礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的可行性分析

胡松華 肖迎春

摘 要：礦山的環(huán)境特殊，傳統(tǒng)的生產(chǎn)和安全管理工作通信手段已經(jīng)開始不能滿足礦用調(diào)度的需求，生產(chǎn)和安全的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)比較低，亟需一套集監(jiān)督、管理、預(yù)警、指揮為一體的礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。為了提高礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)在礦山生產(chǎn)和安全管理工作中的應(yīng)用水平，本文在將分析礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)選型的基礎(chǔ)上，從各個(gè)角度探討系統(tǒng)的應(yīng)用方法，為礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供可行性的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：礦用調(diào)度；通信網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)可行性

1 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的系統(tǒng)選型

傳統(tǒng)的礦用調(diào)度通信方法，是應(yīng)用電纜通信和光纖通信的手段，這兩種監(jiān)測(cè)監(jiān)控方式需要通過復(fù)雜的布線，不僅難度大，而且成本高，一直以來都不能滿足礦山生產(chǎn)和安全管理的礦用調(diào)度通信需求。為此，筆者認(rèn)為有必要對(duì)礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行重新選型。礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須滿足功耗小、體積小、應(yīng)用方便、信號(hào)覆蓋面廣、抗干擾能力強(qiáng)、成本費(fèi)用低等。為了適應(yīng)礦山的礦用調(diào)度通信需求，這種類型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要安全可靠，而且技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)具備系統(tǒng)開放性、設(shè)備可擴(kuò)展性、價(jià)格經(jīng)濟(jì)性的基本條件。鑒于礦山的復(fù)雜環(huán)境，在礦山惡劣生產(chǎn)環(huán)境影響下仍然能夠安全生產(chǎn)，并且滿足礦山近期和遠(yuǎn)期的產(chǎn)品發(fā)展技術(shù)升級(jí)需求，需要在礦山生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，預(yù)留一定的擴(kuò)展空間。以上礦山的危險(xiǎn)性因素，要求礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在選型的時(shí)候，進(jìn)行無死角全方位監(jiān)控，筆者認(rèn)為可采用視頻監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控、關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)控、地壓監(jiān)控等礦用調(diào)度通信方式，全盤掌控礦山生產(chǎn)相關(guān)的炸藥室、提升運(yùn)輸系統(tǒng)、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、風(fēng)機(jī)等情況。以此為依據(jù)，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控要求具備綜合性能力，譬如礦井，考慮到布線的復(fù)雜性和設(shè)備安裝維護(hù)的成本費(fèi)用較高，采用Zigbee無線通訊技術(shù)通信系統(tǒng)，將礦井采集終端的數(shù)據(jù)，通過無線傳輸?shù)姆绞剑謩e傳送到地面監(jiān)控分站和井下監(jiān)控分站，經(jīng)綜合整理之后，通過光纖傳輸?shù)焦舛藱C(jī)，最后監(jiān)控中心將信息經(jīng)過整理后，以監(jiān)控大屏幕、打印機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式，實(shí)時(shí)展示出來。這種礦用調(diào)度通信方式的即時(shí)性特征非常明顯，而且信息的處理速度快，在目前國內(nèi)外很多礦山開發(fā)中被廣泛應(yīng)用。

2 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的方法

為了提高礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在礦山開發(fā)中的應(yīng)用水平，筆者認(rèn)為有必要對(duì)相關(guān)應(yīng)用方法進(jìn)行捋順，在設(shè)計(jì)好系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)之后，布置好通信網(wǎng)絡(luò)基站，以及做好通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安裝維護(hù)工作。

2.1 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)

首先是視頻調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控提升系統(tǒng)、關(guān)鍵地點(diǎn)、有害系統(tǒng)，通常安裝在井口調(diào)度室、提升絞車房、井口、井底、調(diào)車場(chǎng)、炸藥室、采場(chǎng)入口等，這些地點(diǎn)的事故發(fā)生率高，而且傷害程度高，其中提升系統(tǒng)和關(guān)鍵地點(diǎn)視頻通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)設(shè)計(jì)的要求是能夠確保系統(tǒng)性能的穩(wěn)定，而且不影響監(jiān)控通信的清晰度，在光線不足的情況下，能夠自動(dòng)啟動(dòng)夜視功能，而有害氣體的視頻通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)布設(shè)要求是能夠24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)有害氣體的濃度，并且在達(dá)到安全濃度之前，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。其次是環(huán)境參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度，應(yīng)用于回風(fēng)港、測(cè)風(fēng)站、終端采場(chǎng)、炸藥庫等，其中風(fēng)速和風(fēng)壓的通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)布設(shè)，是將風(fēng)速傳感器布置在采區(qū)無分支風(fēng)流和無拐彎位置，其參數(shù)是CO濃度0.0024%、CO2濃度為為0.5%、風(fēng)速小于0.15m/s，而溫度通信網(wǎng)絡(luò)控制點(diǎn)是將傳感器垂直懸掛在與頂梁和巷子壁一定距離的位置，而且不能夠影響框架作業(yè)的行人和行車安全，其參數(shù)是室內(nèi)溫度保持34℃。再次是關(guān)鍵設(shè)備調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括開關(guān)量和水位，前者主要監(jiān)控風(fēng)機(jī)、水泵、提升系統(tǒng)等設(shè)備的開關(guān)，其布設(shè)的基本原則是能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，并且能夠在發(fā)生緊急情況之后，自動(dòng)發(fā)出聲光兼?zhèn)涞膱?bào)警信號(hào)，而后者主要監(jiān)控對(duì)象是井下水倉的水位，通過控制水泵開關(guān)，旨在掌握水倉水位的情況，其基本參數(shù)不能夠超過警戒水位。最后是地壓調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。主要用于應(yīng)力監(jiān)測(cè)和位移監(jiān)測(cè)，應(yīng)力監(jiān)測(cè)根據(jù)礦井下的生產(chǎn)情況，譬如采掘作業(yè)的工作面頂板、間柱、圍巖等位置，實(shí)施監(jiān)控采掘范圍的變化情況，其參數(shù)是應(yīng)力值大于臨界值，而位移監(jiān)測(cè)是在采掘過程中，為防止中段大范圍頂板冒落，將礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安裝于采掘區(qū)域，對(duì)變動(dòng)位移值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2 礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)基站布置

首先是安全礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中心基站，設(shè)置在行政辦公樓的調(diào)度指揮中心調(diào)度室，一般需要具有高性能水平，而且穩(wěn)定性相對(duì)比較高的PA工控機(jī)2臺(tái)，其中一臺(tái)用于活動(dòng)監(jiān)測(cè)，另外一臺(tái)用于備份。在礦井作業(yè)的同時(shí)，將礦井的信息通過系統(tǒng)的共享和遠(yuǎn)程傳輸功能，傳送到安全監(jiān)控中心站，生成數(shù)據(jù)、報(bào)表和圖形，以供礦用調(diào)度通信人員展開礦井安全信息的分析，判斷礦井作業(yè)的安全狀況。其次是地面礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站，即在地面通風(fēng)機(jī)房監(jiān)控室、地面生產(chǎn)系統(tǒng)控制室等，設(shè)置地面分站，通過單元傳輸?shù)慕涌冢纬筛采w面廣的礦井安全監(jiān)控調(diào)度通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，是礦井作業(yè)規(guī)模擴(kuò)大之后必須設(shè)立的調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站。再次是井下礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分站，設(shè)置于井底車場(chǎng)等位置，與傳感器的距離保持在300m以內(nèi)，而且要方便工作人員的調(diào)試、檢驗(yàn)和觀察，分站位置干燥和無雜物，可以采用支架方式安裝，也可以吊掛在巷道中。最后是礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用，離不開科學(xué)的安裝維護(hù)，需要安排專業(yè)的檢查維修人員進(jìn)行定期維護(hù)，包括井下各個(gè)傳感器、聲光報(bào)警器、系統(tǒng)傳輸信號(hào)電纜、地面通訊線路等，而且礦井內(nèi)要安排24小時(shí)的值班人員，負(fù)責(zé)每天對(duì)礦井生產(chǎn)礦用調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行情況的檢查，控制系統(tǒng)存在的誤差，以及協(xié)助安全監(jiān)控調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)部門進(jìn)行故障排除。

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