩算法，使得图像传输更加流畅并且显示更加清晰细腻；

采用了嵌入的服务器，浏览远程图像时不需要任何第三方软件支持，通过浏览器（Internet Explore）即可访问，操作简单方便。支持动态 IP 地址，方便地随时实现图像的网络传输。

（二）、人员定位系统

系统功能

井下人员管理系统主要用于煤业、金属矿业等井下和隧道作业场所。本系统包括标识卡、井下识别器分站、该系统标识卡可由个人携带，也可放置在车辆或仪器设备上，并通过井下识别器分站将它们所处的位置和最新记录信息传输给主控室。在后台对各个分站传上来的信息进行分析，通过定位算法确认人员的具体位置。具有实时监控、查询统计、员工考勤、综合设置、系统信息、人员管理、数据维护、用户管理等功能。

系统特点

采用16位微处理器以及250kbps无线通讯速率，确保能捕获最高移动速度达120km/小时的移动目标和200人同时通过不漏卡

支持扩展精确定位功能，通过增设精确定位识别器，可实现15m精确定位

客户端同时支持B/S和C/S结构，操作简便易学，方便相关部门和领导查询信息，支持触摸屏方式员工自助查询

丰富的报警设置功能，可根据下井人数、出入时间、到达时间、地点及停留时间等条件设置告警

人员标识卡采用独特的睡眠唤醒技术达到超低能耗，电池可连续使用3年以上，且具有电池欠压提前自动告警及卡欠压状况统计等功能

无线发射功率约为小灵通手机的千分之一，对人体没有电磁辐射伤害

支持多种井下组网方案，包括井下工业以太网、光纤或电缆总线等。

（三）、压风自救系统

矿井压风自救系统由压风机、压风管道、开关、送气器、口鼻罩等组成，利用压风管道中的压气，借助于送气器对压气进行减压、消声、净化等处理，通过口鼻罩供人呼吸。矿井一旦发生矿难后，井下工作人员可采用轻型呼吸面罩直接戴在嘴上进行呼吸，可通过调节压力、手动调节流量、消音、过滤、排水、防尘等功能使避灾人员能长时间呼吸轻松，达到安全避灾，稳定工作情绪的目的。

系统特点

快速扩展，能根据作业人员快速、灵活增加呼吸端口；

复合消音装置，消音效果好；

四层滤芯，过滤净化效果极佳；

稳定的调压装置、均速输送舒适、安全、卫生的空气；

具有稳定调节压力、手动流量调节、油水分离等多种功能。

（四）、供水施救系统

矿井供水施救系统要求除了日常在采掘作业地点及灾变时人员集中场所能够提供水源，当发生事故时，系统要为被围困人员在井下各作业地点及避难室（场所）提供正常供水，为救援创造时间。系统具有基本的防尘供水、供水水源优化调度、过滤水源、管网异常报警功能，在各采掘作业地点、主要硐室等人员集中地点在灾变期间能够实现应急供水，在水源、主干水管管网压力、及流量等监测功能。

（五）、通讯联络系统

通信联络系统主要由矿用本安型WiFi手机、基站、交换机、调度台及服务器等组成。系统具有对讲、呼叫、多方电话会议、强插、强拆、会议、广播、监听、录音、短信：终端用户可以发送/接收短信息。

系统特点

可满足日常通信与抢险救援双重任务，井上调度能随时与通信系统内德任何一部电话（包括井下电话、移动电话、井上办公室）建立联系，并随时可以与上级主管部门建立联系。

电话系统与广播系统有机结合，矿井通信系统既可以实现任意两部电话之间实现双向通信以及多部电话之间电话会议，也可以实现某一电话向多部电话发起广播，并支持多个广播组。

分布式：只要有网络的地方就可以部署通信联络系统，完全突破地域限制，真正做到集中管理，分布式组网。

（六）、紧急避险系统

避难舱内部有氧气供给系统，一氧化碳和二氧化碳净化系统和通讯系统，以及相应的监视、防护措施，同时还有足够的水和食物。矿难发生后，无法直接转移到安全区域的人员可以进入应急避难所，与灾变环境隔离，通过检测应急避难所内的参数，运行内部各救生系统，产生氧气，处理一氧化碳、二氧化碳等有害气体，维持良好的内部生存环境。

1、救生舱

矿用可移动式救生舱是一种新型的矿山井下逃生装备。当矿井发生事故时，井下遇险人员在不能立即升井逃生脱险的紧急情况下，可快速进入避难所内等待救援，为救援争取时间。

主要特点：

可防爆、防火、放有毒有害气体渗入、抗压等；

制冷净化除湿一体化且无需电力；

开放式高压膨胀制冷技术实现救生舱内温湿度控制，性能可靠稳定；

过渡仓内设有先进的气幕喷淋装置；

模块化设计，便于运输安装；

开启方便，操作简单；

压风供氧、自备氧二级供氧保障体系以及自救器逃生保障系统；

2、避难硐室

井下固定式避难硐室主要由硐室主体、氧气供给保障系统、空气净化与温湿度调节系统、环境监测系统、通讯系统、舱内照明和指示系统、动力保障系统、生存保障系统、备用自救器等组成。

主要功能包括：压风和压缩氧等多种供气方式、空气净化、可隔热降温、硐室内外环境参数监测（CO等有毒有害气体浓度、O2浓度，温度等）、集便功能、风、水、通讯“三条线”保障。

三、尾矿库监测

通过对坝体渗压和弱面位移、内部变形、库区水位、降雨量、干滩高度等关键指标的实时监测与分析处理，实现尾矿库科学调洪、安全预警，便于企业和安全监管部门快速及时掌握与尾矿库安全密切相关的技术指标，随时掌握其运行状况和安全现状，提高尾矿库的安全监管水平，保障人民的生命财产安全。主要有库水位、干滩长度、坝**移、坝体内部孔隙水压力、安全超高、浸润线、构筑物变形、渗流水量及浑浊度、暗渠稳定性监测。