礦用調度通信網絡建設的可行性分析

胡松華 肖迎春

摘 要：礦山的環境特殊，傳統的生產和安全管理工作通信手段已經開始不能滿足礦用調度的需求，生產和安全的標準等級比較低，亟需一套集監督、管理、預警、指揮為一體的礦用調度通信網絡。為了提高礦用調度通信網絡在礦山生產和安全管理工作中的應用水平，本文在將分析礦用調度通信網絡系統選型的基礎上，從各個角度探討系統的應用方法，為礦用調度通信網絡建設提供可行性的依據。

關鍵詞：礦用調度；通信網絡；建設可行性

1 礦用調度通信網絡建設的系統選型

傳統的礦用調度通信方法，是應用電纜通信和光纖通信的手段，這兩種監測監控方式需要通過復雜的布線，不僅難度大，而且成本高，一直以來都不能滿足礦山生產和安全管理的礦用調度通信需求。為此，筆者認為有必要對礦用調度通信網絡系統進行重新選型。礦用調度通信網絡系統必須滿足功耗小、體積小、應用方便、信號覆蓋面廣、抗干擾能力強、成本費用低等。為了適應礦山的礦用調度通信需求，這種類型系統的結構要安全可靠，而且技術先進，同時具備系統開放性、設備可擴展性、價格經濟性的基本條件。鑒于礦山的復雜環境，在礦山惡劣生產環境影響下仍然能夠安全生產，并且滿足礦山近期和遠期的產品發展技術升級需求，需要在礦山生產規模擴大的同時，預留一定的擴展空間。以上礦山的危險性因素，要求礦用調度通信網絡系統在選型的時候，進行無死角全方位監控，筆者認為可采用視頻監控、環境參數監控、關鍵設備監控、地壓監控等礦用調度通信方式，全盤掌控礦山生產相關的炸藥室、提升運輸系統、風速、風壓、溫度、風機等情況。以此為依據，系統的監測監控要求具備綜合性能力，譬如礦井，考慮到布線的復雜性和設備安裝維護的成本費用較高，采用Zigbee無線通訊技術通信系統，將礦井采集終端的數據，通過無線傳輸的方式，分別傳送到地面監控分站和井下監控分站，經綜合整理之后，通過光纖傳輸到光端機，最后監控中心將信息經過整理后，以監控大屏幕、打印機、互聯網遠程監控的方式，實時展示出來。這種礦用調度通信方式的即時性特征非常明顯，而且信息的處理速度快，在目前國內外很多礦山開發中被廣泛應用。

2 礦用調度通信網絡系統建設的方法

為了提高礦用調度通信網絡系統在礦山開發中的應用水平，筆者認為有必要對相關應用方法進行捋順，在設計好系統通信網絡控制點之后，布置好通信網絡基站，以及做好通信網絡系統的安裝維護工作。

2.1 礦用調度通信網絡控制點

首先是視頻調度通信網絡系統。該系統主要用于監控提升系統、關鍵地點、有害系統，通常安裝在井口調度室、提升絞車房、井口、井底、調車場、炸藥室、采場入口等，這些地點的事故發生率高，而且傷害程度高，其中提升系統和關鍵地點視頻通信網絡控制點設計的要求是能夠確保系統性能的穩定，而且不影響監控通信的清晰度，在光線不足的情況下，能夠自動啟動夜視功能，而有害氣體的視頻通信網絡控制點布設要求是能夠24小時不間斷監測有害氣體的濃度，并且在達到安全濃度之前，自動發出報警信號。其次是環境參數動態調度通信網絡系統。這種系統主要監測風速、風壓、溫度，應用于回風港、測風站、終端采場、炸藥庫等，其中風速和風壓的通信網絡控制點布設，是將風速傳感器布置在采區無分支風流和無拐彎位置，其參數是CO濃度0.0024%、CO2濃度為為0.5%、風速小于0.15m/s，而溫度通信網絡控制點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的行人和行車安全，其參數是室內溫度保持34℃。再次是關鍵設備調度通信網絡系統，包括開關量和水位，前者主要監控風機、水泵、提升系統等設備的開關，其布設的基本原則是能夠實時監控設備運行狀況，并且能夠在發生緊急情況之后，自動發出聲光兼備的報警信號，而后者主要監控對象是井下水倉的水位，通過控制水泵開關，旨在掌握水倉水位的情況，其基本參數不能夠超過警戒水位。最后是地壓調度通信網絡系統。主要用于應力監測和位移監測，應力監測根據礦井下的生產情況，譬如采掘作業的工作面頂板、間柱、圍巖等位置，實施監控采掘范圍的變化情況，其參數是應力值大于臨界值，而位移監測是在采掘過程中，為防止中段大范圍頂板冒落，將礦用調度通信網絡系統安裝于采掘區域，對變動位移值進行監測。

2.2 礦用調度通信網絡基站布置

首先是安全礦用調度通信網絡系統中心基站，設置在行政辦公樓的調度指揮中心調度室，一般需要具有高性能水平，而且穩定性相對比較高的PA工控機2臺，其中一臺用于活動監測，另外一臺用于備份。在礦井作業的同時，將礦井的信息通過系統的共享和遠程傳輸功能，傳送到安全監控中心站，生成數據、報表和圖形，以供礦用調度通信人員展開礦井安全信息的分析，判斷礦井作業的安全狀況。其次是地面礦用調度通信網絡系統分站，即在地面通風機房監控室、地面生產系統控制室等，設置地面分站，通過單元傳輸的接口，形成覆蓋面廣的礦井安全監控調度通信系統聯網，是礦井作業規模擴大之后必須設立的調度通信網絡系統分站。再次是井下礦用調度通信網絡系統分站，設置于井底車場等位置，與傳感器的距離保持在300m以內，而且要方便工作人員的調試、檢驗和觀察，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。最后是礦用調度通信網絡系統的應用，離不開科學的安裝維護，需要安排專業的檢查維修人員進行定期維護，包括井下各個傳感器、聲光報警器、系統傳輸信號電纜、地面通訊線路等，而且礦井內要安排24小時的值班人員，負責每天對礦井生產礦用調度通信網絡系統運行情況的檢查，控制系統存在的誤差，以及協助安全監控調度通信網絡部門進行故障排除。

[參考文獻]

[1]楊天容.礦用調度通信網絡的構思[J].陜西煤炭，2011，（6）：94-95.

[2]顧俊，霍振龍，徐茜亮.基于軟交換平臺的礦用調度通信業務系統的研究與實現[J].工礦自動化，2011，（1：）5-8.