1、井下人員定位系統(tǒng)與 通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng) 孫繼平 博士 教授 博士生導(dǎo)師 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）副校長,1 引言 2 井下人員定位系統(tǒng) 3 礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng) 4 煤礦電氣安全 5 煤礦物聯(lián)網(wǎng)及其在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用,1 引言 國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知（國發(fā)201023號）要求煤礦和非煤礦山要安裝 監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 井下人員定位系統(tǒng) 緊急避險(xiǎn)系統(tǒng) 壓風(fēng)自救系統(tǒng) 供水施救系統(tǒng) 通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)等技術(shù)裝備,我在國家安監(jiān)總局2010年第9期視頻專題講座上，與大家共同研究了煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”中的第1個(gè)系統(tǒng)-礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。受到好評，謝謝大家的支持。 今天我與大家共同研究煤礦井下安全避險(xiǎn)“六

2、大系統(tǒng)”中的另外兩個(gè)系統(tǒng)-井下人員定位系統(tǒng)和礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。 然后介紹煤礦電氣安全。 最后介紹一下煤礦物聯(lián)網(wǎng)及其在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。,由于時(shí)間關(guān)系，有些內(nèi)容不能展開，需要進(jìn)一步研究的同志請查閱下述文獻(xiàn)： 1孫繼平.煤礦井下人員位置監(jiān)測技術(shù)與系統(tǒng)J.煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（11）:1-4. 2孫繼平.礦井通信技術(shù)與系統(tǒng)J.煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（12）:1-4. 3孫繼平.煤礦電氣安全關(guān)鍵技術(shù)研究J.工礦自動(dòng)化，2011，（1）：1-4 4孫繼平.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信J.煤炭學(xué)報(bào)，2010,35（11）：1925-1929 5孫繼平.煤礦物聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)研究J.煤炭學(xué)報(bào)，

3、2011,36（1）:167-171. 6孫繼平.煤礦安全監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)J.煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（10）:1-4.,煤礦井下具有瓦斯等易燃易爆氣體和煤塵，煤礦用井下人員定位系統(tǒng)和礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，有電氣防爆等特殊要求。 因此，下面我重點(diǎn)介紹煤礦用井下人員定位系統(tǒng)和礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。,2 礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng) 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知（安監(jiān)總煤裝2010146號）要求煤礦要按照在災(zāi)變期間能夠通知人員撤離和實(shí)現(xiàn)與避險(xiǎn)人員通話的要求，進(jìn)一步建設(shè)完善礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。 礦井通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)又稱礦井通信系統(tǒng)，是煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度、安全避險(xiǎn)和應(yīng)

4、急救援的重要工具。,2.1 特點(diǎn) 煤礦井下是一個(gè)特殊的工作環(huán)境，因此礦井通信系統(tǒng)不同于一般地面通信系統(tǒng)，具有如下特點(diǎn)： （1）電氣防爆； （2）傳輸衰耗大； （3）設(shè)備體積?。?（4）發(fā)射功率??； （5）抗干擾能力強(qiáng)； （6）防護(hù)性能好； （7）電源電壓波動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)； （8）抗故障能力強(qiáng)； （9）服務(wù)半徑大； （10）信道容量大； （11）移動(dòng)速度慢。,2.2 分類 礦井通信系統(tǒng)包括: (1)礦用調(diào)度通信系統(tǒng)； (2)礦井廣播通信系統(tǒng)； (3)礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)； (4)礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)等。,2.3 礦用調(diào)度通信系統(tǒng) 礦用調(diào)度通信系統(tǒng)一般由礦用本質(zhì)安全型防爆調(diào)度電話、礦用程控調(diào)度交換機(jī)（含安全

5、柵）、調(diào)度臺、電源、電纜等組成，如圖1所示。 礦用本質(zhì)安全型防爆調(diào)度電話實(shí)現(xiàn)聲音信號與電信號轉(zhuǎn)換，同時(shí)具有來電提示、撥號等功能。 程控調(diào)度交換機(jī)控制和管理整個(gè)系統(tǒng)，具有交換、接續(xù)、控制和管理功能。,礦用程控調(diào)度交換機(jī),調(diào)度臺,廣播控制設(shè)備,礦用本安電話,防爆廣播設(shè)備,防爆廣播設(shè)備,礦用本安電話,礦用本安電話,錄音設(shè)備,防爆顯示屏,防爆顯示屏,圖1 礦用調(diào)度通信系統(tǒng)和礦井廣播通信系統(tǒng),調(diào)度臺具有通話、呼叫、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、來電聲光提示、錄音等功能。 礦用調(diào)度通信系統(tǒng)不需要煤礦井下供電，因此，系統(tǒng)抗災(zāi)變能力強(qiáng)。 當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或故障停電等，不會影響系統(tǒng)正常工作。 當(dāng)發(fā)生頂板冒落、水災(zāi)、瓦斯爆炸

6、等事故時(shí)，只要電話和電纜不被破壞，就可與地面通信聯(lián)絡(luò)。 礦用調(diào)度通信系統(tǒng)抗災(zāi)變能力優(yōu)于其他礦井通信系統(tǒng)。,2.4 礦井廣播通信系統(tǒng) 礦井廣播通信系統(tǒng)一般由地面廣播錄音及控制設(shè)備、井下防爆廣播設(shè)備、防爆顯示屏、電纜等組成，如圖1所示。 地面廣播錄音及控制設(shè)備具有廣播、錄音、控制等功能，一般由礦用程控調(diào)度交換機(jī)和調(diào)度臺承擔(dān)。 防爆廣播設(shè)備將電信號轉(zhuǎn)換為大功率聲音信號，及時(shí)廣播事故地點(diǎn)、類別、逃生路線等。 防爆顯示屏顯示事故地點(diǎn)、類別、逃生路線等信息。,2.5 礦井移動(dòng)通信系統(tǒng) 礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由礦用本質(zhì)安全型防爆手機(jī)、礦用防爆基站、系統(tǒng)控制器、調(diào)度臺、電源、電纜（或光纜）等組成，如圖2所示。,

7、系統(tǒng)控制器,基站,調(diào)度臺,圖2 礦井移動(dòng)通信系統(tǒng),礦用本質(zhì)安全型防爆手機(jī)實(shí)現(xiàn)聲音信號與無線電信號轉(zhuǎn)換，具有通話、來電提示、撥號、短信等功能，部分本安防爆手機(jī)還具有圖像功能。 礦用防爆基站實(shí)現(xiàn)有線/無線轉(zhuǎn)換、并具有一定的交換、接續(xù)、控制和管理功能。 系統(tǒng)控制器控制和管理整個(gè)礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)備，具有交換、接續(xù)、控制和管理等功能。,調(diào)度臺具有通話、呼叫、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、廣播、來電聲光提示等功能。 礦用防爆基站和防爆電源設(shè)置在井下，礦用本質(zhì)安全型防爆手機(jī)主要用于井下。 當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或故障停電等，會影響系統(tǒng)正常工作。 因此，嚴(yán)禁礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)替代礦用調(diào)度通信系統(tǒng)。,2.6 礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)

8、礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)一般由礦用本質(zhì)安全型防爆移動(dòng)臺、礦用防爆基站（含話機(jī)）、礦用防爆基站電源（可與基站一體化）、地面基站通信終端、電纜（或光纜）等組成，如圖3所示。 礦用本質(zhì)安全型防爆移動(dòng)臺實(shí)現(xiàn)聲音信號與無線電信號轉(zhuǎn)換，具有通話、呼叫、來電提示等功能。,地面基站通信終端,防爆基站,礦用防爆基站實(shí)現(xiàn)有線/無線轉(zhuǎn)換、具有交換、接續(xù)、控制、管理、通話、呼叫、來電提示等功能。 地面基站通信終端具有通話、呼叫、來電提示等功能。,圖3 礦井救災(zāi)通信系統(tǒng),2.7 礦用IP電話通信系統(tǒng) 礦用IP電話通信系統(tǒng)一般由礦用本質(zhì)安全型防爆IP電話、礦用防爆交換機(jī)、礦用防爆電源（一般有維持系統(tǒng)工作2小時(shí)的備用電源，可與礦用

9、防爆交換機(jī)一體化）、調(diào)度臺、地面普通交換機(jī)、光纜等組成。 調(diào)度臺和地面普通交換機(jī)設(shè)置在地面。 礦用本質(zhì)安全型防爆IP電話和礦用防爆交換機(jī)設(shè)置在井下。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或故障停電等，會影響系統(tǒng)正常工作。 因此，嚴(yán)禁用礦用IP電話通信系統(tǒng)替代礦用調(diào)度通信系統(tǒng)。,2.8 系統(tǒng)作用 礦井通信系統(tǒng)的作用是： （1）煤礦井下作業(yè)人員可通過通信系統(tǒng)匯報(bào)安全生產(chǎn)隱患、事故情況、人員情況等，并請求救援等。 （2）調(diào)度室值班人員及領(lǐng)導(dǎo)通過通信系統(tǒng)通知井下作業(yè)人員撤人、逃生路線等。 （3）日常生產(chǎn)調(diào)度通信聯(lián)絡(luò)等。 （4）礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)主要用于災(zāi)后救援。,2.9 救援案例 2007年7月29日河南省陜縣支建煤礦

10、發(fā)生透水事故，共有69人被困。 被困人員通過電話及時(shí)將被困人數(shù)、位置和狀況向地面匯報(bào)，為救援提供了準(zhǔn)確信息，縮短了救援時(shí)間。 同時(shí)通過該電話安撫被困人員，增強(qiáng)了被困人員生還信心。 最終被困69人成功獲救。,2.10 現(xiàn)存問題 礦井通信系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)、緊急避險(xiǎn)、應(yīng)急救援的重要工具。 但部分煤礦沒有按照煤礦安全規(guī)程等有關(guān)要求，裝備礦井通信系統(tǒng)； 礦用本質(zhì)安全型防爆電話裝備數(shù)量和地點(diǎn)均不符合煤礦安全規(guī)程等有關(guān)要求； 許多煤礦沒有裝備防爆語音廣播設(shè)備。,2.11 技術(shù)及裝備要求 煤礦必須裝備礦用調(diào)度通信系統(tǒng)；積極推廣使用礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)和礦井廣播通信系統(tǒng)。礦山救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)裝備礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)。 （1）

11、礦井通信系統(tǒng)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志準(zhǔn)用證和防爆合格證。 （2）用于煤礦井下的通信設(shè)備必須是防爆型電氣設(shè)備，在電纜和光纜上傳輸?shù)男盘柋仨毷潜举|(zhì)安全型信號。用于煤礦井下的電話必須是礦用本質(zhì)安全型防爆電話。,（3）煤礦必須裝備礦用調(diào)度通信系統(tǒng)。 用于煤礦井下的調(diào)度電話必須是礦用本質(zhì)安全型防爆電話。 調(diào)度電話應(yīng)直接連接設(shè)置在地面的地面一般兼本質(zhì)安全型調(diào)度交換機(jī)（含安全柵），并由調(diào)度交換機(jī)遠(yuǎn)程供電。 為防止煤礦井下因事故停電，影響系統(tǒng)正常工作，嚴(yán)禁調(diào)度電話由井下就地供電，或經(jīng)有源中繼器接調(diào)度交換機(jī)。 調(diào)度電話至調(diào)度交換機(jī)應(yīng)采用礦用電纜連接。 調(diào)度電話至調(diào)度交換機(jī)的無中繼通信距離應(yīng)不小于

12、10km。,（4）礦井地面變電所、地面通風(fēng)機(jī)房、主副井絞車房、壓風(fēng)機(jī)房、井下主要水泵房、井下中央變電所、井底車場、運(yùn)輸調(diào)度室、采區(qū)變電所、上下山絞車房、水泵房、帶式輸送機(jī)集中控制硐室等主要機(jī)電設(shè)備硐室、采掘工作面、突出煤層采掘工作面附近、爆破時(shí)撤離人員集中地點(diǎn)、采區(qū)和水平最高點(diǎn)、井下避難硐室（或救生艙）等必須設(shè)有直通礦調(diào)度室的調(diào)度電話。,（5）積極推廣應(yīng)用礦井廣播通信系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，及時(shí)通知井下人員撤離。 用于煤礦井下的通信設(shè)備必須是防爆型電氣設(shè)備，在電纜和光纜上傳輸?shù)男盘柋仨毷潜举|(zhì)安全型信號。 系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)音廣播功能，宜具有顯示功能。發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)能通過廣播和顯示牌，通知事故地點(diǎn)、類

13、別、撤離路線等。 井下各行人巷道和作業(yè)地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置廣播設(shè)備，宜設(shè)置顯示牌。,（6）積極推廣應(yīng)用礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)，以提高通信的及時(shí)性和有效性。 但需要注意的是，礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)和礦用IP電話通信系統(tǒng)均不能替代礦用調(diào)度通信系統(tǒng)，這是因?yàn)榈V井移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站和礦用IP電話通信系統(tǒng)的井下網(wǎng)絡(luò)交換等設(shè)備均需井下供電，其抗災(zāi)變能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不需井下供電的礦用調(diào)度通信系統(tǒng)。,（7）礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)具有通信及時(shí)和便捷的優(yōu)點(diǎn)，特別適合煤礦井下移動(dòng)的作業(yè)環(huán)境和流動(dòng)作業(yè)人員。 煤礦井下帶班領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員、區(qū)隊(duì)長、班組長、瓦斯檢查員、安全檢查員、電鉗工等流動(dòng)作業(yè)人員，宜配備礦用移動(dòng)電話，以便及時(shí)通報(bào)安全隱患、緊急避險(xiǎn)和

14、調(diào)度指揮。 （8）救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)裝備礦井救災(zāi)通信系統(tǒng)。 （9）完善管理制度，制定事故應(yīng)急預(yù)案，在發(fā)生災(zāi)變時(shí)迅速通知井下人員撤離避險(xiǎn)。,3 井下人員定位系統(tǒng) 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局國家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知（安監(jiān)總煤裝2010146號）要求建設(shè)完善煤礦井下人員定位系統(tǒng)。發(fā)揮井下人員定位系統(tǒng)在定員管理和應(yīng)急救援工作中的作用。 煤礦井下人員定位系統(tǒng)又稱煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)和煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)。,煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)具有:人員位置、 攜卡人員出入井時(shí)刻、重點(diǎn)區(qū)域出入時(shí)刻、 限制區(qū)域出入時(shí)刻、工作時(shí)間、井下和重點(diǎn)區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動(dòng)路線等監(jiān)測、顯示、

15、打印、存儲、查詢、異常報(bào)警、路徑跟蹤、管理等功能。 在遏制超定員生產(chǎn)、事故應(yīng)急救援、領(lǐng)導(dǎo)下井帶班管理、特種作業(yè)人員管理、井下作業(yè)人員考勤等方面發(fā)揮著重要作用。,3.1 特點(diǎn) 煤礦井下是一個(gè)特殊而又惡劣的環(huán)境，無線電信號傳輸衰減大、GPS信號不能覆蓋煤礦井下巷道、有甲烷等易燃易爆氣體。 因此，GPS不能用于煤礦井下。 目前煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)主要采用RFID技術(shù)。 部分系統(tǒng)采用漏泄電纜，還可采用WIFI、ZigBee等技術(shù)，除具有人員位置監(jiān)測功能外，還具有單向或雙向緊急呼叫等功能 。,3.2 系統(tǒng)組成及工作原理 煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)一般由識別卡、位置監(jiān)測分站、電源箱（可與分站一體化）、傳

16、輸接口、主機(jī)（含顯示器）、系統(tǒng)軟件、服務(wù)器、打印機(jī)、大屏幕、UPS電源、遠(yuǎn)程終端、網(wǎng)絡(luò)接口、電纜和接線盒等組成，如圖4所示。,礦務(wù)局（集團(tuán)公司）,服務(wù)器,電視墻或投影,用戶,重點(diǎn)產(chǎn)煤縣、市,打印機(jī),打印機(jī),主機(jī),主機(jī),交換機(jī),防火墻,傳輸接口,分站,識別卡,識別卡,分站,識別卡,識別卡,用戶,服務(wù)器,路由器,圖4 煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng),識別卡由下井人員攜帶，保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，當(dāng)進(jìn)入位置監(jiān)測分站的識別范圍時(shí)，將用于人員識別的數(shù)據(jù)發(fā)送給分站。 位置監(jiān)測分站通過無線方式讀取識別卡內(nèi)用于人員識別的信息，并發(fā)送至地面?zhèn)鬏斀涌凇?電源箱將交流電網(wǎng)電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的本質(zhì)安全型直流電源，并具有維

17、持電網(wǎng)停電后正常供電不小于2小時(shí)的蓄電池。,傳輸接口接收分站發(fā)送的信號，并送主機(jī)處理；接收主機(jī)信號、并送相應(yīng)分站；控制分站的發(fā)送與接收，多路復(fù)用信號的調(diào)制與解調(diào)，并具有系統(tǒng)自檢等功能。 主機(jī)主要用來接收監(jiān)測信號、報(bào)警判別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及處理、磁盤存儲、顯示、聲光報(bào)警、人機(jī)對話、控制打印輸出、與管理網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接等。,3.3 系統(tǒng)作用 煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)在遏制超定員生產(chǎn)、事故應(yīng)急救援、領(lǐng)導(dǎo)下井帶班管理、特種作業(yè)人員管理、井下作業(yè)人員考勤等方面發(fā)揮著重要作用。 （1）遏制超定員生產(chǎn)。通過監(jiān)控入井人數(shù)，進(jìn)入采區(qū)、采煤工作面、掘進(jìn)工作面等重點(diǎn)區(qū)域人數(shù)，遏制超定員生產(chǎn)。 （2）防止人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。通過對進(jìn)

18、入盲巷、采空區(qū)等危險(xiǎn)區(qū)域人員監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤入危險(xiǎn)區(qū)域人員，防止發(fā)生窒息等傷亡事故。,（3）及時(shí)發(fā)現(xiàn)未按時(shí)升井人員。通過對人員出/入時(shí)刻監(jiān)測，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)超時(shí)作業(yè)和未升井人員，以便及時(shí)采取措施，防止發(fā)生意外。 （4）加強(qiáng)特種作業(yè)人員管理。通過對瓦斯檢查員等特種作業(yè)人員巡檢路徑及到達(dá)時(shí)間監(jiān)測，及時(shí)掌握檢查員等特種作業(yè)人員是否按規(guī)定的時(shí)間和線路巡檢。,（5）加強(qiáng)干部帶班管理。通過對帶班干部出入井及路徑監(jiān)測，及時(shí)掌握干部下井帶班情況，加強(qiáng)干部下井帶班管理。 （6）煤礦井下作業(yè)人員考勤管理。通過對入井作業(yè)人員，出/入井和路徑監(jiān)測，及時(shí)掌握入井工作人員是否按規(guī)定出/入井，是否按規(guī)定到達(dá)指定作業(yè)地點(diǎn)等。,（

19、7）應(yīng)急救援與事故調(diào)查技術(shù)支持。通過系統(tǒng)可及時(shí)了解事故時(shí)入井人員總數(shù)、分布區(qū)域、人員的基本情況的等。 若事故時(shí)，系統(tǒng)不被完全破壞，還可在事故后2小時(shí)內(nèi)（系統(tǒng)有2小時(shí)備用電源），掌握被困人員的流動(dòng)情況。 在事故后7天內(nèi)（識別卡電池至少工作7天），若識別卡不被破壞，可通過手持設(shè)備測定被困人員和尸體大致位置，以便及時(shí)搜救和清理。,（8）持證上崗管理。通過設(shè)置在人員出入井口的人臉、虹膜等檢測裝置，檢測入井人員特征，與上崗培訓(xùn)、人臉、虹膜數(shù)據(jù)庫資料對比，沒有取得上崗證的人員不允許下井，特殊情況（如上級檢查等）需經(jīng)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)，并存儲紀(jì)錄。 （9）具有緊急呼叫功能的系統(tǒng)，調(diào)度室可以通過系統(tǒng)通知攜卡人員撤離

20、危險(xiǎn)區(qū)域，攜卡人員可以通過預(yù)先規(guī)定的緊急按鈕向調(diào)度室報(bào)告險(xiǎn)情。,3.4 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 有關(guān)煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)安裝、使用、維護(hù)與管理的標(biāo)準(zhǔn)有AQ1048-2007煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使用與管理規(guī)范。 有關(guān)煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、測試與檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)有: AQ 6210-2007煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件 MT/T1004-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件,MT/T1005-2006礦用分站 MT/T1007-2006礦用信息傳輸接口 MT/T1008-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求 MT/T1081-2008礦用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) MT/T1078-2008

21、礦用本質(zhì)安全輸出直流電源 MT/T772-1998煤礦監(jiān)控系統(tǒng)性能測試方法 MT/T899-2000礦用信息傳輸裝置等。,3.5 裝備要求 （1）各個(gè)人員出入井口、采掘工作面等重點(diǎn)區(qū)域出/入口、盲巷等限制區(qū)域等地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置分站，并能滿足監(jiān)測攜卡人員出/入井、出/入采掘工作面等重點(diǎn)區(qū)域、出/入盲巷等限制區(qū)域的要求。 基于RFID的煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)，宜設(shè)置2臺以上分站或天線，以便判別攜卡人員的運(yùn)動(dòng)方向。 （2）巷道分支處應(yīng)設(shè)置分站，并能滿足監(jiān)測攜卡人員出/入方向的要求。 巷道分支的各個(gè)巷道應(yīng)設(shè)置分站或天線，以便判別攜卡人員的運(yùn)動(dòng)方向。,（3）下井人員應(yīng)攜帶識別卡。識別卡嚴(yán)禁擅自拆開。 （4）

22、工作不正常的識別卡嚴(yán)禁使用。性能完好的識別卡總數(shù)，至少比經(jīng)常下井人員的總數(shù)多10%。不固定專人使用的識別卡，性能完好的識別卡總數(shù)至少比每班最多下井人數(shù)多10%。 （5）礦調(diào)度室應(yīng)設(shè)置顯示設(shè)備，顯示井下人員位置等。,（6）各個(gè)人員出入井口應(yīng)設(shè)置檢測識別卡工作是否正常和唯一性檢測的裝置，并提示攜卡人員本人及有關(guān)人員。 識別卡工作正常和唯一性檢測可以采用機(jī)器與人工配合的方法，也可采用虹膜、人臉等自動(dòng)檢測方法。 煤礦井下人員位置監(jiān)測系統(tǒng)識別卡正常工作和下井人員每人一張卡，且僅攜帶表明自己身份的卡，是遏制超能力生產(chǎn)、加強(qiáng)煤礦井下作業(yè)人員管理、為應(yīng)急救援提供技術(shù)支持的必要條件。,4 煤礦電氣安全 4.1

23、引言 煤礦電氣事故，不但會造成人身觸電傷亡、電氣火災(zāi)、設(shè)備損毀、引爆雷管和炸藥，還會造成瓦斯或煤塵爆炸等重特大事故發(fā)生。 礦井供電系統(tǒng)不可靠，經(jīng)常無計(jì)劃停電，會造成局部通風(fēng)機(jī)和主通風(fēng)機(jī)停風(fēng)，進(jìn)而造成瓦斯積聚。 電氣設(shè)備失爆、電纜放炮、電氣設(shè)備漏電、短路、電氣火災(zāi)、帶電作業(yè)等電氣火花和危險(xiǎn)溫度都會引起瓦斯煤塵爆炸。,2006年11月5日發(fā)生在大同煤礦集團(tuán)軒崗煤電公司焦家寨煤礦死亡47人的“11.5”特別重大瓦斯爆炸事故就是典型的例子。 該礦由于供電系統(tǒng)不可靠，造成停電、進(jìn)而造成局部通風(fēng)機(jī)停風(fēng)、掘進(jìn)工作面瓦斯積聚；送電后，電火花引起瓦斯爆炸。,因此，加強(qiáng)礦井供電和電氣設(shè)備管理，建立安全可靠的供電系

24、統(tǒng)，確保供電可靠、通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、防爆電氣設(shè)備防爆性能完好、不產(chǎn)生引爆（燃）周圍可燃性氣體的電火花及危險(xiǎn)溫度等是瓦斯防治的重要措施之一，對于避免或減少瓦斯爆炸事故發(fā)生，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。,4.2 電氣火源引爆瓦斯最多，占48.1% 2005年-2009年全國發(fā)生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故77起，如表1所示。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯37起，占48.1%； 放炮火源引爆瓦斯30起，占39.0%； 摩擦撞擊火源引爆瓦斯5起，占6.5%； 煤炭自燃火源引爆瓦斯2起，占2.6%； 吸煙火源引爆瓦斯3起，占3.9%。,表1 一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故

25、火源分析,4.2.1 2005年引爆瓦斯火源分析 2005年全國發(fā)生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故34起。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯15起，占44.1%； 放炮火源引爆瓦斯16起，占47.1%； 摩擦撞擊火源引爆瓦斯3起，占8.8%。,4.2.2 2006年引爆瓦斯火源分析 2006年全國發(fā)生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故15起。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯7起，占46.7%； 放炮火源引爆瓦斯5起，占33.3%； 煤炭自燃火源引爆瓦斯2起，占13.3%； 摩擦撞擊火源引爆瓦斯1起，占6.7%。,4.2.3 2007年引爆瓦斯火源分析 2007年全國發(fā)

26、生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故15起。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯9起，占60.0%； 放炮火源引爆瓦斯5起，占33.3%； 吸煙火源引爆瓦斯1起，占6.7%。,4.2.4 2008年引爆瓦斯火源分析 2008年全國發(fā)生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故7起。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯1起，占14.3%； 放炮火源引爆瓦斯4起，占57.1%； 吸煙火源引爆瓦斯2起，占28.6%。,4.2.5 2009年引爆瓦斯火源分析 2009年全國發(fā)生一次死亡10人以上重特大瓦斯爆炸事故6起。 按引爆瓦斯的火源分析， 電氣火源引爆瓦斯5起，占83.3%； 摩擦撞擊火源

27、引爆瓦斯1起，占16.7%。,4.3 防爆電氣設(shè)備安全性分析及使用場所建議 用于煤礦井下的電氣設(shè)備有礦用防爆型（EX）電氣設(shè)備和礦用一般型（KY）電氣設(shè)備。 其中，礦用一般型電氣設(shè)備僅用于煤礦井下非爆炸性環(huán)境，如：低瓦斯礦井的井底車場、總進(jìn)風(fēng)巷和主要進(jìn)風(fēng)巷。 用于煤礦井下爆炸性環(huán)境的電氣設(shè)備必須是礦用防爆型電氣設(shè)備。礦用防爆型電氣設(shè)備主要有：隔爆型（d）、本質(zhì)安全型（i）、增安型（e）、澆封型（m）和特殊型（s）等。,4.3.1 標(biāo)志 無論何種型式的防爆電氣設(shè)備，都應(yīng)有明顯的防爆標(biāo)志，它是由防爆電氣設(shè)備的類型、類別、級別、組別和防爆設(shè)備的總標(biāo)志“Ex”構(gòu)成。 礦用電氣設(shè)備沒有級別和組別之分。因

28、此，不用引出級別和組別。 礦用防爆電氣設(shè)備標(biāo)志由總標(biāo)志“Ex”、類型和類別構(gòu)成。 例如：“Exd”表示是類隔爆型防爆電氣設(shè)備；“Exib”表示是類本質(zhì)安全型ib等級防爆電氣設(shè)備。,復(fù)合式防爆電氣設(shè)備必須先標(biāo)出主體防爆型式，后標(biāo)出其他防爆型式。 例如：“Exd ib”表示是類隔爆兼本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備。 防爆標(biāo)志一定要制作在防爆電氣設(shè)備的最明顯處。 其標(biāo)志牌可鉚或焊在外殼上， 也可以采用凹紋標(biāo)志。,防爆型電氣設(shè)備必須設(shè)置銘牌，在銘牌的右上方標(biāo)出“Ex”字樣。 銘牌應(yīng)包括以下內(nèi)容：防爆標(biāo)志（型式、類別、級別、溫度組別等），防爆合格證編號，其他要標(biāo)出的特殊條件，有關(guān)防爆型式專用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的附加標(biāo)志，

29、出廠日期或產(chǎn)品編號。 銘牌可用青銅或不銹鋼制成，厚度應(yīng)不小于1mm。 標(biāo)志應(yīng)清晰可見，經(jīng)久不褪。,4.3.2 本質(zhì)安全型 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的標(biāo)志為“i”，礦用本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備的標(biāo)志為“Exib”。 本質(zhì)安全型電氣設(shè)備的防爆原理是：通過限制電氣設(shè)備電路的各種參數(shù)，或采取保護(hù)措施來限制電路的火花放電能量和熱能，使其在正常工作和規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃周圍環(huán)境的爆炸性混合物，從而實(shí)現(xiàn)了電氣防爆。 采用本質(zhì)安全型電路的電氣設(shè)備稱為本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。,由于本安型電氣設(shè)備的電路本身就是安全的，所產(chǎn)生的火花、電弧和熱能都不會引燃周圍環(huán)境爆炸性混合物，因此本安型電氣設(shè)備不需要專

30、門的防爆外殼，這樣就可以減小設(shè)備的體積和重量，簡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)。 因此，本安型電氣設(shè)備具有安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、造價(jià)低、制造維修方便等優(yōu)點(diǎn)，是一種比較理想的防爆電氣設(shè)備。 但由于本安型電氣設(shè)備的最大輸出功率為25W左右，因而使用范圍受到了限制。 目前本質(zhì)安全型電氣設(shè)備主要用于通信、監(jiān)控、信號和控制系統(tǒng)，以及儀器、儀表等。,本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備安全性最好，可用于煤礦井下各種環(huán)境。 特別是當(dāng)瓦斯?jié)舛容^高，達(dá)到斷電濃度時(shí)，本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備仍可正常工作。 而其他電氣設(shè)備當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到斷電濃度后必須停電。 本質(zhì)安全型防爆適用于煤礦監(jiān)控、通信、控制、信號等弱電系統(tǒng)和設(shè)備。 因此，煤礦監(jiān)

31、控、通信、控制、信號等弱電系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)優(yōu)選本質(zhì)安全型，設(shè)備之間傳輸?shù)男盘柋仨毷潜举|(zhì)安全型。,4.3.3 隔爆型 隔爆型電氣設(shè)備的標(biāo)志為“d”，礦用隔爆型防爆電氣設(shè)備的標(biāo)志為“Exd”。 其防爆原理是：將電氣設(shè)備的帶電部件放在特制的外殼內(nèi)，該外殼具有將殼內(nèi)電氣部件產(chǎn)生的火花和電弧與殼外爆炸性混合物隔離開的作用，并能承受進(jìn)入殼內(nèi)的爆炸性混合物被殼內(nèi)電氣設(shè)備的火花、電弧引爆時(shí)所產(chǎn)生的爆炸壓力和溫度，而外殼不被破壞；同時(shí)能防止殼內(nèi)爆炸生成物向殼外爆炸性混合物傳爆，不會引起殼外爆炸性混合物燃燒和爆炸。,這種特殊的外殼叫“隔爆外殼”。具有隔爆外殼的電氣設(shè)備稱為“隔爆型電氣設(shè)備”。 隔爆型電氣設(shè)備具有良好的

32、隔爆和耐爆性能，被廣泛用于煤礦井下等爆炸性環(huán)境工作場所。 隔爆型防爆電氣設(shè)備的安全性僅次于本質(zhì)安全型防爆電氣設(shè)備，可用于煤礦井下各種場所。 大功率電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)選隔爆型電氣設(shè)備。 隔爆型電氣設(shè)備宜將接線腔與主腔分腔布置，因?yàn)橹髑灰话阌薪佑|器等設(shè)備，工作時(shí)會產(chǎn)生電弧、電火花和危險(xiǎn)溫度，而接線腔需打開接線，工人操作不當(dāng)很容易造成失爆。,4.3.4 增安型 增安型電氣設(shè)備的標(biāo)志是“e”，礦用增安型防爆電氣設(shè)備的標(biāo)志為“Exe”。 增安型電氣設(shè)備的防爆原理是：對于那些在正常運(yùn)行條件下不會產(chǎn)生電弧、火花和危險(xiǎn)溫度的礦用電氣設(shè)備，為了提高其安全程度，在設(shè)備的結(jié)構(gòu)、制造工藝以及技術(shù)條件等方面采取一系列措施，從

33、而避免了設(shè)備在運(yùn)行和過載條件下產(chǎn)生火花、電弧和危險(xiǎn)溫度，實(shí)現(xiàn)了電氣防爆。 增安型電氣設(shè)備是在電氣設(shè)備原有的技術(shù)條件上，采取了一定的措施，提高其安全程度，但并不是說這種電氣設(shè)備就比其他防爆型式的電氣設(shè)備的防爆性能好。,增安型電氣設(shè)備的安全性能達(dá)到什么程度，不但取決于設(shè)備的自身結(jié)構(gòu)型式，也取決于設(shè)備的使用環(huán)境和維護(hù)的情況。 能制成增安型電氣設(shè)備的僅是那些在正常運(yùn)行中不產(chǎn)生電弧、火花和過熱現(xiàn)象的電氣設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備。 增安型防爆電氣設(shè)備的安全性低于本質(zhì)安全型和隔爆型，不得用于總回風(fēng)巷、主要回風(fēng)巷、采區(qū)回風(fēng)巷、工作面和工作面進(jìn)回風(fēng)巷。,4.3.5 澆封型 澆封型電氣設(shè)備的標(biāo)志為“m”，

34、礦用澆封型防爆電氣設(shè)備的標(biāo)志為“Exm”。 澆封型電氣設(shè)備的防爆原理是：將電氣設(shè)備有可能產(chǎn)生點(diǎn)燃爆炸性混合物的電弧、火花或高溫的部分澆封在澆封劑中，避免這些電氣部件與爆炸性混合物接觸，從而使電氣設(shè)備在正常運(yùn)行或認(rèn)可的過載和故障情況下均不能點(diǎn)燃周圍的爆炸性混合物。,澆封型電氣設(shè)備有整臺設(shè)備澆封的，也有部件澆封的。對于采取澆封防爆措施的澆封型部件不能單獨(dú)在爆炸性環(huán)境中使用，必須與使用該部件的防爆電氣設(shè)備組合后才能在爆炸性環(huán)境中使用。 常用的澆封型電氣設(shè)備或澆封型部件主要有電池、 蓄電池、熔斷器、電壓互感器、電機(jī)和變壓器繞組、電纜接頭等。 澆封型防爆電氣設(shè)備根據(jù)其使用環(huán)境的不同有不同的要求，在煤礦井

35、下使用較少。,4.3.6 特殊型 特殊型電氣設(shè)備的安全性能低于其他類型的防爆電氣設(shè)備。 煤礦井下常用的特殊型電氣設(shè)備有礦燈、蓄電池電機(jī)車等。 礦燈的安全措施有電池短路和過流保護(hù)，防護(hù)玻璃破碎后燈泡自動(dòng)彈出等。,冷光源解決了燈泡破碎后帶電燈絲引爆瓦斯的問題，其安全性優(yōu)于白熾燈礦燈，如果再在蓄電池中增加限制輸出電流和電壓的雙重化本質(zhì)安全電路，安全性將進(jìn)一步增強(qiáng)，可解決礦燈、開關(guān)和燈繩（礦燈電纜）的本質(zhì)安全防爆問題。 蓄電池中沒有限制輸出電流和電壓的雙重化本質(zhì)安全電路的礦燈，其安全性較低，當(dāng)瓦斯達(dá)到爆炸濃度時(shí)嚴(yán)禁開關(guān)特殊型礦燈，防止礦燈開關(guān)電火花引起瓦斯爆炸。,4.3.7 礦用一般型 礦用一般型電氣

36、設(shè)備是一種沒有采取任何防爆措施，用于煤礦井下無瓦斯、煤塵爆炸性混合物場所的電氣設(shè)備。 礦用一般型電氣設(shè)備與一般電氣設(shè)備不同，它在絕緣、爬電距離、電氣間隙、防潮和防塵、井下運(yùn)行條件諸方面均有特殊要求，銘牌的右上方有明顯的“KY”標(biāo)志。,低瓦斯礦井井底車場等非爆炸性環(huán)境，可以使用礦用一般型電氣設(shè)備；但有條件時(shí)，宜選用礦用防爆型電氣設(shè)備，而不使用礦用一般型電氣設(shè)備和架線電機(jī)車。 煤與瓦斯突出礦井嚴(yán)禁使用架線電機(jī)車和礦用一般型電氣設(shè)備。 當(dāng)煤與瓦斯突出時(shí)，在突出壓力的作用下，瓦斯可進(jìn)入進(jìn)風(fēng)大巷等，設(shè)置在進(jìn)風(fēng)大巷和井底車場的架線電機(jī)車和礦用一般型電氣設(shè)備的電火花和危險(xiǎn)溫度會引爆瓦斯。,河南省鄭州煤業(yè)集團(tuán)

37、大平礦“10.20”特別重大瓦斯爆炸事故和黑龍江省龍煤集團(tuán)鶴崗分公司新興煤礦“11.21”特別重大瓦斯爆炸事故，就是煤與瓦斯突出后，在突出壓力的作用下，瓦斯進(jìn)入進(jìn)風(fēng)大巷等，設(shè)置在進(jìn)風(fēng)大巷的架線電機(jī)車及其架線產(chǎn)生的火花引起瓦斯爆炸，造成兩起死亡百人以上特別重大瓦斯爆炸事故。,4.3.8 嚴(yán)禁假冒偽劣產(chǎn)品下井使用 嚴(yán)把電氣設(shè)備下井關(guān)，查礦用安全標(biāo)志證、查防爆合格證、查電氣間隙、查隔爆間隙等。 嚴(yán)禁假冒偽劣產(chǎn)品下井使用。 筆者作為國務(wù)院事故調(diào)查專家組組長，在多起煤礦特別重大事故中，發(fā)現(xiàn)“沈陽防爆電氣廠”等假冒防爆電氣設(shè)備。,4.4 其他煤礦電氣安全關(guān)鍵技術(shù)問題 4.4.1 延時(shí)保護(hù) 為防治低電壓造成過流，引起電氣火災(zāi)，電氣設(shè)備設(shè)有欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)。 當(dāng)電壓瞬降時(shí)，沒有延時(shí)的欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)，將會造成局部通風(fēng)機(jī)停風(fēng)，造成瓦斯積聚，進(jìn)而引起瓦斯爆炸事故。 因此，井下電氣設(shè)備的欠壓保護(hù)和失壓保護(hù)應(yīng)有延時(shí)措施，減少局部通風(fēng)