古益礦人員定位和無線通訊系統安裝方案研究

張震文(廣西佛子礦業有限公司，廣西 梧州 543100)

古益礦人員定位和無線通訊系統安裝方案研究

張震文(廣西佛子礦業有限公司，廣西 梧州 543100)

在礦山生產過程中，人員定位和無線通訊系統作為井下六大系統的一部分，可以為礦山安全生產提供保障，對于礦山的安全生產有著重要的意義。本文根據礦山實際情況合理設計安裝人員定位和無線通訊系統，使系統得到最大的合理性和實用性。

人員定位系統； 無線通訊系統； 礦山安全生產

1 前言

根據國家安全監管總局發布的金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統”建設規范要求，人員定位系統是監測井下人員的位置，具有攜卡人員出/入井時刻、重點區域出/入時刻、工作時間、井下和重點區域人員數量、井下人員活動路線等監測、顯示、打印、儲存、查詢、報警、管理等功能。所有入井人員必須攜帶識別卡，確保能夠實時掌握井下各個作業區域人員的動態分布及變化情況。

2 人員定位系統簡介

礦山選用重慶梅安森的礦用KT160和KJ703系統。KT160型礦用無線調度通訊系統是基于成熟的WIFI商用通信技術，研發的新一代符合“煤安標辦”標準的礦用無線調度通訊系統，不僅具有傳統有線調度系統的全部調度能力，而且能對無線終端設備進行指揮調度，并提供了許多特色功能，有效地利用與擴展現有的通信資源，幫助用戶提高生產效率和管理能力，提高用戶的安全生產水平。提高了井下無線通信裝備的技術與水平，提高了礦山無線通訊服務水平與安全管理效率。

KT160礦用無線調度通訊系統集成了話務、調度和定位等多種附加功能和增值業務，具有低輻射、部署快捷、升級擴容方便、終端應用成熟等特點且組網靈活，三網合一，兼容性強并通過對礦山坑道遠距離移動目標進行非接觸式信息采集處理，實現對人、車、物在不同狀態

(移動、靜止)下的自動識別，從而實現目標的自動化管理。

系統突破傳統PBX只能提供單一固話功能的局限，可以為礦山提供有線/無線一體化和數據等綜合業務，并利用PHS無線系統的優勢提供短消息、丟話通知及定位等多種增值業務，充分滿足礦山行業對高效、快捷和安全通訊的需求；系統還采用目前最先進的2.4G無線擴頻通訊技術，具有很強的抗干擾能力和高速數據傳輸速率，徹底解決了遠距離、大流量、超低功耗、高速移動標識體的識別和數據傳輸難題。

KT160型礦用無線調度通訊系統設計時充分考慮了井下的工作環境與生產調度等特點，是專為煤礦和非煤礦山服務的無線通訊系統，其既有地面無線通訊設備的高可靠性，又有可作為井下的無線信息網絡服務平臺的高性能、低價格的優勢，非常適合大中型礦山的裝備，實現井上井下的有線、無線調度移動通訊的功能。系統擴展的人員考勤功能集員工上下井監測、井下人員定位、工作考勤、員工工資管理、人事管理、檔案管理、網絡數據通信等功能于一身，提高下井人員監測的準確性，提高人員管理的科學性和合理性，有效地提高了礦井安全生產的工業信息化。

井下的個人通訊終端采用本質安全型無線通訊個人終端(本安手機)，大大改觀了傳統井下無線通訊個人終端的面貌，提高了通信品質和使用效率。

KT160型礦井無線調度通訊系統采用模塊化結構設計、逐級分布式控制體系，系統容量和業務功能可根據用戶需求靈活配置。系統中調度臺的形式也可根據用戶的要求靈活配置。可在辦公區域任何位置設置調度臺，可在不同地點設置多個調度臺。

3 系統組成

根據礦方實際進行設計的無線調度通訊系統主要由無線通訊交換主機、調度臺、礦用基站F1、礦用基站F2、地面大功率基站、本安WIFI手機、人員標識卡等組成。覆蓋范圍為礦山井下主副井底、運輸大巷、各中段及其他用戶指定地點，具體設備布置點見圖1。

圖1 礦山井下無線調度通信通訊系統布置圖

4 系統設計

根據廣西佛子礦業有限公司古益坑口井下的實際情況，一期人員定位方案總共設計20個數據采集點(閱讀器)，900張身份標識卡。

井下人員位置監測(定位考勤)系統涉及計算機軟件、數據庫、電子電路、防爆本安電源、數字通訊、無線識別技術等方面。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。項目方案確定利用現有成熟的高速工業以太網加現場總線系統作為主傳輸平臺，開發相應的井下人員跟蹤無線標識閱讀器、人員無線標識卡等設備與系統掛接，通過井下人員跟蹤無線標識閱讀器及考勤管理專用軟件與主系統以標準的專用數據庫進行后臺數據交換從而實現井下作業人員的跟蹤定位和安全管理。系統總體設計主要體現在以下方面。

(1)實現礦井下作業人員進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”，實現數字礦山的目標。

(2)為礦山管理人員提供人員進出限制、考勤作業、井下人員分布位置等多方面的管理信息，一旦發生安全事故，通過該系統可探測事故現場作業人員數量及其人員分布位置，為制定搶險救災和安全救護方案提供更準確依據，提高搶險救災和安全救護工作效率，為安全生產提供有力的技術保障。

4.1 各個中段基站及動態識別器布置

(1)260中段9個點。① 井口：布置于井口670m處，主要監測下井人員出入情況；② 巷道：布置于巷道1 260m處，主要監測下井人員出入情況；③ 018線岔道口：布置于岔道口前20m，主要監測260主道方向和018斜井方向的人員出入情況，該點有光纖傳輸；④ 012線岔道口：布置于012斜井絞車房出入口前10m，主要監測260主道方向、012斜井方向和012斜井絞車房的人員出入情況，該點有光纖傳輸；⑤ 05線岔道口：布置于岔道口前5m，主要監測260主道方向、05線方向、04線斜井方向的人員出入情況，距該點130m有260空壓機房光纖傳輸機柜；⑥ 2線豎井岔道口：布置于岔道口前5m，主要監測260主道方向、豎井方向的人員出入情況，距該點100m有豎井口光纖傳輸機柜；⑦ 12線岔道口：布置于岔道口前10m，主要監測260主道方向、12線斜井方向的人員出入情況，距該點30m有光纖傳輸機柜；⑧ 12線斜井頭：布置于斜井頭前10m，主要監測260主道方向、12線斜井方向的人員出入情況，距該點80m有F1基站；⑨ 380斜井頭：布置于入口處，主要監測下井人員從380斜井頭出入情況，距該點280m有380斜井腳光纖傳輸機柜。

(2)180中段1個點。2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監測180主道方向和2線豎井方向的人員出入情況。

(3)138中段3個點。① 2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監測138主道方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 9線斜井調車場：布置斜井頭調車場位置，主要監測調車場方向的人員出入情況；③ 12線調車場：布置于12線調車場138主道岔道口前10m，主要監測138主道方向、12斜井方向人員出入情況。

(4)100中段3個點。① 2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監測100主道方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 1線岔道口：布置岔道口處，主要監測該方向人員出入情況；③ 09線調車場：布置于09線調車場100主道岔道口前10m，主要監測100主道方向、012斜井方向人員出入情況。

(5)60中段5個點。① 5線斜井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監測5線斜井調車場方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 011線斜井底：布置于斜井底20m處，主要監測該方向的人員情況；③ 012線斜井岔道口：布置于012斜井出入口前10m，主要監測012斜井方向、01水泵房方向人員出入情況；④ 9線岔道口：布置于岔道口前5m，主要監測60主道方向、9斜井方向的人員出入情況；⑤ 6線岔道口：布置于岔道口處，主要監測該方向的人員出入情況。

(6)20中段2個點。① 012線斜井腳：布置于岔道口前20m，主要監測20主道方向和012線斜井方向的人員出入情況；② 011線斜井腳：布置于岔道口前20m，主要監測20主道方向和011線斜井方向的人員出入情況。

各個中段基站及動態識別器布置具體見表1。

4.2 人員定位及無線通信點布置

各主要中段人員定位及無線通信點布置見圖2～圖4。

5 傳輸方式

井下基站全部采用兩芯光纖以樹形架構連接，KT160- F1型礦用基站具備3個以太光口(1進2出)，1個以太RJ45電口。KT160- F2具備2個以太光口(1進1出)，2個以太RJ45電口。傳輸距離不受限制，組網方式多樣，配置靈活。每個基站具備一個RJ45電口，可供人員定位等其他系統網絡信號接入，靈活方便。主傳輸線路采用光纜傳輸，A型和B型基站用于無線通訊的信號傳遞做到井下大巷全覆蓋，保證WIFI手機的通話質量；同時B型基站獲取到標識卡的信息傳給A型基站，A型基站通過主干光纖將數據傳輸到地面中心站。

表1 各個中段基站及動態識別器布置

圖2 260中段人員定位及無線通信點布置平面圖

圖3 60中段人員定位及無線通信點布置平面圖

圖4 20中段人員定位及無線通信點布置平面圖

6 結語

經過4個多月的布線和設備安裝，在2012年12月完成了古益礦人員定位和無線通訊系統的安裝和運行。系統在運行期間很好地解決了下井后遇到突發派班情況找不到人的問題，同時在有信號的地方可以直接聯系地面值班室，更好地為安全生產提供有力的保障。

Installation scheme study of personnel positioning and wireless communication system in Guyi mine

As one part of mine six systems in mining process the personnel positioning and wireless communication system can guarantee mine safety production, and it is significant to mine production. Rational design and installation of personnel positioning and wireless communication system according to mine actual situation made the system reasonable and practical.

personnel positioning system; wireless communication system; mine safety production

TD679

A

張震文(1984-)，男，廣西蒼梧人，工程師，從事礦山安全技術管理工作。