位置服務(wù)如何推動礦井智能化發(fā)展

譚業(yè)勇 楊木易 孫虎 孫卓明 張國華

摘 要：在國家提出的“雙碳”目標(biāo)這一趨勢下，加快煤炭行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，煤礦行業(yè)智能化建設(shè)已經(jīng)全面進(jìn)入了加速階段。煤礦生產(chǎn)信息化技術(shù)的日益成熟，以及越來越強(qiáng)烈的智能化需求，煤礦井下人、車、設(shè)備以及物資之間需要更緊密的相互協(xié)同配合和統(tǒng)一管理。這對人員、車輛、設(shè)備、物料等各類井下動靜態(tài)物體的位置信息提出更高的要求。在明確井下人員及設(shè)備精確位置的情況下，井上的調(diào)度中心能夠更加高效、快捷的對井下人員及設(shè)備進(jìn)行調(diào)度，緊急情況時通知及救援工作也能快速定位展開。

關(guān)鍵詞：煤礦智能化;uwb高精度定位技術(shù);位置服務(wù);安全;少人化

2020年3月國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確指出，采掘工作面的少人化和無人化的建設(shè)方向，實(shí)現(xiàn)井下減員提效的建設(shè)目標(biāo)。根據(jù)政策可以看出任何礦井的智能化建設(shè)的基礎(chǔ)是安全，只有在保證生產(chǎn)安全、人員安全的情況下進(jìn)行煤礦的技術(shù)革新才是正確的道路，那么人員的精確定位就顯得尤為重要。

1.人員精確定位系統(tǒng)

1.1人員定位系統(tǒng)可通過唯一性檢測設(shè)備保證下井人員的人卡一致性。系統(tǒng)也可以自動生成考勤報表，方便工區(qū)管理人員進(jìn)行考勤記錄的導(dǎo)出，作為井下工作人員的下井考勤記錄。也可以通過系統(tǒng)的圖表直觀查看出勤人數(shù)、出勤率及井下人數(shù)變化。提高考勤效率及員工工作效率。

1.2巡檢區(qū)域自動報修;通過人員精確定位解決巡檢人員的檢查是否到位問題，杜絕漏檢、假資料;每個巡檢點(diǎn)的檢查記錄都可以在系統(tǒng)中查詢，巡檢人員的檢查不再憑經(jīng)驗(yàn)、憑記憶;問題發(fā)現(xiàn)和整改完成時的照片對比，整改進(jìn)程狀態(tài)的可視化、可查化，整改狀態(tài)一目了然，落實(shí)可視化閉環(huán)管理。對于礦井巡檢的規(guī)范化、質(zhì)量化、可視化提供了優(yōu)質(zhì)的解決方案。

1.3實(shí)時定位和軌跡回放

人員定位系統(tǒng)可通過二維和三維視圖方式顯示井下人員的實(shí)時位置，方便調(diào)度中心的監(jiān)管人員隨時了解各個區(qū)域、各個工種、各個部門人員的實(shí)時狀態(tài)及人員數(shù)量。調(diào)度管理人員也可以通過系統(tǒng)查詢下井人員在某個時間段內(nèi)的運(yùn)動軌跡。

1.4指令的上傳下達(dá)

當(dāng)井下發(fā)生事故或其他異常情況時，調(diào)度指揮中心的監(jiān)管人員在系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控界面點(diǎn)擊撤離指令后，選定撤離的人員、區(qū)域或者全礦井，系統(tǒng)會向井下對應(yīng)的工作人員發(fā)送撤離指令，井下工作人員攜帶的標(biāo)簽收到撤離指令后，通過聲光報警提示人員緊急撤離危險區(qū)域。如果井下的工作人員遇到緊急情況發(fā)生時，也可以長按定位標(biāo)簽中的“求救”按鍵，及時發(fā)送求救信號，系統(tǒng)接收到求救信號后會在調(diào)度指揮中心進(jìn)行聲光報警提示，提醒監(jiān)管人員及時進(jìn)行處理。防止危險情況擴(kuò)大化、嚴(yán)重化。

人員精確定位系統(tǒng)能讓井上管理人員直觀地查看井下人員的實(shí)時狀態(tài)和人員的各種數(shù)據(jù)，井上人員也可通過指令的下發(fā)對井下人員進(jìn)行調(diào)度，極大地提高了工作效率。實(shí)時監(jiān)測重點(diǎn)、限制區(qū)域能嚴(yán)格地控制井下各區(qū)域的人員數(shù)量，方便管理。也能夠與安全監(jiān)測系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，在事故發(fā)生的第一時間能夠在通知到井下的每個人，在極大的程度上保證了人員的安全。

2.接近保護(hù)

在煤礦井下的生產(chǎn)系統(tǒng)中，工作面必備的各種設(shè)備，如：液壓支架、皮帶運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)頭、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等設(shè)備為企業(yè)高效生產(chǎn)提供了有力的保障。但由于采掘工作面的生產(chǎn)環(huán)境和工作條件相對惡劣，難免有安全隱患及安全事故的發(fā)生，因此需要不斷完善設(shè)備保護(hù)裝置，提高自動化控制水平，為井下作業(yè)人員提供安全的生產(chǎn)工作環(huán)境。接近保護(hù)設(shè)備安裝在采煤工作面的轉(zhuǎn)載機(jī)物料進(jìn)口，利用uwb精確定位技術(shù)，實(shí)時監(jiān)測周圍的定位卡，當(dāng)定位卡距離設(shè)備較近時，語音報警器及時的報警提醒;當(dāng)人員距離設(shè)備1.5米左右時，接近保護(hù)設(shè)備控制轉(zhuǎn)載機(jī)閉鎖停機(jī)。

3.智能門禁系統(tǒng)

煤礦井下的變電所、水泵房、水倉等重要的區(qū)域都有門鎖，而且必須有人員在此值守。智能門禁系統(tǒng)可以搭配uwb精確人員定位進(jìn)行聯(lián)動，當(dāng)人員靠近門口時，人員定位系統(tǒng)可判定人員的權(quán)限來控制智能門禁的開關(guān)或者由井上的調(diào)度人員遠(yuǎn)程進(jìn)行開關(guān)門。能夠嚴(yán)格控制人員進(jìn)出的權(quán)限，還可以達(dá)到無人值守的目標(biāo)。

4.車輛定位

煤礦智能輔助運(yùn)輸系統(tǒng)是以車輛精確定位為基礎(chǔ)的綜合性交通管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸全流程的信息化管理和車輛、作業(yè)人員、績效考核等方面一體化管控，建立高效、安全地輔助運(yùn)輸管理體系。通過對井下車輛的定位，調(diào)度平臺能更加快捷、高效的調(diào)度井下車輛，提高井下車輛調(diào)度的工作效率。實(shí)現(xiàn)uwb的高精度車輛定位有助于井下信號燈、會車提醒、路口提醒、車輛終端的gis路線規(guī)劃及顯示，加強(qiáng)礦井的行車規(guī)范，推進(jìn)智能輔助運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展建設(shè)。

5.設(shè)備定位

使用uwb精確定位對井下所有重要的設(shè)備進(jìn)行設(shè)備定位，可聯(lián)動設(shè)備管理和物資管控平臺，幫助煤礦建立完整的井上井下設(shè)備物資的管理和調(diào)度。

6.精確定位巡檢儀

基于uwb精確定位的巡檢儀能夠在發(fā)生事故時，對掩埋人員進(jìn)行搜尋。配合人員定位系統(tǒng)和其他井下的搜救設(shè)備能夠最快速度的對井下人員進(jìn)行精準(zhǔn)定位救援，為礦井的事故處理及救援展開提供了極大的幫助。

煤礦的人員定位系統(tǒng)為井下“六大系統(tǒng)”之一，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的要求進(jìn)一步提高，煤礦井下“六大系統(tǒng)”的升級改造提上日程，井下人員定位系統(tǒng)也從區(qū)域定位升級到精確定位。人員精確定位系統(tǒng)不僅能協(xié)助調(diào)度指揮中心管理井下的人員，還能為更多的系統(tǒng)提供精準(zhǔn)的定位數(shù)據(jù)，為管理井下的車輛、設(shè)備提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。人員定位系統(tǒng)是安全監(jiān)測的系統(tǒng)之一，也是智能化礦井建設(shè)的過程中的基石。基于wub精確定位，地面生產(chǎn)指揮中心和調(diào)度部門能夠?qū)崟r了解井下人員、車輛、設(shè)備等具體的位置情況及狀態(tài)。uwb精準(zhǔn)定位也是在礦井智能化建設(shè)的組成部分，同樣有助于礦山安全、高效、規(guī)范地進(jìn)行管理和生產(chǎn)建設(shè)。

在技術(shù)日新月異的今天，隨著科技的不斷發(fā)展，國家對智能化礦井的要求日漸深化。各智能化礦井在滿足國家智能化建設(shè)要求的前提下，也在進(jìn)一步使用先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行煤礦智能化的嘗試。在礦井智能化建設(shè)不斷革新的過程中，礦井對位置服務(wù)也提出了越來越高的要求，同時位置服務(wù)在順應(yīng)發(fā)展的潮流下不斷地提高，對煤礦井下得安全、監(jiān)控、管理、救援等方面起到了發(fā)揮了巨大的作用。

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