尹久龍

(玉溪礦業(yè)公司大紅山銅礦,云南玉溪 651101)

大紅山銅礦井下綜合通訊系統(tǒng)的構建與應用研究

尹久龍

(玉溪礦業(yè)公司大紅山銅礦,云南玉溪 651101)

在現(xiàn)代地下礦山井下工程中,如何實現(xiàn)井下語音通信、視頻監(jiān)測、人員與設備跟蹤定位等成為礦山企業(yè)管理者首先面對的問題。通過對井下網(wǎng)絡拓撲結(jié)構、無線接入點的布置和視頻點位置的設計,構建了大紅山銅礦井下綜合通訊系統(tǒng)。其構建的井下綜合通訊系統(tǒng)不僅能加強井下生產(chǎn)人員的安全和提高生產(chǎn)效率,而且對于實現(xiàn)礦山企業(yè)的信息化和網(wǎng)絡化具有重要的意義。

井下通信;地下礦山;構建;安全

對于地下礦山,在數(shù)字礦山的建設中,如何構建井下綜合通訊系統(tǒng)是核心的內(nèi)容。井下綜合通訊系統(tǒng)建立,可以實現(xiàn)井上下語音通信、對井下重要區(qū)段進行視頻監(jiān)控、人員與設備的跟蹤定位及安全生產(chǎn)管理[1～3]。本文結(jié)合大紅山銅礦的實際,介紹了該礦井下綜合通訊系統(tǒng)的建設情況,該系統(tǒng)的實施,實現(xiàn)了大紅山銅礦井下無線電話、跟蹤定位、視頻監(jiān)視等功能,對促進礦山安全管理的科學化、現(xiàn)代化具有重大的現(xiàn)實意義。

1 大紅山銅礦井下通信系統(tǒng)構建

大紅山銅礦位于云南省玉溪市新平縣戛灑鎮(zhèn)境內(nèi),設計開采總規(guī)模為日采選礦石4 800 t,一期設計生產(chǎn)能力為2 400 t/d,二期設計生產(chǎn)能力為2 400 t/d。經(jīng)過多年的發(fā)展和建設,工程量巨大,巷道連接復雜,中段多。因此,為了確保這些工藝和設備能夠充分發(fā)揮應有的效益和效率、降低生產(chǎn)過程中各類事故的發(fā)生率、提高生產(chǎn)環(huán)境和過程的安全性、增強管理與決策過程的主動性,決定在該礦建立綜合通訊平臺,并初步實現(xiàn)語音、跟蹤定位、視頻監(jiān)視等功能,后期將通過在此平臺上的功能擴充,實現(xiàn)其設備遠程控制等。

1.1 井下綜合通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡布置的范圍

從服務于井下生產(chǎn)過程管理和控制目標出發(fā),確定綜合通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)的建設范圍。根據(jù)大紅山銅礦實際,確定重點覆蓋485中段運輸水平以及該中段各分段B26以東的生產(chǎn)區(qū)域,同時還要覆蓋其他中段相關部位(如535水平水泵房、550水平一期炸藥庫、485中段以上各水平的礦廢石井及監(jiān)督站),以及副斜井、東措施井、箕斗井等部分重要開拓系統(tǒng)。

1.2 井下網(wǎng)絡拓撲結(jié)構與分區(qū)

通過對大紅山銅礦開拓、采準系統(tǒng)的分析,對其分成四個區(qū)域:副斜井640井口、575水平人行管纜井口、485監(jiān)督站、500破碎站入口。在這四個位置各安裝1臺兩層千兆網(wǎng)絡交換機,每臺交換機將對本區(qū)域形成輻射,并可實現(xiàn)把輻射區(qū)域的各種信息接入礦山井下局域主干網(wǎng)。這四個位置的交換機加上井口位置的交換機共同組成了一個環(huán)形網(wǎng)——井下局域主干網(wǎng)。

考慮到網(wǎng)絡的穩(wěn)健性及后期應用的擴充,此5臺交換機之間由12芯單模光纖構成1個環(huán)形結(jié)構,選用智邦公司支持SPAN TREE(生成樹)協(xié)議的ES4524C交換機。

井下4臺交換機上連接的復合光纖表明該交換機所服務的區(qū)域,井下4個分區(qū)如圖1所示。

1.3 無線接入點布置

無線接入點(WAP)相當于井下無線通訊的基站,無線信號的覆蓋效果與接入點的安裝位置以及采用的天線息息相關。在接入點位置設計時,主要遵循兩條原則:

1.接入點之間的距離不大于500 m。一是因為在狹長空間內(nèi)接入點的無線信號覆蓋能力有限,二是因為多模光纖的有效傳輸距離不超過500 m。

圖1 大紅山銅礦井下綜合通訊網(wǎng)絡分區(qū)示意圖

2.在井巷拐彎處安裝接入點。按照上述原則,對井下各井巷內(nèi)的無線接入點數(shù)量及位置進行了設計。

1.4 視頻點位置布置

大紅山銅礦井下視頻監(jiān)視子系統(tǒng)是構架在綜合通訊網(wǎng)絡平臺上的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)只需在監(jiān)控現(xiàn)場安裝網(wǎng)絡攝像機,以及在監(jiān)控中心配置視頻監(jiān)控計算機,即可在終端電腦上直接通過IE實現(xiàn)對攝像機的參數(shù)設置、運行控制及視頻信號處理等。

目前,大紅山銅礦在無軌斜坡道各中段岔口、副斜井各中段甩車道、水倉、炸藥庫、井下提升機房、放礦點等共安裝攝像頭55部,在礦部生產(chǎn)調(diào)度控制指揮中心,建成大屏幕1套。

2 井下綜合通訊技術在大紅山銅礦的應用

大紅山銅礦井下綜合通訊系統(tǒng)自2008年2月完成安裝后,先后對井下485中段、無軌斜坡道、副斜井、500水平等處無線接入點(WAP)的無線信號覆蓋程度進行了測試。測試時,當信號強度在-70Db以上時可以保證通常的語音通訊。且每個WAP將在以其為中心、較大范圍內(nèi)具有良好的語音信號。而在巷道轉(zhuǎn)彎的地方,由于在此處信號受到了巷道的遮擋作用,其信號較平直的巷道弱。但通過區(qū)域內(nèi)安裝多個WAP后,信號覆蓋范圍及程度可大大增強,如在500水平西部、東部、副斜井內(nèi)由于相鄰WAP的共同作用,基本上在沿線區(qū)域均有較強的無線信號,極大程度地縮小了信號盲區(qū)所占的比例。

2.1 基于綜合通訊平臺的業(yè)務應用系統(tǒng)的建設

2008年5月份,因大紅山銅礦礦山局域網(wǎng)IP地址調(diào)整,對綜合通訊平臺所有設備的IP地址進行了修改,2009年5月因生產(chǎn)區(qū)域發(fā)生了變化,將640 m、620 m中段的通訊設備移至435 m中段。2009年年底開始,基于此平臺,實現(xiàn)了大紅山銅礦485水倉設備的遠程監(jiān)控系統(tǒng)[4]建設,目前正在進行風機遠程集控系統(tǒng)的構建,預計2010年年底將初步建成。

2.2 系統(tǒng)運行效果與經(jīng)驗教訓

該系統(tǒng)自建成之后,經(jīng)多次調(diào)整,總體上達到了預期的功能目標,但是幾年來的運行過程及效果也表明:該系統(tǒng)的管理維護必須作為一個日常工作及時開展,因為井下生產(chǎn)工程進度快,大量無軌設備的忙碌運行以及頻繁的工程爆破工作,都可能造成系統(tǒng)的破壞,必須制定嚴格的管理制度,建立切實有效的維護管理組織機構。

3 結(jié)論與展望

大紅山銅礦井下綜合通訊系統(tǒng)的成功應用,對礦山企業(yè)產(chǎn)生了很多積極的影響,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.提高企業(yè)科學管理水平。井下生產(chǎn)人員及設備等有經(jīng)常流動性的特點,井下綜合通訊系統(tǒng)可以使其科學地定位、方便查找、靈活調(diào)度,提高了設備的利用率,促進了人員的合理流動,加速了礦山企業(yè)的信息化進程,提高了企業(yè)的科學管理水平。

2.促進井下安全生產(chǎn)作業(yè)。在礦山井下中,由于井下人員及設備等繁雜性,如何避免意外的安全事故已成為每個企業(yè)的管理人員要面對的問題。井下綜合通訊系統(tǒng)可以有效地解決這個問題,該系統(tǒng)主要依賴先進的視頻系統(tǒng)及語音系統(tǒng)對突發(fā)事件進行處理。

3.具有良好的示范作用。我國礦山企業(yè)生產(chǎn)水平總體落后于一些礦業(yè)發(fā)達國家,安裝井下綜合通訊系統(tǒng)的企業(yè)并不多。該系統(tǒng)的應用及其性能的可靠性將會對國內(nèi)其他礦山企業(yè)起到很好的帶頭作用。

[1] 董維武.國外礦山通訊系統(tǒng)(TTE)研究現(xiàn)狀[J].中國煤炭, 2007,33(2):74-76.

[2] 李懷武.煤礦地下無線通訊的研究[J].煤礦自動化,1994, (3):44-46.

[3] 張申,丁恩杰,武增.煤礦井下綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構的研究[J].煤炭學報,2002,27(2):206-207.

[4] 劉關峰.大紅山銅礦485水倉排水系統(tǒng)自動控制技術研究[J].湖南有色金屬,2010,(4):57-59.

Abstract:In modern underground mine engineering,the primary concerns of the enterprise managers are how to construct underground audio communication system,video monitoring system,personnel&equipment tracking system and so on.Through building network topology,wireless access points and video design points,it constructs an integrated communication system for Dahongshan copper mine.The construction of underground integrated communications system not only strengthenes the safety of underground production for humans and improves production efficiency,but also lays significance in building the information and network systems of the mining enterprise.

Key words:underground communication;underground mine;construction;safety

Study and Construction of Dahongshan Copper Mine Underground Integrated Communications System

YIN Jiu-long
(Dahongshan Copper of Yuxi Mining Company,Yuxi651101,China)

TD65+5

A

1003-5540(2011)02-0007-03

2010-11-02

尹久龍(1982-),男,工程師,主要從事礦山信息化管理工作。