煤矿人员安全监控系统

关键词：人员了以煤矿疏散

煤矿人员安全监控系统（共9篇）

篇1：煤矿人员安全监控系统

煤矿安全监控系统人员培训考试题

得分：

一、选择题（每小题3分，共18分）

1、煤矿井下电网电压波动范围是

A、220V、380VB、127V、660V、1140V 单位：姓名：C、90～110%D、75～110%

2、本质安全型防爆适用于。A、井下电气设备； B、全部电气设备； C、大功率电气设备； D、通信、监控、信号和控制等小功率电气设备。

3、矿用电气设备同一般电气设备相比具有如下特点： A、电气防爆、防护性能好、电网电压波动适应能力强、过载能力强、保护能力强、可靠性高 B、使用专用变压器、专用开关、专用电缆 C、瓦斯电闭锁、风电闭锁 D、使用专用变压器、专用开关、专用电缆、风电闭锁

4、本质安全型防爆电源

A、必须与其防爆联检合格的本质安全型负载配套使用

B、可以与其他本质安全型防爆电源并联使用

C、可以与其他本质安全型防爆电源串联使用

D、可以配接各种负载

5、矿井安全监控系统必须具有

A、甲烷断电仪全部功能

B、甲烷风电闭锁全部功能

C、馈电状态监测功能

D、断电与馈电状态不符声光报警功能

E、胶带输送机监控功能

6、回采工作面回风巷甲烷传感器的A、断电范围是回采工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备

B、断电范围是回风巷内全部电气设备

C、复电浓度是＜1.0%CH4

D、报警浓度是≥1.0%CH4

E、断电浓度是≥1.0%CH4

二、判断题（每小题3分，共24分）

1、当便携式光学甲烷检测仪的读数与传感器读数误差大于允许误差时，应以便携式光学甲烷检测仪的读数为准。（）

2、用于调校甲烷传感器的标准气体不是标准气样。（）

3、甲烷超限断电及甲烷风电闭锁的控制执行时间应不大于2s，其他控制执行时间应不大于30s。（）

4、安全监控工及检修、值班人员应经培训合格，持证上岗。（）

篇2：煤矿人员安全监控系统

故

障

处

理

安

全

措

施

池州市贵池区石门黄煤矿

石门黄煤矿人员定位系统故障处理安全措施

一、故障处理组织机构

为有效开展矿井人员定位系统故障预防和处理工作，矿井成立系统故障预防和处理办公室。

故障预防和处理办公室设在调度室

主任：陈登宝（机电科长）

成员：许人钢（安全监测工）、周银莲（安全监测工）、孙文友（安全监测工）、雷银红（机电工）、周金华（机电工）、及生产科各班队主要负责人。

篇3：煤矿人员安全监控系统

关键词：矿井,人员定位,安全管理,信息化

0 引言

目前, 在煤矿安全管理中还普遍存在无法有效监控入井人员、灾变救援时缺乏现场决策依据、安全措施贯彻难以有效监管等诸多安全管理难题。煤矿井下人员定位安全管理系统的使用是实现井下人员信息化、数字化管理及转变安全管理传统模式的重要方法。矿井人员定位安全管理系统集成了射频识别、无线通信、信息传输、计算机通信等信息处理技术, 具有井下人员考勤管理、实时定位跟踪、安全警示报警监测、安全管控、应急快速搜寻等功能[1,2,3]。

神东煤炭集团锦界煤矿是一座年产1 000万t的特大型高产高效矿井, 2008年装备了KJ133人员定位安全管理系统。目前开采的3-1煤、4-2煤这2个煤层的3个盘区全部装备了人员定位安全管理系统, 井下安装34台定位分站, 投入1 500张识别卡。本文将着重介绍人员定位安全管理系统在锦界煤矿安全管理中的应用情况。

1 人员定位安全管理系统的构成及原理

人员定位安全管理系统由数据采集服务器、数据通信接口、定位分站、定位器、识别卡、电缆、接线盒和其它必要设备组成, 如图1所示。

人员定位安全管理系统的工作原理:定位分站的无线数据通信模块将低频加密数据载波信号经定位器向外发送, 井下人员随身携带的识别卡进入定位器工作区域后被激活, 同时将载有目标识别码的加密信息经识别卡内高频发射模块发射出去;定位器接收到识别卡发来的载波信号后, 经定位分站的主板通信模块接收处理, 提取出目标识别码, 通过数据通信接口传输至地面数据采集服务器, 从而实现井下人员自动定位跟踪管理功能[4,5]。

2 系统在煤矿安全管理中的应用

人员定位安全管理系统具有较强的安全管理功能, 可以有效解决煤矿井下安全管理中存在的诸多难题, 具体体现在以下几个方面:

(1) 工作面劳动组织、超时作业查询管理

系统对识别卡进行统一编号管理, 并将每一位员工对应的信息录入到系统数据库中。每一张识别卡对应员工的基本信息, 包括姓名、年龄、性别、所属班组、工种、职务、本人照片等。通过系统考勤及报表查询功能, 安检部门可以检查工作面当班劳动组织中瓦斯检查工、电钳工、班组长、跟班干部等特殊工种和管理人员是否按规定要求配置出勤, 人员定岗、跟班是否到位, 是否有超时作业现象等, 从而强化煤矿安全管理的基础工作。

(2) 安检人员、瓦斯检查工、科室跟班人员巡回检查管理

煤矿安全管理部门和矿领导可以通过人员定位安全管理系统对安检人员、特殊工种及科室跟班人员的巡检查情况进行人员轨迹查询, 可查找每个人员在某个时间段内所经历的路径, 并可进行人员活动轨迹回放。通过轨迹查询可获取有关人员在任一地点的到/离时间、工作时间等一系列信息, 可以督促和落实巡检人员是否按规定要求巡检, 从根本上消除因巡检措施落实不到位而导致的安全隐患或事故。

(3) 安全调度、救援呼叫应用

系统通过联网可实现远程终端信息显示功能, 并可实现信息多点共享, 供多个部门及领导同时在不同地点查看信息。系统程序通过计算机能够显示出矿井巷道和井下人员的数量及分布示意图, 并显示出每个人员的相关信息。井下人员遇到险情时, 可以通过佩带的识别卡主动发出求救信号, 调度人员接到系统报警后, 立即启动应急预案开展救助;同时, 调度人员接到险情报告时, 可以通过系统的呼叫功能, 向受险情威胁的相邻区域人员发出呼叫撤离信息, 通知人员提前撤离危险区域, 避免事故的发生或扩大。

(4) 禁区报警

利用系统的禁区报警功能, 安全管理和通风部门可以设定井下不安全区域。人员进入该区域时, 系统可发出声音报警, 并显示进入禁区的人员姓名;调度值班人员接到报警信号后, 可立即执行相关安全管理程序, 指挥人员撤离不安全区域。

(5) 井下救灾演习时的应用

矿井实施救灾演习、反风演习或工作面顶板强放爆破等风险较大的方案时, 可以通过人员定位安全管理系统查询井下受影响区域内的人员和车辆, 便于指挥人员、车辆撤离危险区域;在演习或作业开始前, 可通过该系统查看人员是否完全撤离, 从而有效避免井下险情或事故的发生。

(6) 灾变时的救助信息查询

井下发生水、火、顶板等灾变事故时, 地面主机能显示事故地点及其可能波及区域的人员数量、位置等人员信息, 便于制定科学的救援方案, 及时开展有效的救援, 可大大提高抢险效率。

3 结语

锦界煤矿人员定位安全管理系统投入运行2年来, 维护管理到位, 性能稳定。该系统安全管理功能的应用, 使得煤矿生产安全调度的效率得到了很大提高, 减少了因安全检查不到位带来的隐患, 基本杜绝了员工违章作业和超时作业现象, 大大提高了矿井的防灾、抗灾能力。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社, 2005.

[2]国家安全生产监督管理局.AQ6210—2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[3]国家安全生产监督管理局.AQ1048—2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范[S].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[4]李伟, 崔建明.基于ZigBee和GIS的井下人员定位系统的设计[J].工矿自动化, 2010 (2) :67-69.

篇4：煤矿人员安全监控系统

【关键词】GPRS技术；读卡器；数据传输

【中图分类号】X913 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0190-02

引言

随着数字蜂窝网络GSM在全球的广泛应用和人们对无线数据应用的迫切需求，GSM系统的分组交换无线数据业务GPRS（GeneralPacketRadio Server）也逐渐推广普及。煤矿井下生产由于特殊的工作环境和复杂的地质条件的限制，要实现上级部门的管理系统和实际生产部门（矿井）之间的数据的传输和资料的收集会很困难。在这种情况下，若选用有线电缆或者是光纤敷设则会提高企业成本并不一定会取得良好的效果，此时若采用GPRS无线传输的模式，则会取得最好的效果。

1、GPRS技术简介

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线业务的简称，由基于TDMA方式的GSM系统实现，基本功能是在移动终端和Internet网络的路由器之间传输分组数据。GPRS网络是移动业务与数据业务结合的多功能网络，为GSM网络向3G的进一步推进提供了基础。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。

GPRS数据通信终端通常采集了SIM卡以进行无线连接，标准的RS232接口或者USB接口用以配置内部自动网络连接，并集成协议处理模块进行GPRS协议处理。根据一般远传系统的构成结构，本系统中GPRS组网构成如图1.1所示：

2、西门子MC55通信模块介绍

MC55模块是西门子公司推出的GSM/GPRS三频模块，是当今市场上尺寸最小的三频模块。主要为语音传输、短消息和数据业务提供无线接口，MC55的端到端连接器是通过50针0.5 innl宽的引脚连接到芯片应用平台的。50个引脚用于控制各个逻辑单元，传输数据和音频信号，并供给功率提供队列。模块内部集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，适合于开发一些GSM/GPRS的无线应用产品，如移动电话、PDA、远程测量、定位和导航等系统和产品，应用范围十分广泛。MC55的系统功能特性如下：

支持GSM900/DCSl800/PCSl900三频。

支持数字、语音、短消息。

支持GSM07.07和GSM07.05增强型AT命令集。

高集成度：体积超小35*32.5*2.95mm，仅5.5g；

电流消耗：休眠状态为3mA，空闲状态为15mA，发射状态为260mA（平均），1.6A峰值；

温度范围：20～55摄氏度；

3、GPRS数传模块设计

MC55是目前尺寸很小的GPRS模块，内嵌TCP/IP协议栈，支持分组业务功能，具有很高的可靠性和易用性，很适合在无线终端中作为通讯模块。MC55有50个引脚，按功能可以分为四个功能模块：电源充电管理，双串口，双音频接口，SIM卡棒口。通过50针0.5mm宽的引脚端到端连接器连接到芯片应用平台。MC55的50个引脚用于控制各个逻辑单元，传输数据和音频信号，并供给功率提供队列。一个多用途的音频概念提供各种各样音频接口，每种接口都可用在端到端连接器上，微控制器利用AT指令，可以轻松地来回接通1个数字音频接口（DAI）和2个模拟音频接口，并且选择不同音频方式的命令。MC55在单电源3.3V～4.8V下工作，在系统设计时使用锂电池供电，为使MC55模块能正常工作，还需要加入以下电路。

1）SIM卡接口

模块支持外部SIM卡，可以直接与3.0V的SIM卡或者1.8V的SIM卡连接。在MC55的基带处理器上有一个综合SIM接口，他直接接线到主机接口（端到端连接器），用于连接到外部的S1M卡座。SIM卡有6个引脚CCCLK，CCVCC，CCIO，CCRST，CCIN以及CCGND分别对应接在MC55的第1到第6个引脚上。为保证EMC（电磁兼容性），模块的连接器和SIM卡座的引脚之间的距离不要超过20 cm，为了达到最佳的效果，在SIM支架下敷设一层铜隔离网，该层敷铜与SIM卡的CCGND引脚相连。CCVCC和CCGND之间的两个电容要离引脚尽量近，并且走线尽量阻抗低，以滿足规范要求。另外50根扁平适配线长度也不能超过20Ccm。SIM卡连接的电路如图3.1所示。

2）MC55与S3C44BOX的接口电路

MC55与微控制器之间是通过串口进行连接的，系统中使用MC55的串口O与S3C44BOX的串口1来实现TCWIP网络通信，微控制器通过AT指令来实现与MC55之间的命令和数据交换。MC55的开关机、工作方式、工作状态等均由S3C44BOX控制。它与S3C44BOX的接口电路如图3.2所示。MC55的50个引脚中电源引脚有5个，且电压都是3.3～4.8v，因此这里将5个引脚连在一起，直接接到外部电源上，同时为了减少电磁干扰，在电源和地之间加了IOOPF的小电容，MC55使用专用的Intemet网络AT指令连接网络，通过引脚GACTIVE，GSMIGT，GSMRST，TXDl，RXDl，RTSl，CTSl，DSRl，DTRl，DCDl，RLl与S3C44BOX一起协同工作，完成无线的数据传输功能。

至此，GPRS数传模块设计已全部完成，MC55上电后，即能正常工作。

4、GPRS无线传输实现过程

GPRS模块采用的是MC55模块，该模块是即插即用的，本身已经实现了PPP/TCP/IP协议。在设计时，因为串口的速率可以达到115.2 kbit/s，而GPRS远程通讯的理论最高速率170kbit/s，实际速率通常为30～70kbit/s，因此串口速度满足我们远程数据传输的要求。我们就利用9针串口来实现数据的传输。微控制器S3C44BOX和MC55之间通过串口连接，因此只需此部分驱动串口即可。

因此设备不需要时时刻刻都向上级管理部门进行数据传输，所以在本设计中采用中断方式驱动UART。对串口O的操作包括这几个函数。

Uint Uart0 init（void）

功能描述：初始化串口O，设置其工作方式为模式1，8位UART，数据传输率为可变；

void uartO sendbyte（void）

功能描述：向串口。发送字节数据，并等待发送完毕。

void uart0 sendstr（uint8 con*str）

功能描述：向串口。发送字符数据，并等待发送完毕。

char UaxtO Receive（void）

功能描述：将数据送到232接收缓冲区。

5、总结

篇5：煤矿人员安全监控系统

关键词：煤矿安全；井下人员定位系统；监控；数据采集。

沁新煤矿是沁新集团的前身企业，始建于1967年，原属国有县营煤矿，现生产能力为年产原煤90万吨,是长治市最大的优质主焦煤基地，是国家煤炭部认定的部级质量标准化矿井之一。为保证矿井的安全生产，沁新煤矿引进安装了KJ90井下人员考勤定位管理系统，系统采用实时的网络化拓扑结构，具备完善的井下人员定位考勤管理安全监控、生产监控等功能，可对全矿井上、下环境参数及全矿各主要生产环节的生产过程，进行实时数据采集、传输、处理、显示、打印，并能实现系统进行集中的的监控。

一、煤矿井下人员考勤定位系统技术方案系统总体设计思路：煤矿井下人员考勤定位系统涉及计算机软件、数据库、电子电路、防爆本安电源、数字通讯、无线识别技术等方面。因此，在设计方案时，除了考虑其功能外，在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。项目方案由主传输平台、井下人员监测分站、无线编码发射器等设备组成系统，通过井下人员监测分站进行数据采集到主系统SQL SERVER数据库进行后台数据交换，从而实现井下作业人员监测及安全管理。系统总体设计主要体现在：

1、实现煤矿井下作业人员进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字矿山的目标。

2、为煤矿管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控等多方面的管理信息，一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道该作业面工作人员及其数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

3、系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。系统设计方案：

系统遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”的原则，按准许上岗人员和班组实行“一人一卡”制，该标识卡可视为“上岗证”或“坑道准入证”。具体方案：煤矿生产单位在井下坑道、作业面的交叉道口安装井下分站设备。煤矿生产单位向下井工作人员颁发并装备标识卡（标识卡装在矿帽内）。系统数据库记录该标识卡所对应人员的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、有效期等基本信息。生产单位对该标识卡进行授权后即生效。授权范围包括：该员工可以准入的坑道或作业面。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面，系统设置该卡准入坑道或作业面的时效管理模块及卡的失效、报失等。进入坑道的工作人员必须随身携带标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别，系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通过的地点、时间等资料传输到地面监控中心进行数据管理；如果采集的卡号无效、或进入限制通道，系统将自动报警，监控中心值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。坑道一旦发生安全事故，监控中心在第一时间内可以知道被困人员的基本情况，便于事故救助工作的开展。系统可自动生成考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。

二、系统主要特点（系统的构成和功能）

系统由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分组成，用于完成信息采集、识别、加工及其传输，由这两部分软件共同支撑着整个系统的运行。硬件系统由井下分站设备、发射天线、接收天线、天线调谐器、阅读器和标识卡组成，用于完成信息采集和识别，从而实现预设的系统功能和信息化管理目标。其中硬件系统包括：

井下分站设备：由人员信息采集处理板、人员信息传输处理板、隔爆电源、备用电池、嵌入式软件组成。其主要功能是完成对人员识别编码输出信号的采集、处理、与地面计算机的双向通讯及供电等。

发射天线：用于发射无线电信号以激活KGE26标识卡。接收天线：接收KGE26标识卡发出的无线电信号。

标识卡：由嵌入式处理器及其软件、卡内发射和接收天线、收发电路和高能电池组成，其工作在两个频点上，全双工通信。作用：KGE26标识卡平时处于睡眠状态，当进入系统工作区后，被发射天线发出的无线电信号激活，发射出唯一的加密识别码无线电信号。卡内高能电池为标识卡正常工作和发射315MHz的电磁波提供能量，卡内电池一次性可使用70万次以上(卡内电池可更换)。

数传接口：主要由电源板、信号转换板及安全栓组成，完成通讯信号的转换和本安与非本安运行环境的隔离。

人员定位管理软件：实现对井下人员的监控信息的采集、分析处理、实时显示、数据库存储、报表打印等功能。

1、系统构成网络连接图图1 煤矿井下人员考勤定位系统连接示意图

2、优点

有自主知识产权和自有技术标准体系。

远距离识别，无需将标识卡靠近读卡设备读卡。标识卡携带方便。

系统的正常工作不受环境变化的影响，保证在恶劣环境下24小时能够连续正常运转。

系统运行安全、稳定、可靠、误码率几乎为0。

具有信息防碰撞功能，可同时识别30个以上的标识卡。

信号穿透力和绕射力强，系统识别标识卡可做到无方向性。

识别距离不小于9米，最大可到15米，且识别距离1～15米可以调整。无对人体伤害的微波电磁污染，信息的安全性和保密性能高。可靠识别快速移动目标（即射频卡）。

标识卡低电量双重显示，即标识卡低电量时会出现黄色指示灯，同时标识卡低电量的信息将通过系统传送到后台计算机，后台计算机会出现低电量信息提示，便于通知用户更换卡内电池。标识卡内的高能电池容量可使用2.5年，即2.5年更换一次电池，标识卡的寿命周期可超过10年。系统安装、维护方便。图2煤矿井下人员考勤定位系统网络构成示意图 3.煤矿井下人员监测及安全(考勤)管理软件

煤矿井下人员监测及安全管理系统软件是采用VC开发的集数据采集与信息处理的综合数据库管理系统。本系统是以 SQL Server 7.0数据库为主的Client/Server模式开发而成的，共有操作员登录、实时显示、数据查询、数据统计、个人编码器管理、人员活动轨迹、系统维护七个模块。

图3 大屏幕显示

三、结束语

该系统采用实时的网络化结构，地面网络采用以太网，井下网络采用本安的数据高速公路网络，具有较强的接口功能和网络功能，为煤矿企业实现信息管理现代化提供了先进的技术手段。沁新煤矿井下人员定位考勤管理系统运行后，对于井下人员的考勤管理、瓦斯巡检员的跟踪、井下人员的搜救工作起到了良好的保证，在煤矿安全生产和现代化管理中发挥了重要的作用。参考文献:

[1] 王显政等.煤矿安全新技术[M]，北京:煤炭工业出版社，2002 ［2］崔景岳.矿山监控技术［M］，北京：煤炭工业出版社.1994

［3］孙继平.矿山监测与控制［M］，北京：北京工业大学出版社.1990 ［4］何立民.单片机应用系统设计[M]，北京:北京航空航天大学出版社，1990

篇6：煤矿人员定位系统

地面部分——人员信息采集处理中心，也称监控主站。主要以通讯接口、专用人员监测管理软件和监控主机、打印机、监视器等组成。

井下部分以人员定位分站作为井下人员编码信息无线检测处理的基本单元。它可连接防爆兼本安电源、低频发射天线和高频接收天线。

井上井下是通过一根二芯矿用信号电缆相连，完成监控主机与井下人员定位分站之间的双向实时通讯任务。

二、煤矿人员定位系统工作原理

系统人员定位分站将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；人员随身携带的标识卡进入发射天线工作区域被激活后（未进入发射天线工作区域标识卡不工作），即将加密的载有目标识别码的信息发射出去；接收天线接收到标识卡发来的载波信号，经分站接收处理后，提取出目标识别码经数据通信网络送至地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理。

三、煤矿人员定位系统功能

(一)人员检测功能

随时通过无线检测人员携带卡的编码信息。

(二)传输信息功能

所有人员跟踪定位分站传送的人员编码数据，只用一根二芯传输电缆来完成。井下分站设备与地面监控主机之间信息的传输，由地面主机的通讯传输接口、传输电缆以及井下分站等组成信息传输系统，完成井下与地面信息双向实时通讯并设有光电隔离安全栅作为井下井上的安全隔离。

(三)系统数据处理功能

(1)显示功能

通过主机的CRT可显示下列内容：

人员跟踪定位信息滚动显示;

召唤查询显示人员检测信息和考勤信息;

以模拟图形方式显示矿井人员跟踪定位信息.(2)打印功能

打印人员录入基础数据;

打印人员考勤报表。

打印任意日期人员定位信息。

(3)存储记录功能

被检测的所有人员编码数据位置信息等，按不低于5分钟的时间间隔进行存储。

(4)设置和修改分站及人员基础数据

按指令提示菜单选择相应的操作，即可随时定义设置井下人员分站点的名称、地点，录入和修改人员信息并将数据库中。

(5)组网功能

篇7：煤矿矿井监测监控人员试题

一、填空题（每空1分×20=20分）

1、采区回风巷、一翼回风巷及总回风巷道内的临时施工的电气设备上风侧 m— m处应设置甲烷传感器。

2、装备矿井安全监控系统的矿井，每一个采区、一翼回风巷及总回风巷的测风站应设置，主要通风机的风硐应设置。

3、采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷必须设置甲烷传感器。掘进机必须设置机载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警仪。

4、防爆型煤矿安全监控设备之间的、信号必须为本质安全型信号。

5、《煤矿安全规程》规定：煤矿必须及时填绘反映实际情况的安全监测。

6、安全监控设备布置图和接线图应传感器、声光报警器、断电器、分站、电源、中心站等设备的位置、接线、断电范围、传输电缆等，并根据实际布置。

7、矿井监控系统一般由、、分站、电源箱、主站、主机、打印机、电视墙、管理工作站、服务器、路由器、UPS电源、电缆和接线盒等组成

8、井下煤仓、地面选煤厂煤仓应设置传感器。

9、甲烷传感器是矿井环境气体中及抽放管道内的装置。

10、安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每天必须使用校准气样和空气样调校1次。每天必须对甲烷超限断电功能进行测试。

二、选择题（每题2分×10=20分）

1、“历史曲线”可显示。

A 2分钟平均值曲线 B 5分钟平均值曲线 C 10分钟平均值曲线

2、低瓦斯矿井采煤工作面风流中的甲烷传感器的报警浓度≥1.0％；断电浓度≥ CH4。A 0.75% B 1.0% C 1.5%

3、掘进工作面风流中甲烷传感器距迎头必须＜ m。A 5m B 10m C 15m。

4、回风流中的机电硐室，必须在入风口处3～5m的范围内设置甲烷传感器，其报警和断电浓度必须≥ CH4。

A 0.5％ B 0.75% C 1%

5、监测监控系统必须具有防保护。A 水 B 雷电 C 尘

6、拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线、检修与安全监控设备关联的电气设备、需要安全监控设备停止运行时，须报告，并制定安全措施后方可进行。A 矿调度室 B 矿办公室 C 生产矿长

7、主要通风机的风硐应设置传感器。

A 压力 B 温度 C 一氧化碳

8、矿井应配备传感器、分站等安全监控设备备件，备用数量不少于应配备数量的 %。A、20 B、30 C、50

9、监测监控系统传感器至分站之间的传输距离应不小于 km；分站至传输接口、分站至分站之间最大传输距离不小于 km。A、2 10 B、2 20 C、10 2

10、为了保证数据在遭到破坏后能及时恢复，必须定期进行。A、数据维护 B、数据备份 C、病毒检测

三、判断题（每题2分×10=20分）

1、监测监控系统可以不安装避雷器。（）

2、中心站允许网络终端连接数是无限制的。（）

3、监测装置在井下连续运行6～12个月，必须将井下部分全部运到井上进行全面检修。（）

4、中心站设备的接地电阻，每两年应测试一次，保证其阻值小于2Ω。（）

5、存放未用的安全监测监控电池组（箱）应每月检验一次放电时间。（）

6、低浓度甲烷传感器经过4％以上高浓度甲烷冲击后，应及时进行校验或更换。（）

7、所谓本质安全电路，是指在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。（）

8、中心站主机和客户端计算机可以向其写入各种数据。（）

9、煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接，可以与调度电话电缆或动力电缆等共用。（）

10、掘进工作面使用2台局部通风机供风的，2台局部通风机都必须同时实现风电闭锁。（）

三、问答题（每题10分×4=40分）

1、矿井安全监测监控系统必须具备哪些功能？

2、《煤矿安全规程》对安全监控设备的供电电源有何规定？

3、装备矿井安全监控系统的矿井应在哪些设备上安设开停传感器？

篇8：煤矿井下人员安全疏散建模与仿真

煤矿生产是一种安全事故频发的高风险作业,当灾难发生时,有效的疏散通道和应急设施是确保矿工安全的重要保障。然而煤矿井下巷道布局复杂,无法开展大规模的疏散演练。参考文献[1]以避难硐室为基础,建立了以时间为主要参数的人员疏散模型,得出了评价人员逃生效率的安全疏散系数;参考文献[2]对煤矿井下人员疏散进行了计算机仿真模拟,验证了采用人员疏散模拟技术对矿井人员流动和疏散行为进行研究的可行性。为了评估井下人员安全疏散流程和应急设施布局的合理性,本文建立了煤矿井下人员安全疏散模型,并利用计算机模拟的疏散场景进行仿真,可为井下人员疏散提供有效参考。

1 模型构建

人员疏散的最基本特征是一种群体性的灾害逃生行为。由于环境、人员响应初始位置和个体行为都存在差异,建立煤矿井下人员安全疏散模型时,将群体划分为个体并研究疏散过程中的个体行为。采用拉格朗日法描述个体即成员的运动轨迹。

式中:x(i,t),y(i,t)分别为t时刻成员i在x和y方向的位置,i=1,2,…,n(n为疏散成员数量);U,V分别为t时刻成员i在x和y方向的速度。

1.1 网格设置

设置网格大小时考虑每个成员肩宽及成员之间适当的间隙,将巷道分成0.5m×0.5m网格,每个网格表示巷道的位置,网格可以为空,也可以被矿工或障碍物占用。

1.2 成员移动方向

物理学中正电荷总是从高电位流向低电位。鉴此,本文提出用“成员流势”代表疏散时成员与出口的距离。规定出口处网格的“成员流势”为0,与其相邻网格的“成员流势”递增1;若网格被障碍物占用,则“成员流势”设定为最大值1 000 000。依据此规定,网格的“成员流势”不断增加,可获得煤矿井下不同位置的“成员流势”分布情况如图1所示(阴影区域表示障碍物占用的空间)。

成员可以在4个相邻网格间自由移动,但在疏散时任何成员的有效移动方向由“成员流势”和网格实际占用的可能性确定。疏散模型中的成员总是向未被占用且满足一定概率的低“成员流势”的网格移动。成员在方向j(j=1,2,3,4分别表示前、后、左、右4个方向)上移动的概率为

式中:Bmin用于确定任何4个相邻网格是否存在“成员流势”最低的网格,若存在Bmin=1,若不存在Bmin=0;Oj用于确定任何4个相邻网格是否被占用,若占用Oj=0,若未占用Oj=1。

成员疏散过程中从其当前位置开始,每一步都选择其相邻的低“成员流势”的网格作为移动的目标网格[3],直至到达安全出口,这样该成员的疏散路径才最短、最省时、最安全。

1.3 成员移动速度

成员移动速度是疏散模型的一个重要参数,不同人群密度的成员移动速度不同。日本学者Togawa开发了基于网格矩阵分析的成员移动速度和人群密度的模拟系统[4],成员移动速度为

式中:v0为成员正常步行速度;ρ为人群密度。

当人群密度减小时成员移动速度会增加,但实际上成员移动速度不会无限制地增加,当其达到一定程度时将保持一个最大值。考虑到在灾难和特殊地理条件下的人员响应,成员移动速度最大值设定为1.5m/s(可根据实际情况重新设置),成员正常步行速度设定为1.3m/s。

1.4 疏散时间

当危险情况发生时周围环境会对人的行为产生影响。因此,对成员行为变化的推测,要在响应时间方面进行必要的调整[5]。将响应时间引入疏散模型中,则成员i的疏散时间为

式中:tp为灾害检测时间;ta(i)为成员i响应时间;trs(i)为成员i疏散到安全区域所需的时间。

其中

式中:int表示取整数;tmax,tmin分别为最大和最小响应时间;R为0~1的随机数。

疏散人群中某一成员从当前所处位置移动到安全出口处所需的疏散时间计算流程如图2所示。人群疏散时一个很重要的参数是最后一个成员疏散到安全区域的时间,其决定了总的疏散时间。

2 仿真实验

2.1 仿真条件

某煤矿井下工作面示意如图3所示。其中采煤工作面长100m、宽2m;轨道运输巷宽4m,被障碍物(如电缆、发电机、通风机、水泵等设备)占据的轨道运输巷允许疏散矿工通过的最大宽度为1 m;主巷道宽6m;与主巷道相连的避难硐室面积为10m×4m=40m２,且只有1 个进入避难硐室的出口。由于灾难发生时回风巷可能充满污浊的空气,矿工疏散时通过由实线箭头和虚线箭头指示的2条路径自由选择进入避难硐室。

考虑到煤矿井下的实际情况,将采煤工作面及附近区域的所有矿工添加到疏散成员组。假设有身体状况相同或相近的40个矿工在采煤工作面、10个矿工在主巷道和轨道运输巷,通过式(6)获取成员的坐标。仿真时设定灾害检测时间为10s,最大响应时间为20s,最小响应时间为5s,当最后一个矿工疏散到安全区域后整个安全疏散过程结束。

式中:Px,Py分别为成员在x,y方向的坐标;Xmin,Xmax分别为x坐标的最小值和最大值;Ymin,Ymax分别为y坐标的最小值和最大值;R1,R2为0~1的随机数。

2.2 仿真结果

通过仿真获得所有成员疏散到避难硐室的时间为520s,疏散过程中不同时刻成员的分布情况如图4所示(圆点表示疏散成员所处的位置)。同时通过仿真获取疏散人数、出口流量与疏散时间的关系曲线,分别如图5、图6所示。

从图4和图6可看出,距避难硐室较近的位于主巷道和轨道运输巷的10个矿工在400s内全部到达避难硐室,此阶段最大出口流量为3 人/s;从图5和图6可看出,400s后疏散人数和出口流量急剧增加,400~450 s时出口流量达到最大为0人/s,整个仿真过程中疏散人数和出口流量激增主要集中在400~520s,这是由于距离避难硐室最远的人员疏散时间最长,其决定了整个人群的疏散时间。

3 结语

煤矿井下人员安全疏散模型中采用网格对疏散通道进行划分,通过设置“成员流势”模拟人员通过出口的路径选择,同时考虑安全疏散时成员响应时间、移动速度和周围环境的影响,从而能直观显示井下人员疏散过程的动态变化,获取人员疏散时间及各时刻出口流量,可帮助评估煤矿井下人员疏散的影响因素,并为制定安全疏散方案提供数据参考。

参考文献

[1]李隆庭.基于井下避难硐室系统的煤矿应急模型研究[D].北京:首都经济贸易大学,2012.

[2]武爽,季经纬,赵平,等.基于数值模拟的矿井火灾疏散路径选取研究[J].中国煤炭,2011,37(10):89-92.

[3]杨雪,李占国,卢亚丽.多障碍情境下矿工紧急疏散建模及仿真[J].工业工程,2014,17(6):1-6.

[4]江成玉,李春辉,苏恒瑜.基于GIS的煤矿火灾救援管理系统设计[J].中国煤炭,2010,36(4):99-102.

篇9：煤矿人员安全监控系统

【关键词】煤矿；人员定位系统；井下；应用

0.概述

我国煤炭产量居世界首位，煤矿数量超过世界上其他主要产煤国家的煤矿总数，煤炭行业是我国国民经济和社会发展的支柱产业。安全是煤炭生产的头等大事，安全对煤炭生产起着保证、支撑和推动作用。近年来，国家针对煤矿安全问题采取了多方面的有力措施，但由于长期以来煤矿安全投入明显不足，煤矿企业安全装备严重缺乏，安全管理手段极其落后，国家煤矿安全形势仍然十分严峻。因此，加大煤矿安全投入，推广采用先进的煤矿安全装备与手段已成为煤炭行业迫在眉睫的必然需要。

同样，煤矿安全最重要的是保证矿工生命的安全，煤矿安全管理最重要的也是对矿工安全的管理，其中对矿工在井下工作位置的准确监测是实现保证矿工安全目的的基本前提。章村矿是一个老矿，巷道远、生产环节多、地质条件复杂，加上我矿三井承压开采9#煤，原有的生产管理和调度指挥模式已严重阻碍了企业的进一步发展，特别是安全管理难度很大，不能适应企业的做大做强。面对现实情况，不断加强灾害预防、事故救助等措施将事故带来的损失降至最低，已经成为当务之急。

随着科学技术的发展，如何能及时、动态的了解井下人员数量及分布情况，尤其对重点地区的实时监控，以便有效地促进该矿的生产管理和安全管理。将现代化的人员定位系统运用到生产中，为管理人员能够随时掌握井下人员的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

1.人员定位系统用途

人员定位系统包括井下人员的信息采集、传输、处理、存储并能配合计算机及其网络实现web信息发布的功能。用于对井下人员数量及分布情况进行监控并配有图形显示、人员管理、人员考勤功能。当事故发生时，可迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。是煤矿加强安全管理的必要手段。

2.系统原理及构成

KJ133型矿用人员定位安全管理系统，是面向现代矿井生产企业迫切的安全管理与人员管理需求，从矿井生产企业对矿工在井下工作位置的准确监测需求出发，应用最先进的射频识别与无线监控技术，研制出的具有自主知识产权的、国际领先的井下目标定位跟踪系统。本系统可解决既有井下人员考勤定位系统存在的问题，尽可能适应井下各种复杂地形条件，最大限度地满足用户的需要。本系统的显著特点是可实现井下各种巷道条件下的信号“全覆盖”，实现对井下人员、车辆、设备等目标的“全程的、实时的、连续的、精确的定位跟踪”，同时实现对井下人员的“实时无线寻呼”。

本系统主要设计思想包括：实现全矿井信号覆盖，包括弯道、岔道等复杂地形条件；单台监测分站的信号覆盖范围大，至少可达500米以上；可以实现精确定位；可以实现实时的人员跟踪定位管理；无线寻呼；无线双向数据通讯；大容量数据传输等。

人员定位系统的构成主要包括：井上中心控制计算机系统、井下KJF82型矿用人员定位分站、KJF82.1型矿用无线收发器、KGE39型矿用人员定位标识卡、KGE41型矿用射频定位器、系统传输通道等部分。

通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享，为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息，为他们监督、指挥、决策提供重要依据。

3.系统设计及需注意的几个问题

在实施中考虑可靠性、稳定性、易于管理维护和信号覆盖，根据章村矿开采时间长、巷道远、采面分布零散、生产环节多、人员分散的特点，考虑采用光缆作为主通信传输通道，分站、收发器加泄漏线的布线方式，需注意的几个问题：

（1）选用可靠的供电电源，安装可靠的电源保护器，避免电压的波动对设备造成影响。

（2）布线设计时长度要合理，避免出现盲区，影响监测效果。

（3）定位天线按要求接线和分站接口要接触牢靠。

（4）对定位器、标识卡要定期巡视，及时更换电池。

（5）井口验卡系统应能在人员上下井时发一次呼叫来验证标识卡声光及震动情况，来判别标识卡的完好。

4.应用效果及评价

该系统自安装运行以来，对我矿在安全管理、调度指挥、考勤管理等方面起到很大作用，受到很好的社会和经济效益。2011年3月下旬我矿举行的防水、防火演习就是通过人员定位系统发布撤退信息，并通过图形显示实时监测人员撤退情况，人员行走路线、到达位置及人员详细信息等都一目了然，提高了效率，受到很好效果。还可实现完善的考勤管理功能。如查询某人在任一时间段的活动轨迹；查询一人或多人每天人井次数及在井下的工作时间等一系列信息；可以督促和落实巡查人员(如瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等)是否按时进行各项数据测试和处理，从根本上杜绝人为因素造成的事故。

5.结束语

本系统虽是人员定位系统，但可以推广运用到对井下重要设备的监控上。建立完善的管理制度后，可对重要设备如综掘、综采设备在运输环节进行跟踪监测，方便调度指挥。同时计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表，可做为井下人员考勤系统使用。

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实时安全监控01-06