關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

摘要：建立先進(jìn)的煤礦井下人員定位考勤系統(tǒng)，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)有著重要的意義；本文介紹了山西沁新煤礦井下人員定位考勤系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、特點(diǎn)、功能，以及在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用情況，為煤礦企業(yè)選擇、應(yīng)用井下人員考勤定位系統(tǒng)提供了較好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：煤礦安全；井下人員定位系統(tǒng)；監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集。

   沁新煤礦是沁新集團(tuán)的前身企業(yè)，始建于1967年，原屬國(guó)有縣營(yíng)煤礦，現(xiàn)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)原煤90萬(wàn)噸,是長(zhǎng)治市最大的優(yōu)質(zhì)主焦煤基地，是國(guó)家煤炭部認(rèn)定的部級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦井之一。 為保證礦井的安全生產(chǎn)，沁新煤礦引進(jìn)安裝了KJ90井下人員考勤定位管理系統(tǒng)，系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具備完善的井下人員定位考勤管理安全監(jiān)控、生產(chǎn)監(jiān)控等功能，可對(duì)全礦井上、下環(huán)境參數(shù)及全礦各主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、打印，并能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行集中的的監(jiān)控。

  一、煤礦井下人員考勤定位系統(tǒng)技術(shù)方案

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路：煤礦井下人員考勤定位系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、電子電路、防爆本安電源、數(shù)字通訊、無線識(shí)別技術(shù)等方面。因此，在設(shè)計(jì)方案時(shí)，除了考慮其功能外，在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯(cuò)能力及異常保護(hù)等方面也進(jìn)行了充分考慮。項(xiàng)目方案由主傳輸平臺(tái)、井下人員監(jiān)測(cè)分站、無線編碼發(fā)射器等設(shè)備組成系統(tǒng)，通過井下人員監(jiān)測(cè)分站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集到主系統(tǒng)SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)人員監(jiān)測(cè)及安全管理。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在：

1、實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員進(jìn)出的有效識(shí)別和監(jiān)測(cè)監(jiān)控，使管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動(dòng)化”，實(shí)現(xiàn)數(shù)字礦山的目標(biāo)。

2、為煤礦管理人員提供人員進(jìn)出限制、考勤作業(yè)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控等多方面的管理信息，一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)立刻可以知道該作業(yè)面工作人員及其數(shù)量，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：

系統(tǒng)遵循“統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理”的原則，按準(zhǔn)許上崗人員和班組實(shí)行“一人一卡”制，該標(biāo)識(shí)卡可視為“上崗證”或“坑道準(zhǔn)入證”。具體方案：煤礦生產(chǎn)單位在井下坑道、作業(yè)面的交叉道口安裝井下分站設(shè)備。煤礦生產(chǎn)單位向下井工作人員頒發(fā)并裝備標(biāo)識(shí)卡（標(biāo)識(shí)卡裝在礦帽內(nèi)）。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)記錄該標(biāo)識(shí)卡所對(duì)應(yīng)人員的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務(wù)、本人照片、有效期等基本信息。生產(chǎn)單位對(duì)該標(biāo)識(shí)卡進(jìn)行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括：該員工可以準(zhǔn)入的坑道或作業(yè)面。為防止無關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道或作業(yè)面，系統(tǒng)設(shè)置該卡準(zhǔn)入坑道或作業(yè)面的時(shí)效管理模塊及卡的失效、報(bào)失等。進(jìn)入坑道的工作人員必須隨身攜帶標(biāo)識(shí)卡，當(dāng)持卡人員經(jīng)過設(shè)置識(shí)別系統(tǒng)的地點(diǎn)時(shí)被系統(tǒng)識(shí)別，系統(tǒng)將讀取該卡號(hào)信息，通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將持卡人通過的地點(diǎn)、時(shí)間等資料傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)管理；如果采集的卡號(hào)無效、或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，監(jiān)控中心值班人員接到報(bào)警信號(hào)，立即執(zhí)行相關(guān)安全工作管理程序?？拥酪坏┌l(fā)生安全事故，監(jiān)控中心在第一時(shí)間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，便于事故救助工作的開展。系統(tǒng)可自動(dòng)生成考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理等方面的報(bào)表資料，提高管理效益。

二、系統(tǒng)主要特點(diǎn)（系統(tǒng)的構(gòu)成和功能）

系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成，其中軟件系統(tǒng)包括應(yīng)用軟件和嵌入式軟件兩部分組成，用于完成信息采集、識(shí)別、加工及其傳輸，由這兩部分軟件共同支撐著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。硬件系統(tǒng)由井下分站設(shè)備、發(fā)射天線、接收天線、天線調(diào)諧器、閱讀器和標(biāo)識(shí)卡組成，用于完成信息采集和識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能和信息化管理目標(biāo)。其中硬件系統(tǒng)包括：

井下分站設(shè)備：由人員信息采集處理板、人員信息傳輸處理板、隔爆電源、備用電池、嵌入式軟件組成。其主要功能是完成對(duì)人員識(shí)別編碼輸出信號(hào)的采集、處理、與地面計(jì)算機(jī)的雙向通訊及供電等。

發(fā)射天線：用于發(fā)射無線電信號(hào)以激活KGE26標(biāo)識(shí)卡。

接收天線：接收KGE26標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的無線電信號(hào)。

標(biāo)識(shí)卡：由嵌入式處理器及其軟件、卡內(nèi)發(fā)射和接收天線、收發(fā)電路和高能電池組成，其工作在兩個(gè)頻點(diǎn)上，全雙工通信。作用：KGE26標(biāo)識(shí)卡平時(shí)處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)工作區(qū)后，被發(fā)射天線發(fā)出的無線電信號(hào)激活，發(fā)射出唯一的加密識(shí)別碼無線電信號(hào)。卡內(nèi)高能電池為標(biāo)識(shí)卡正常工作和發(fā)射315MHz的電磁波提供能量，卡內(nèi)電池一次性可使用70萬(wàn)次以上(卡內(nèi)電池可更換)。

數(shù)傳接口：主要由電源板、信號(hào)轉(zhuǎn)換板及安全栓組成，完成通訊信號(hào)的轉(zhuǎn)換和本安與非本安運(yùn)行環(huán)境的隔離。

人員定位管理軟件：實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員的監(jiān)控信息的采集、分析處理、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能。

1、系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)連接圖

圖1 煤礦井下人員考勤定位系統(tǒng)連接示意圖

2、優(yōu)點(diǎn)

有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

遠(yuǎn)距離識(shí)別，無需將標(biāo)識(shí)卡靠近讀卡設(shè)備讀卡。

標(biāo)識(shí)卡攜帶方便。

系統(tǒng)的正常工作不受環(huán)境變化的影響，保證在惡劣環(huán)境下24小時(shí)能夠連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠、誤碼率幾乎為0。

具有信息防碰撞功能，可同時(shí)識(shí)別30個(gè)以上的標(biāo)識(shí)卡。

信號(hào)穿透力和繞射力強(qiáng)，系統(tǒng)識(shí)別標(biāo)識(shí)卡可做到無方向性。

識(shí)別距離不小于9米，最大可到15米，且識(shí)別距離1～15米可以調(diào)整。

無對(duì)人體傷害的微波電磁污染，信息的安全性和保密性能高。

可靠識(shí)別快速移動(dòng)目標(biāo)（即射頻卡）。

標(biāo)識(shí)卡低電量雙重顯示，即標(biāo)識(shí)卡低電量時(shí)會(huì)出現(xiàn)黃色指示燈，同時(shí)標(biāo)識(shí)卡低電量的信息將通過系統(tǒng)傳送到后臺(tái)計(jì)算機(jī)，后臺(tái)計(jì)算機(jī)會(huì)出現(xiàn)低電量信息提示，便于通知用戶更換卡內(nèi)電池。標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的高能電池容量可使用2.5年，即2.5年更換一次電池，標(biāo)識(shí)卡的壽命周期可超過10年。系統(tǒng)安裝、維護(hù)方便。

圖2煤礦井下人員考勤定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖

3. 煤礦井下人員監(jiān)測(cè)及安全(考勤)管理軟件

煤礦井下人員監(jiān)測(cè)及安全管理系統(tǒng)軟件是采用VC開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集與信息處理的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)是以 SQL Server 7.0數(shù)據(jù)庫(kù)為主的Client/Server模式開發(fā)而成的，共有操作員登錄、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、個(gè)人編碼器管理、人員活動(dòng)軌跡、系統(tǒng)維護(hù)七個(gè)模塊。

圖3 大屏幕顯示

三、 結(jié)束語(yǔ)

     該系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，地面網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，井下網(wǎng)絡(luò)采用本安的數(shù)據(jù)高速公路網(wǎng)絡(luò)，具有較強(qiáng)的接口功能和網(wǎng)絡(luò)功能，為煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息管理現(xiàn)代化提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。沁新煤礦井下人員定位考勤管理系統(tǒng)運(yùn)行后，對(duì)于井下人員的考勤管理、瓦斯巡檢員的跟蹤、井下人員的搜救工作起到了良好的保證，在煤礦安全生產(chǎn)和現(xiàn)代化管理中發(fā)揮了重要的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]  王顯政等.煤礦安全新技術(shù)[M]，北京:煤炭工業(yè)出版社，2002

［2］崔景岳.礦山監(jiān)控技術(shù)［M］，北京：煤炭工業(yè)出版社.1994

［3］孫繼平.礦山監(jiān)測(cè)與控制［M］，北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社.1990

［4］何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1990

作者簡(jiǎn)介：劉西青（1966-），女，北京市人，太原科技大學(xué)畢業(yè)，工程師、講師，從事煤礦計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用課程教學(xué)研究和計(jì)算機(jī)校園網(wǎng)絡(luò)管理工作。太原 030031