摘要：煤礦安全生產(chǎn)是礦山工作重中之重。礦井生產(chǎn)過程中“頂板、水、火、瓦斯、沖擊地壓”等災(zāi)害威脅著井下工人的生命安全。把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到煤礦安全生產(chǎn)管理中，能夠在煤礦發(fā)生礦井災(zāi)難時快速反應(yīng)，及時有效地了解災(zāi)難發(fā)生情況，便于救援工作的有效組織及快速展開。文章提出了井下人員定位的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：煤礦；考勤；井下救援；計(jì)算機(jī)技術(shù)；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TD672 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

現(xiàn)如今，煤炭是我國的主要能源和重要工業(yè)原料。煤炭產(chǎn)業(yè)是我國 重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展和國家能源安全。然而隨著煤炭開采時間延長，部分礦井的地質(zhì)條件變化更加復(fù)雜、惡劣，為了提高回采上限，對邊緣地區(qū)的開發(fā)及復(fù)采，礦井的開采環(huán)境也變得更加艱難，突發(fā)事件頻頻發(fā)生，煤礦的安全生產(chǎn)及突發(fā)災(zāi)難的救援也就成了困擾煤礦管理方的一個重大問題。

長期以來，下井人員（含移動設(shè)備）的考勤、動態(tài)分布監(jiān)測一直是煤礦井下存在的管理難題。尤其是一旦事故發(fā)生，因?yàn)槿狈煽啃畔?，使得?yīng)急救援的效率十分低下。為了應(yīng)對煤礦安全生產(chǎn)及在突發(fā)事件上的及時反應(yīng)，將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到煤炭行業(yè)中勢在必行。經(jīng)過調(diào)研，煤礦人員管理系統(tǒng)引入以來，煤礦人員管理系統(tǒng)可對煤礦下井人員及移動設(shè)備進(jìn)行實(shí)時跟蹤和定位，使得管理人員可以隨時清楚掌握每個人員及移動設(shè)備在井下的位置及活動的軌跡，能夠更好地對礦井人員及移動設(shè)備進(jìn)行管理。如果出現(xiàn)突發(fā)事件，還可以立即從監(jiān)控計(jì)算機(jī)上調(diào)取事故現(xiàn)場的人員及移動設(shè)備位置分布情況、被困人員及移動設(shè)備數(shù)量、快速設(shè)計(jì)好遇險(xiǎn)人員及移動設(shè)備撤退線路等，為事故搶險(xiǎn)救援提供了科學(xué)依據(jù)。

煤礦人員管理系統(tǒng)的應(yīng)用將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營管理上臺階、上水平帶來新的契機(jī)，將為煤礦的安全生產(chǎn)和事故后的搶險(xiǎn)救災(zāi)發(fā)揮積極作用。煤礦人員管理系統(tǒng)的出現(xiàn)提高了計(jì)算機(jī)在煤礦應(yīng)用效率。由原先的輔助性的辦公應(yīng)用提升到了與煤礦主體息息相關(guān)的井下考勤、救援、管理等實(shí)際方面的應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)

系統(tǒng)由地面主控機(jī)、井下分站及基站、隨身攜帶數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)組成，地面主控機(jī)的主要作用是匯總處理井下各分站采集的數(shù)據(jù)及出現(xiàn)異常發(fā)出警報(bào)，在監(jiān)控機(jī)房內(nèi)有專職人員24小時不間斷值守，監(jiān)控計(jì)算機(jī)對人員信息進(jìn)行存儲、顯示和跟蹤，由值守人員根據(jù)需要對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析及對出現(xiàn)警報(bào)進(jìn)行查看、匯報(bào)并處理。同時，配有一套簡單、便于維護(hù)的礦井拓?fù)鋱D繪制軟件，從而能夠直觀地顯示井下人員的分布情況。

2 人員定位系統(tǒng)

人員定位系統(tǒng)是整個管理系統(tǒng)的核心組成部分，它的功能主要用于對礦井井下工作人員進(jìn)行定位管理，使得管理人員可以及時地了解井下每個區(qū)域人員在的分布情況，便對礦井井下工作的人員進(jìn)行追蹤與科學(xué)調(diào)度。如果發(fā)生災(zāi)變，還可立即查詢事故現(xiàn)場的人員位置、分布情況、被困人員數(shù)量、遇險(xiǎn)人員撤退線路等信息，為事故搶險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了先進(jìn)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可靠性高，在軟件設(shè)計(jì)上交互界面簡潔大方、操作方便。該系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場需求靈活配置，以適應(yīng)大、中、小型礦井管理現(xiàn)代化的需要。

2.1 人員定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能

人員定位系統(tǒng)用于煤礦井下人員定位和管理，其主要功能有：

顯示功能：在計(jì)算機(jī)終端和圖形設(shè)備上以文字、模擬圖和表格等形式顯示各個本安型監(jiān)測分站、本安型識別分站的設(shè)備狀態(tài)、井下人員及移動設(shè)備詳細(xì)信息功能。

人員及移動設(shè)備信息錄入功能：可以在主控機(jī)上輸入井下人員及移動設(shè)備的詳細(xì)信息，并為其分配本安型識別卡ID號。

考勤管理功能：可以考勤每個人員的出入井時刻以及在井下的工作時間，并可按區(qū)域、班次等各種條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢；

人員及移動設(shè)備查詢功能∶在計(jì)算機(jī)上查詢顯示井下各個本安型監(jiān)測分站、本安型識別分站所監(jiān)測范圍內(nèi)的人員及移動設(shè)備的詳細(xì)信息，以及每個區(qū)域內(nèi)的人員及移動設(shè)備的詳細(xì)信息。

危險(xiǎn)警示功能：當(dāng)攜卡人員靠近裝有識別分站的危險(xiǎn)區(qū)域時，識別卡自身會發(fā)出警示聲并通過液晶屏顯示的方式警告攜卡人員當(dāng)前區(qū)域?yàn)槲ｋU(xiǎn)區(qū)域，有效地防止危險(xiǎn)發(fā)生，將事故防患于未然；

遇險(xiǎn)呼救與報(bào)警功能：識別卡上設(shè)計(jì)有呼叫按鍵與報(bào)警指示燈，呼叫按鍵用于在緊急情況時進(jìn)行呼救使用，報(bào)警指示燈用于電池欠壓指示與接收上層管理系統(tǒng)發(fā)出的預(yù)警提示。

緊急廣播功能：緊急情況發(fā)生時，可以通過監(jiān)測中心對每個井下工作人員配帶的識別卡進(jìn)行廣播，識別卡會通過液晶屏顯示出廣播信息并鳴響蜂鳴器加以警示，有效地保證指揮的統(tǒng)一性和行動的一致性。

雙向通信功能：系統(tǒng)不僅可以接收識別卡的信息，也可以向識別卡發(fā)送信息；

分級管理功能：具有不同崗位人員分級報(bào)表與管理功能，對設(shè)定的重點(diǎn)人群下井軌跡可按預(yù)先設(shè)置由后臺軟件自動上傳至相關(guān)監(jiān)督管理部門和領(lǐng)導(dǎo)。

便攜式搜索識別：采用專用的便攜式識別器，可以在井下發(fā)生事故時，由救援人員現(xiàn)場搜索。

2.2 人員定位系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

（1）采用了先進(jìn)的通信系統(tǒng)和非接觸式信息識別、采集處理技術(shù)，有很大的推廣空間。

（2）能夠?qū)崟r監(jiān)控，自動監(jiān)測井下人員、設(shè)備在井下運(yùn)動的時間、位置信息，并自動實(shí)現(xiàn)考勤統(tǒng)計(jì)、管理功能，整個過程自動完成，節(jié)省了人工成本。

（3）巡檢時間間隔短，可快捷地掌握井下動態(tài)，畫面響應(yīng)時間短，信息反饋及時有效。

（4）完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與信息查詢軟件，顯示并打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料，異常情況（包括無效標(biāo)識卡、禁區(qū)人員進(jìn)入）報(bào)警，并提供數(shù)據(jù)自動備份和恢復(fù)工具，為信息安全完整提供了保障。

3 人員考勤定位子系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)簡介

以現(xiàn)代無線通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接收技術(shù)，在井上調(diào)度室設(shè)置中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在井下相關(guān)位置布置監(jiān)控基站。監(jiān)控基站和中心控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間通過光纖、電纜或以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)相連接，礦山井下人員、車輛、設(shè)備等目標(biāo)分別攜帶無線數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)，系統(tǒng)通過監(jiān)控基站與收發(fā)機(jī)之間的無線通訊，實(shí)時了解井下人員的數(shù)量及分布情況。

3.2 系統(tǒng)流程

監(jiān)控主機(jī)—傳輸光纜—主節(jié)點(diǎn)—傳輸節(jié)點(diǎn)—基站。

3.3 系統(tǒng)功能及優(yōu)點(diǎn)

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)井下、地面的無線通訊，實(shí)時了解井下各區(qū)域人員的現(xiàn)狀，便于調(diào)度；

（2）可任意查詢指定人員當(dāng)前或歷史時段所處的區(qū)域和活動蹤跡，有效地遏制了員工消極怠工現(xiàn)象；

（3）可對人員進(jìn)行下井次數(shù)、下井時間等考勤信息進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，并打印相關(guān)報(bào)表，為工資發(fā)放提供了有力的支持；

（4）具備故障實(shí)時報(bào)警和超時、超員、違章進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域等報(bào)警功能，減少了人為因素造成的災(zāi)難；

（5）可在突發(fā)事件發(fā)生后，通過多種聲光等方式主動通知危險(xiǎn)區(qū)域人員疏散，降低了突發(fā)事件造成的危害；

（6）井下人員在遇到危險(xiǎn)情況時，可主動向地面發(fā)出求救信號，避免了危險(xiǎn)的進(jìn)一步加劇；

（7）在事故發(fā)生后能及時鎖定受困和遇難人員的具體位置，為搜救工作提供準(zhǔn)確信息，從而為生產(chǎn)指揮調(diào)度、安全監(jiān)測檢查、人員考勤、緊急事件處理等工作提供有效手段，系統(tǒng)可同時將有關(guān)數(shù)據(jù)傳至各級管理部門，為各級領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督指揮決策提供重要依據(jù)。

4 結(jié)論

煤礦人員管理系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境下的、有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下，主要用于對礦井井下工作人員及移動設(shè)備進(jìn)行定位管理與調(diào)度。系統(tǒng)以二級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線通訊、電磁兼容、防爆等多種技術(shù)集成于一體。系統(tǒng)在地面主控室通過監(jiān)控主機(jī)對井下工作人員及移動設(shè)備進(jìn)行跟蹤定位，能實(shí)時顯示井下工作人員及移動設(shè)備的出入井時刻、出入各個區(qū)域時刻，以及顯示每個工作人員及移動設(shè)備在井下的具體位置、滯留時間等信息，整個系統(tǒng)具有故障自動診斷、報(bào)警提示、數(shù)據(jù)記錄等功能。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上采用了先進(jìn)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可靠性高；軟件設(shè)計(jì)上人機(jī)界面友好、操作方便。該系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場需求靈活配置，以適應(yīng)大中小型礦井管理現(xiàn)代化的需要。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對于煤礦現(xiàn)代化建設(shè)起有著舉足輕重的作用，應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中在不僅能提高工作效率，同時也最大限度的保障了礦工的生命安全。在煤礦工業(yè)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以輕松地解決現(xiàn)有生產(chǎn)過程監(jiān)測和故障診斷手段不足等問題，大大拓寬故障診斷領(lǐng)域，提高對多故障、突發(fā)事件的應(yīng)對能力，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對創(chuàng)建本質(zhì)安全型礦井能夠發(fā)揮重要作用。井下人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用，使地面實(shí)時了解井下人員的數(shù)量及分布情況，當(dāng)井下工人遇到危險(xiǎn)的時候，能夠及時發(fā)現(xiàn)救助。計(jì)算機(jī)技術(shù)為煤礦的安全生產(chǎn)提供有效的現(xiàn)代化手段，同時也減輕了調(diào)度人員現(xiàn)場監(jiān)視的疲勞感，提高工作效率。由于煤礦屬于高危作業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用在很多方面有著巨大的優(yōu)勢，所以在未來必將在煤礦現(xiàn)代化的建設(shè)中扮演更加重要的角色。