煤矿井下人员安全管理

关键词： 人员 了以 煤矿 疏散

煤矿井下人员安全管理（精选十篇）

煤矿井下人员安全管理 篇1

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.

煤矿井下人员考勤管理系统 篇2

湖北襄樊石开网络自主研发的煤矿井下人员考勤管理系统采用指纹识别/虹膜识别功能,集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，系统操作简单，方便快捷，识别迅速，误差率低，并可以提供具体的出勤率、上下井及各工种作业时间，有效地杜绝了代签考勤、虚报考勤、晚下井早上井等不良现象的发生。

系 统 概 述

由于煤矿井下作业人员、车辆等动目标流动性大，一旦下井后就无法确切知道他们所处的位置，当矿井发生事故时，就给救灾工作带来极大的困难。因此建设井下动目标跟踪系统至关重要。煤矿井下人员考勤管理系统采用目前最先进的2.4G无线扩频通讯技术，具有很强的抗干扰能力和高速数据传输速率，彻底解决了远距离、大流量、超低功耗、高速移动标识体和数据传输难题，实现矿井人员跟踪定位及考勤管理，清楚掌握每个井下人员的位置及活动轨迹，为事故抢险提供科学依据。

指纹考勤系统是根据指纹的唯一性、独特性和可分类性，引进世界上最先进的指纹识别技术，开发研制的一系列指纹考勤系统。本产品具有稳定性、灵活性、准确性等特点。广泛应用于政府机关、企事业单位、医院、银行、煤矿、酒店等人事管理部门。

指纹考勤系统是利用人体活体指纹所具有的唯一性、排他性而研制的最新一代人事考勤系统。它克服了传统打卡机、磁卡、IC卡等考勤方式在打卡、丢失等不足和缺陷，最为有效地杜绝了考勤管理中的人为因素，充分体现了考勤管理系统的公正，避免不必要的人事纠纷，为企业管理提供科学、可靠的考勤管理手段，是企业体现其管理形象、节约人力力、提高效率、杜绝漏洞的最佳模式。该系统采用指纹识别功能，集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，当职工上下井时，只用手指轻轻一点，提取、确认后就考勤成功。煤矿井下考勤定位系统采用指纹识别功能，集中采集全矿入井人员的指纹，并与入井人员的基本资料相对应进行存储，当职工上下井时，只用手指轻轻一点，提取、确认后就考勤成功。该系统操作简单，方便快捷，识别迅速，误差率低，并可以提供具体的出勤率、上下井及各工种作业时间，有效地杜绝了代签考勤、虚报考勤、晚下井早上井等不良现象的发生。煤矿使用指纹考勤系统以来，考勤率大大提高，在全矿形成了“人人出满勤，干满点，为安全生产做贡献”的良好局面，促进了企业安全、稳定发展。

指纹考勤机实现人、地、时三者合一，去除考勤虚假，为公司省去不必要的加班费用付出。对企业职员的人事出勤进行公正合理并有效、科学地管理已成为各单位面临的现实课题。指纹考勤机是利用指纹识别技术，集成考考勤件和人事管理软件的最先进的考勤设备。工作人员不必保管和携带各种证件(如纸卡或IC卡等等)，只要轻轻一按手指就可完成身份识别。确保考勤的公正，数据的准确。

指纹的唯一性彻底根除考勤中存在的虚假现象，只要员工上下班或外出轻轻按一下手指，系统自动记录员工的考勤情况。月底，管理人员操作电脑轻轻松松打印人事考勤报表，财务部门根据考勤数据进行处理轻松输出薪资报表。从考勤到工资管理全部电脑化，确保考勤管理的公正、公平、科学、准确。

指纹考勤系统是利用人体指纹的唯一性这一特性研制而成的人事考勤系统。准确记录全体员工的考勤时间，自动按时间段、按人员、按组等统计考勤信息，输出考勤明细表和统计表，通过电脑网络连接可以在管理机完成管理功能。每一个人可登记1-10枚指纹。在办公室或机房可以查看考勤状况。

它克服了传统打卡钟、磁卡、IC卡等考勤方式存在的代打卡、卡丢失等不足和缺陷，最为有效地杜绝了考勤管理中的人为因素,充分体现了考勤管理的公正，避免不必要的人事纠纷。它为企业管理提供了科学、可靠的考勤管理手段，是企业体现其现代化管理、节约人力财力、提高效率、杜绝漏洞的最佳模式。利用人体指纹的唯一性这一特性研制而成的石开考勤系统，不仅给单位提供了一种科学的考勤管理方式，而且使考勤管理更加简便快捷、客观公正。

我公司根据考勤管理的普遍性，推出了标准版指纹考勤系统，以适应大众化的需求；同时也根据不同单位的特殊要求，推出了石开专业版指纹考勤系统（分单机版、网络版）。根据不同用户单位的具体情况，我公司都提供了相应的考勤系统解决方案，使用户单位既能准确快速完成考勤工作，又能达到节省投资的目的。

指纹考勤功能：

1、无需携带任何考勤卡，只要轻轻一按手指即可完成签到；

2、可以配合小键盘、触摸屏，加快员工的签到速度；

3、可以管理复杂的各种上下班时间；

4、智能化处理算法，无需每月排班，无需频繁调班；

5、可同时处理多个班次考勤；班次设置灵活多样，只需拖动鼠标，各种考勤排班即可设置妥当；

6、不需额外设备，无须系统维护费用，节约配发、补发考勤卡成本；

7、方便、快捷的查询员工的出勤记录及修改历史、考勤例外及在岗情况，使管理人员能及时了解员工出勤状态，便天安排工作；

8、建立员工个人信息档案，便于企业进行人事管理；根据管理的需要输出多种报表；

煤矿井下人员定位系统的技术探讨 篇3

随着国家对煤矿安全的重视与监管力度不断加强，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，同时如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，实现管理的现代化与信息化已成为所有煤矿企业关心的课题。

关键词：井下人员定位、双机热备、传输平台、人员标识卡

中图分类号： TD745 文献标识码：A文章编号：1674-098X(2011)03(c)-0000-00

1前言

近年来，为进一步整顿煤矿安全生产，国家不断加大安全监管力度，要求各级安全监管部门要不间断监测各矿井的安全状况，消除安全隐患，避免煤矿安全事故的发生。为此，煤矿企业积极响应国家的相关政策，采取各种措施，不断提高安全管理水平和技术手段，纷纷建设相关的配套项目。其中，井下人员定位系统，由于能够提供井下准确的人员数量和精确位置，已逐步在煤炭行业中得到了越来越多的应用，为安全管理、灾害预防以及事故救助等提供了可靠的保障基础。

2系统概述

煤矿井下地质条件复杂，作业人员流动性大，一旦发生事故，就无法确切知道他们所处的位置，给救灾工作带来极大的困难。井下人员定位系统功能就在于：让我们能借助它实时了解井下人员及机车的流动情况、了解当前井下人员的准确数量及分布情况，查询任一指定下井人员当前或指定时刻所处的区域，查询任一指定人员本日或指定日期的活动踪迹。另外，作为下井人员考勤系统，统计与考核下井人员的出勤情况，可以对任一日期或指定日期段、任一指定月份，对下井人员进行下井次数、下井时间、下井班次等进行分类统计，产生人员考勤的日报表、月报表，便于考核，并能打印相关报表。可用来规范人员的活动，防止缺岗、串岗、迟到和早退，提高矿井生产效率，有效防止只考勤不下井或下井不考勤的情况，确保考勤统计数量与井下作业人员的数量完全一致。当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位系统所提供的数据，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。

井下人员定位系统是以井下移动人员和移动设备为监测对象，主要由地面调度中心、数据传输通道、无线数据监测分站、无线编码发射器、报警装置和电源等设备组成。其中，无线编码发射器代表目标特定身份的编码信号，由数据监测分站接收、处理后，通过传输通道传至地面调度中心。地面调度中心对接收到的包括时间信息、位置信息和目标特征码的数据进行处理，形成可供用户随时查询的多种应用文件或图表，实现了对井下人员和运输车辆位置进行监测等功能，具备了多种报警方式，并利用网络技术手段将国家监管机构、集团、矿区三级网络进行互联，实现了信息共享。

3系统组成与结构：

1、地面调度中心：

地面调度中心是对监测分站的信息和数据进行处理，并通过文字、图形、图像等形式，真实表现井下作业人员的当前状态和告警信息，并且根据要求，保存历史资料和进行统计分析。

一个完善的地面调度中心主要是由数据应用服务器、数据库服务器、WEB应用服务器、短信服务器、实时操作终端、打印机以及声光告警模块等组成。

当地面调度中心得到监控信息和数据时，将向数据应用服务器发出请求，数据应用服务器根据不同事务按照编制的软件进行处理，当应用服务器需要某些数据或要进行数据库操作时，就会向数据库服务器发出请求，这时数据库服务器响应，提供所需数据或完成请求操作，应用服务器得到响应完成处理向请求方发出响应，完成整个过程的处理。在这些处理过程中，数据应用服务器可以将被监控对象信息、状态实时展示在显示终端上，根据告警级别进行声光告警，并且还可以根据不同事务向短信服务器发出请求，通过手机短信向相关负责人发出有关信息，即使人在外地也可以通过互联网访问WEB服务器，在权限范围内查询被监控对象的实时状态和信息，另外，地面调度中心可进行丰富的业务管理，分析和统计各项数据，为高层管理人员提供决策依据,对不同管理员可设置不同的操作权限并在其使用过程中进行实时监控，

2、井下部分：

以人员定位分站、动态目标识别器、人员标识卡、矿用电源箱、矿用数据传输光端机等作为井下人员信息无线检测处理的基本单元。在井下主巷道、分支巷道和监测点等区域采用人员定位分站+矿用本安电源+动态目标识别器+矿用数据传输光端机的连接方式，与矿井工业以太网的交换机相连接，组网灵活、方便，同时可与矿井综合自动化系统并网运行。

3、传输平台：

煤矿井下人员定位系统是以工业以太环网（GEPON网）作为信息传输平台。各监测分站采用标准485通信方式，在井下建成环网以后，可直接通过GEPON环网传输数据与信息。

GEPON（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）是千兆无源光纤网络,采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和 TDM时分 MAC媒体访问控制方式，并能提供多种综合业务的宽带接入技术。其主要特点是成本低，带宽可动态分配，系统稳定，易于安装维护，故障率低，组网灵活，易于扩展, 适合于综合传输视频、数据、语音等信息。

主要技术参数

主干网络通信速率：1000Mbps；

主干网络传输距离：15km；

网络节点数：单台OLT支持4个环网，40个节点；

网络节点通信速率：10-100Mbps可调；

线路冗余切换时间：小于100mS。

4、数据库备份：

对于井下人员定位系统的软件部分来说数据库是十分重要的，一旦数据库出现问题造成数据丢失，将使整个系统瘫痪，无法运行。目前，在数据库服务器中安装的数据库，一般采用Sql Server 或Oracle等大型关系数据库管理系统。完备的数据库备份策略,对于发生自然灾害（如：火灾、水灾等）、病毒攻击、人为操作失误等造成的系统瘫痪，可以通过备份的数据迅速还原数据库，使系统在很短的时间内恢复正常运行。

数据库备份一般采取本机备份和异地备份，即在数据库服务器本机上进行数据自动备份，然后再将备份好的文件定期自动拷贝到其它地方的某一台计算机上，这样，系统数据库的备份策略将是十分完善和可靠的。

4井下人员定位系统遵循的基本设计原则：

4.1先进性、成熟性

使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得整个系统既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。

4.2可靠性、安全性

实时监控的不间断性，决定了在设计中必须考虑提高系统运行的可靠性，因此，系统在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都选用了高质量的材料，并采用了先进的防火墙技术，以确保安装的监控主机、分站、接收器、发射器与布线系统，能适应煤矿井下高温、高湿、瓦斯等严格的工作环境，实现了系统稳定。

4.3易操作性

以易于使用的图形人机界面功能，为信息共享与交流、信息资源查询与检索等提供了有效的工具。

4.4实时性

分站接收的信息和监控主机显示都能快速反映，充分满足实时性的需求。

4.5完整性

提供与各种外界系统通信的功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的运作上。

4.6互联性和扩展性

充分考虑将来需求的空间，所提供的系统平台与技术充分配合，满足未来功能及扩充项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。

5煤矿井下人员定位系统应具备的主要功能

5.1 报警功能：

对于指定的禁区，如果有人员进入，实时报警，并将报警信息以语音提示、弹出窗口等方式显示，并显示进入禁区的人员信息，对于井下矿工的求救报警，除了以上提示外，在采掘平面图或巷道布置平面图上能切换到求救人员的位置，并且闪烁；通过设定相应工种的下井时间，对超过时间的人員发出报警，并调出相关人员的信息。

5.2 人员轨迹和信息查询功能：

可查询当前井下人员的数量及分布情况。查找任一指定井下人员在某个时间段内的活动轨迹，并在图中画出实际的行走轨迹；选定某一区域，可获得当前该区域的人员信息，选定某一无线读卡器，可获得经过无线读卡器的人员信息和时间，以及所在区队班组、主要工作地点、每月下井次数、下井时间、每天下井情况等信息。

5.3 丰富的地图功能：

具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、图层控制、地图打印等功能。具有矢量图管理功能，能够对工程图进行矢量化和矢量图属性编辑功能，具有放大、缩小和移动功能，并能在矢量图上定位并显示人员的准确位置和基本信息(姓名、性别、年龄、单位、职务、通讯电话…)。能对入井人员信息按照工作单位、职务、工种等情况进行分类检索和报表打印输出。

5.4 紧急求救功能：

发生紧急事件时，通过矿工配带的无线编码器可主动发出求救信号，及时、准确地发现紧急情况，同时系统提供最佳逃生路线，最大程度上保证救援工作的及时性。

5.5 人员搜救功能：

遇到灾变等严重情况时，首先利用监测中心站最新的位置信息发现遇险人员的大致地点，然后利用手持的无线搜救仪去寻找定位卡，精确的寻找遇险人员位置。这样极大的方便了人员搜救，使遇险人员能够得到及时救助。

5.6 完善的考勤功能：

可与地面考勤系统互联，用来规范人员的活动，防止缺岗、串岗、迟到和早退，在实际运用中，提高了矿井生产效率，有效防止了只考勤不下井的情况，能分类统计，产生考勤日报表、月报表，便于考核，并能导出多种格式的报表数据，方便存储归档，确保了井下作业人员的出勤率。

6煤矿井下人员定位系统的技术特点

1、设备适应性强、无阻碍通过：

能对煤矿巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集，识别无盲区、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别多人，通行方式无限制，允许多人“成群接队"、“成组成群”通过，通过时不用作任何操作，无阻碍通过，不影响井下人员的正常通行和正常作业；

2、结构简单、可扩展性强、维护方便：

系统采用四级模式，专用动态目标识别器可根据用户需求灵活配置，并可随开拓进度随时扩容，配置分站及动态目标识别器越多定位区域越多，人员定位的位置越准确；设备采用模块化设计管理、维护方便；

3、设备可复用，减少投资：

人员定位系统网络可以和原有的安全监测系统共网复用，减少用户投资；也可以在人员定位系统网络中加各种类型的传感器，构成多功能的综合监测系统。

7结束语

近几年，通过对井下人员定位系统在煤炭行业的不断推广与应用，使我们充分认识到人员定位系统在煤矿应用中的重要性，该系统通过多硬件集成，特定软件辅助，组成了一个功能强大又结合生产实际需求的管理平台，提高了矿井安全管理水平和工作效率，实现了资源共享，保证了数据的准确性与完整性，为矿井的抢险救灾与安全救护，提供了可靠的数据信息。事实证明，煤矿井下人员定位系统是当今煤炭行业安全生产的充要条件，属于安全生产管理重要的组成部分。

参考文献：

煤炭科学研究总院常州自动化研究院 《工矿自动化 》2010年第4期 祁南煤矿人员安全监测系统的改造 汪彦峰

兴山煤矿井下人员管理系统的改进 篇4

兴山煤矿使用哈尔滨新天电子股份公司承揽的嘉科电子技术矿用人员管理系统已经运行三年多了, 借助系统实现了我矿人员调度生产考勤与管理的自动化数字化, 同时也成为我矿目前先进实用的管理手段, 对于我矿几十公里的区域检测采用了人员身份电子化信息, 能根据实际需要覆盖井下巷道, 通过对巷道移动目标进行非接触式信息采集、处理和自动识别, 从而实现对目标的跟踪定位。及时反映井下人员的定位区域, 实现人员跟踪人员身份界定, 为矿井安全管理提供信息。2009年我矿发生了特大瓦斯突出与爆炸事故, 该系统井下部分已被摧毁。第一时间对井下遇难人数和升井人数有了精确的定位, 为灾后人员的清点发挥了重要作用。由于使用过程中发现一些问题亟待解决。

2 问题的提出

2.1 原有光纤采用RS-485总线多路集中器 (RS-485HUB) 能够将RS-485总线变成放射形连接。结构简单, 自愈能力差, 应该给予改进。

2.2 当初的安装有四分之三的读卡器使用了专用电池供电经过一年多的运行一部分电池已耗尽电量, 由于电池不能充电, 逐步改造成交流整流供电方式。这就给今后的人员管理带来了一些漏洞。由于计划性停电事故停电及频繁的操作停电情况很多, 很容易造成信息丢失, 使读卡器搜索信息的准确率低。在光电转换装置的安装过程商家考虑到光端机使用5伏直流不停的工作耗电量较大配一次性电池浪费较大, 安装时为了方便直接配备交流127伏变压整流电源。使用专用电池供电时, 不能充电需定期更换, 价格昂贵, 长期投资, 只适用于读卡器供电。一旦光端机停电, 读卡器仍能识别存储尽6万条信息待光端机复电后再传输到计算机网络中去。虽然没丢信息但反映时间上有差别。

2.3 标识卡是智能卡安装在矿灯内部且使用纽扣电池周期约为6个月需经常定期更换, 很不方便;易被人提出他人携带, 或提出卡后用锡箔金属屏蔽投机取巧混工蒙过考勤关, 给投机者可乘之机;矿灯规格大小不一有的塞不进去只得手持携带。

3 解决的办法

3.1 光纤通讯链路:采用环网结构与过去放射形式相比自俞性功能好, 具有生存能力强, 网络传输稳定性和可靠性高等优点。使光纤环网拓展为我矿定位、广播通讯、视频服务三项整合统一。

系统组成示意图见图1。

原有KJ153型矿用人员管理系统经过整改后, 需要对系统扩容时, 通过增加KJJ111数据传输接口这一光传输设备用光缆连接起来, 组成光环网系统, 再从数据传输接口引出总线连接读卡分站。通过增加KJJ111数据传输接口设备后的扩容结构示意图如图2。

3.2 人员信息传输处理板选用KJ369型在多个技术层面上突破了技术瓶颈.预留传输分站KJJ111数据接口, 为将来视频服务、安全广播系统的拓展提供便利条件。

3.3 自制双电源给光端机, 读卡器供电即正常是由井下照明电源交流127伏变压整流供电, 当交流电中断切换到备用电路供电时必须有几十毫秒或更长的继电器切换时间这对由计算机构成的实时系统是不允许的为保证电源不中断, 无瞬变, 光端机, 读卡器均要采用交直不间断供电。所以它除了供给二次电源外还要对蓄电池充电或浮充。一旦运行中的电源停电, 备用的蓄电池立刻投入工作, 维持1~2小时的时间。这种密封免维护蓄电池是为了保证系统不间断供电。所以光端机, 读卡器始终工作。减少了电网电压瞬变对矿用人员管理系统的影响。保障了供电的连续性。但是尽管解决了问题, 自制的双电源无资质不具有本安准用证和煤安标志, 改进后的防爆性能不符合隔爆要求, 满足不了原厂产品的本安性能, 是不可取的。

3.4 增加一次性投入使用成型产品。隔爆电源;备用电池给予改进, 具备有煤安标志证和矿用隔爆兼本安型产品;

数据分站←读卡器←电源KDW0.8/127

嵌入式软件模块;矿用防爆交换机改进, 将原有光端机改进为环网交换机和数据传输接口;数据分站。读卡器安装在入井口、机道、主要运输大巷、采煤场子上下道入口掘开场子入口共计安装52台。覆盖了全矿所有巷道。

每台KJJ111数据传输接口有两路RS485通讯接口, 每个端口可以连接16台KJF92型读卡器分站。

3.5 标识卡安装在矿灯电池内部电源取自矿灯电池组, 使其具有照明和发射功能一则减少了他人携带卡的机率二则减少更换电池的费用。卡与电池整合安装为一体不用定期更换。每盏矿灯代表一名员工, 可以实现井下定位系统。

结束语

我矿井下人员跟踪定位系统把尖端的远距离射频识别技术网络、通讯技术和自动控制技术有机结合。通过以上的改进, 系统得到了完善, 使光纤环网、电源的技术性、合理性、连续性、可靠性增强。实现人员跟踪不丢信息, 杜绝了使用其它不正当手段进行入井考勤现象, 为我矿安全管理提供了最有价值的真实信息。

煤矿井下人员安全管理 篇5

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

如何实现煤矿井下设备全员管理 篇6

【关键词】煤矿井下；设备全员管理

1.设备全员管理概述

设备全员管理概念最先产生于上个世纪七十年代的日本，在日本全员生产管理的基础上，经过不断地发展，对煤矿井下设备的管理产生了积极的作用。设备全员管理目的在于实现设备综合管理的目标。设备全员管理理念认为，应将设备设计、选型、制造、购置、搬运、库存、安装、调试、使用、维修甚至报废环节，都纳入到设备管理的全过程中。所有与设备有联系的人员都应该参与到设备管理中，对设备全员管理的每个环节都应该加强管理，全体人员都应该有高度的责任意识，减少设备使用中的安全隐患。

从设备管理的情况来看，长期以来，事后维修成为设备管理最重要的方式，缺少对设备运行过程中事前控制、事中控制环节，设备维修体制存在很大漏洞，导致设备运行故障经常发生，不仅影响了生产的持续进行，也造成了严重的安全问题。因此，设备全员管理的提出，对我国采矿业的发展有重要的作用。就设备全员管理的特点而言，设备全员管理最重要的是“全”的概念，即全系统、全效率、全员参加，以提高设备的综合性能，促进社会生产的持续进行。

2.煤矿井下的防爆电气设备管理

在煤矿井下作业中，都应该有相应的防爆电气设备，防爆电气设备的质量对煤矿井下作业的顺利进行有重要的影响。因此，应加强防爆电气设备的管理，对于那些设计缺陷和质量不合格设备，严禁在井下作业中使用。在煤矿井下作业中，电气设备的启动、停止或是如果存在故障情，可能会产生电火花、电弧、温度过高等情况，如果防爆电气设备有故障，在瓦斯浓度过高时，则可能导致瓦斯事故的发生。因此，应加强防爆电气设备的管理。在防爆电气设备启动之前，应检查设备是否处于正常的工作状态，重点对其防爆性能进行检查。在设备运行过程中，观察设备的运行情况，在发现运行故障时应立即停机处理。特别是在打眼工作中，由于要经常拖动转电缆，因而必须在打眼工作之前，对煤电钻进行短路、漏电、远距离停送电情况进行试验，在拖动电缆时，必须关闭电煤钻的开关，防止发生触电情况。同时，井下设备的维修人员应加强设备的日常养护工作，在发现设备运行故障时应立即处理。对于煤矿井下的防爆电气设备，应严格按照《煤矿安全规程》的相关规定，保证防爆电气的性能，对出现故障的电气设备，应立即进行停电处理或者更换，不能使用损坏的或质量不合格的井下防爆电气设备。

3.杜绝操作人员、维修人员粗心上岗

由于操作人员、维修人员均属于特殊岗位，为了保证设备的正常运行，应加强操作人员、维修人员的职业道德教育，提高操作人员、维修人员在工作中的责任心。这样才能保证在设备使用、维修过程中，操作人员、维修人员按照设备操作规范和保养规范进行。在设备运行过程中，应及时清理设备表面和设备周围的粉尘，保持设备的清洁情况，还应该对设备运行情况进行定期不定期检查，在发现异常现象时，如设备异常升温、设备异常振动、设备声音异常、超负荷运行等，应及时停止运行，并立即联系设备维修人员进行设备检修，尽快排除设备故障。如果操作人员、维修人员缺乏责任心，在工作中玩忽职守，对设备进行违规操作，在设备运行过程中也没能注意观察设备的运行情况，当设备出现故障时可能会造成更大的损失，不仅会导致生产作业的中断，还可能造成人员的伤亡，也加剧了设备的耗损程度。因此，在煤矿井下设备的全员管理中，应特别注意操作人员、维修人员的职业道德教育，提高全体员工的责任意识，加强安全生产意识教育。从全员设备管理的情况来看，可以通过绩效考核的方式来提高操作人员、维修人员的责任意识。严格执行岗位责任制，将操作人员、维修人员的设备管理情况与绩效考核挂钩，以月为单位，对操作人员、维修人员负责的设备进行检查和验收，对达到设备完好率的人员进行奖励，对于不达标的应进行处罚。同时，还应该对设备进行动态化管理，煤矿井下设备管理部门应经常深入到井下作业中，对设备的使用情况和维护情况进行检查，在发现设备异常时应追究相关人员责任，对于违规操作人员应进行严肃处理。

4.提高操作人员、维修人员的业务水平

操作人员的素质对设备的安全运行有重要的影响。因此，为了加强煤矿井下设备的管理，应不断提高操作人员、维修人员的业务素质。首先，应加强设备操作人员、维修人员的技术培训，使操作人员、维修人员能够掌握各种设备的技术性能和技术特征，明确设备内部构造及原理，对设备拆卸、安装等工作比较熟悉。掌握设备故障诊断的方法，能够尽快排查设备故障，提高操作人员、维修人员的技术水平。同时，还应该加强对技术人员的培训，在设备操作过程中，技术人员能够明确知晓设备的技术特征，能够根据设备运行情况进行分析，对设备完好情况也能够进行准确判断，还能做好设备的日常保养工作。在培训过程中，应强化考核的作用，对考核不合格者应进行重新培训，或者是调离原工作岗位。

5.结束语

设备全员管理是一种科学的管理理念，在煤矿井下作业中，通过设备全员管理，能够保证设备的良好运行状态，对煤矿井下作业的顺利开展也有重要的作用，取得了较好的效果。随着科学技术的发展及生产水平的提高，设备全员管理的要求也有了新的拓展。在煤矿井下作业中，应树立设备全员管理理念，不断提高设备操作人员、维修人员的业务水平和职业道德，贯彻执行设备管理责任制度，将设备管理落实到具体的人、部门，对设备运行情况进行实时监控，才能保证设备的良好工作状态，减少安全事故地发生。

【参考文献】

[1]郝存福.浅谈煤矿机电设备管理存在的问题与改进措施[J].中国科技博览，2012，（25）：536-537.

[2]叶丽娜.煤矿电气设备管理现存问题之我见[J].海峡科学，2010，（9）：47-48.

[3]周俊丽，张驰.基于油液分析的主动维修在综采设备管理中的应用[J].四川兵工学报，2012，33（10）：72-74.

煤矿井下人员安全管理 篇7

煤矿井下人员定位系统既是煤矿做好安全生产、应急救援指挥的有效手段,也是做好下井人员考勤管理、矿领导下井带班管理的有效工具。近年来,按照国家安全生产监督管理总局的要求,全国各煤矿均已建成了井下人员定位系统。通过一段时间的运行和使用,越来越多的煤矿对于人员定位系统可以促进煤矿安全生产的重要性、有效性和实用性有了更深的认识。笔者根据参加淮北矿业(集团)有限责任公司(以下简称淮北矿业集团)人员定位系统建设管理的经历和体会,就如何将系统建设好、使用好、维护好和管理好,有效发挥系统的作用进行探讨。

1煤矿井下人员定位系统硬件组成

淮北矿业集团的各煤矿在人员定位系统建设之前均已形成了地面和井下工业环网,为井下人员定位系统的实时上传奠定了可靠的基础。各矿人员定位系统的组成包括:地面主机房设置系统主备服务器,井口等候区设置人员检卡分站和LED显示大屏,井下设置分站和读卡器。分站数据通过井下工业环网上传至地面主机,在矿调度台设置1台监控终端,系统信息通过Web发布于矿内部管理网,矿领导和矿管理技术人员根据相应的权限可以进入人员定位系统进行相关信息的查询访问。系统拓扑结构如图1所示。

2井口检卡系统的安装、调试注意事项

2.1 井口检卡系统的基本功能

(1) 要能识别入井人员所带识别卡是否正常。

(2) 要能对每位下井人员携卡的唯一性进行检测。

(3) 要能显示携卡人员的姓名、卡号、部门、出入井时间和卡是否正常等信息。

2.2 井口检卡分站位置设置和调试的注意事项

在验收中,发现有些矿井的检卡器由于位置设置和调试的不当,造成井口检卡信息不准确和检卡信息显示不及时的问题,要求安装调试时注意以下事项:

(1) 检卡器与读卡器的功能和作用不同,安装时不能混淆。

(2) 检卡器应设置在井口的人员等候区,不能设在靠近罐笼的副井入口,同时也要与灯房保持足够的距离,要保证检卡器只能检测到井口等候区的人员,而不能检测到副井上口作业人员和灯房内灯架上的矿灯。

(3) 考虑到人员出入井的人流和数量,检卡信息的显示既要保证人员在入井的途中能清晰看到,又要保证显示信息的滚动要迅速和及时。因此,要求携卡人员进入等候区1 s内就要开始滚动显示出该人员的信息,当人员离开等候区5 s后,就不再显示离开人员的检卡信息。

2.3 LED显示大屏显示内容的设置

井口检卡系统的LED显示大屏既要能显示出被检人员的人个信息,又要能显示出矿领导和科区管理技术人员最关心的信息,因此,把LED显示大屏分成4个分区:① 分区1,为最上端的横条,固定格显示当前井下总人数、年、月、日、星期和时间;② 分区2,显示当前检卡人员信息,为竖向滚动显示;③ 分区3,显示当前井下各重要区域(如井底车场、各采区、采煤工作面、掘进工作面等)、重要场所(如大泵房、采区变电所、炸药库房等)、限制区域等人员数量,为竖向滚动显示;④ 分区4,按部门显示当前各部门井下人员的数量,为竖向滚动显示。

煤矿事故救援指挥时最关心的是当前井下总人数和井下人员的分布情况,因而在LED显示大屏上将这些人员数量信息实时显示出来,便于了解和把握总体情况。同时,在系统验收时,通过统计区域和部门下井人数也便于凭经验来判断系统监测的准确性(要求按井下区域统计的总人数和按部门下井统计的总人数与当前井下总人数要三者都能对应起来)。

3井下分站、读卡器的安装位置要求

AQ 6210—2007 《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》的监测功能要求:人员定位系统应具有携卡人员出/入井时刻、出/入重点区域时刻、出/入限制区域时刻等监测功能;人员定位系统应具有识别携卡人员出/入巷道分支方向等功能[1]。

由于现行人员定位系统产品只是一种区域定位,井下分站和读卡器本身也不具备方向判别,如果设置的分站和读卡器过多,虽提高了识别精度,但会造成矿井的系统投资过大;如果设置少了,将不能保证区域定位的准确性。如何合理地设置井下分站和读卡器的位置和数量,以满足行业标准的要求且经济节省,需要结合矿井的具体情况进行设计和布置。

3.1 井下分站的位置设置要求

井下分站的位置设置应满足矿井各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域、巷道分支处等地点监测携卡人员出入井、出入重点区域、出入限制区域、出入方向的要求[2]。

3.2 读卡器的安装位置选择

读卡器位置的设置应满足以下原则:

(1) 确保能实时准确地读取出入该区域人员的信息。

(2) 确保能实时准确地读取处在每个水平、采区、工作面的人员信息。

(3) 确保能实时准确地读取处在各重要硐室的井下人员信息。

(4) 避免出现无法读取井下人员位置的定位盲区。

3.2.1 出或入井处

矿井出或入井处应分别设置2个读卡器以识别携卡人员的出或入井,读卡器D1应设置在井口处,读卡器D2应设置在井底处,D1、D2分别与井口、井底的距离小于L(L代表读卡器的识别半径),D2与D1的距离应大于2L[3],如图2所示。

3.2.2 巷道与岔口

(1) 在直线、弯角、起伏等各种巷道,巷道起端和终端应设置读卡器,当其长度大于1 000 m时,必须在巷道中部增设读卡器。

(2) 当巷道内出现岔口,应在巷道各分支内距离岔口F(F代表安装距离)处安装读卡器,如图3所示。

3.2.3 采煤工作面

U、W形通风工作面,在工作面运输巷距采区进风巷F处设置读卡器D1;在工作面回风巷距采区回风巷F处设置读卡器D2,如图4所示。

3.2.4 掘进工作面

(1) 单巷掘进工作面在距离岔口F处安装读卡器D1,如图5(a)所示。

(2) 双巷或多巷掘进工作面应在掘进巷道与采区进、回风巷的岔口距离F处各设置1个读卡器,如图5(b)中D1、D2所示。

3.2.5 硐室

(1) 硐室长度大于2L时,在硐室进出口栅栏门与防火门之间或栅栏门与密闭门之间设置读卡器,如图6(a)中D1、D2所示。

(2) 硐室长度小于2L时,在硐室的居中位置设置读卡器,如图6(b)中D3所示。

3.2.6 限制区域

(1) 各限制区域,如采空区、盲巷等必须做密闭处理。

(2) 对于无法密闭的各限制区域,必须在进入限制区域处设置读卡器[3]。

4做好系统使用的几个关键点

煤矿井下人员定位系统建设完成并投入运行后,如何使系统正常可靠运行并确保系统监测人员信息的准确性,根据经验,做好以下环节十分重要。

4.1 保证人、灯、卡的对应关系

淮北矿业集团各煤矿井下人员定位系统的识别卡统一要求配置的是安装在矿灯上的绳卡,在系统建设时,依据人力资源信息、矿灯管理信息进行集中排查与核对,确保人员、部门、矿灯的灯架灯号、识别卡号完全对应,当矿内部人员出现变动时要求及时通知有关部门更改矿灯管理信息和系统人员库的人员信息,从而保证了人、灯、卡的准确对应关系,确保了人员信息的准确性。

4.2 做好人员识别卡的闭环管理

煤矿井下人员定位系统监测信息准确与否,其中重要的环节之一是做好人员识别卡的闭环管理。

(1) 要确保下井人员人人带卡,一人一卡。

(2) 矿领导下井必带自己卡号的灯卡,不允许带临时卡和来宾卡。

(3) 下井人员在井口要自觉检卡,发现卡电池欠压或读不了卡,要立即找管卡部门进行登记和处理。

(4) 要及时统计、检查识别卡,发现损坏卡、无效卡、欠电卡,要及时修复和更换,坚决杜绝带损坏卡、失效卡、无电卡下井。

4.3 做好系统井下设备的标准化管理

井下分站、读卡器及接地线路的安装要规范,设备和线缆要挂牌管理,分站停送电要制定停送电制度,不能随意停送电。要按照质量标准化的标准做好系统的安装、维护和管理[4]。

4.4 把住两图的准确性和两图的及时更新

煤矿井下人员定位系统的井下分站和读卡器在井下布置众多,如果没有准确详尽的图纸资料并及时更新,系统出现问题就不能得到及时处理,因此,要求各矿必须绘制准确的人员定位系统图和人员定位系统的设备布置图并每月进行更新。对两图的绘制要求如下:

(1) 井下分站、读卡器的布置数量和位置要与实际相符。

(2) 井下分站、读卡器要标注名称和设备编号,名称和设备编号要做到图纸与现场设备标识牌完全相对应,图纸上要有设备编号、名称与安装位置的对照表。

(3) 两图和现场设备标识牌上要标明井下分站的工作电压和供电来源,井下分站的供电不能与井下其他设备共用一个供电回路。

(4) 要在布置图上划分并指出重点区域(各采区、采煤工作面、掘进工作面)、重要场所(如变电所、炸药库房)、限制区域(如没封堵的采空区、盲巷)、其他区域等,实现对井下区域的全覆盖。在布置图上要把采空区、已封堵的巷道、准备生产采区等与生产采区区分标注出来。

4.5 做好井下超时人员的闭环管理

煤矿井下人员定位系统具有超时报警功能,在系统使用过程中,发现多个厂家的产品在系统的程序设计中存在以下类似的共性问题:当人员在井下超时达到20 h且连续8 h离线未被读卡器接收的情况下,系统自动将该人员做上井处理。该种设计显然不当,当矿井发生事故且人员不能及时救护上井时,系统会把井下人员先后都做自动升井处理,将不能真实地监测出井下人员的实际人数,势必造成指挥抢险的误判。因此,紧急通知各相关厂家做如下整改:煤矿井下人员定位系统在任何情况下都不能把人员做自动升井处理。正确方法:当达到一定超时判据时,系统应弹出要求确认人员是否已升井的声、光报警窗口,经调度员查询后由人工确认该超时人员是否已升井,然后系统再做相应的处理,人工所做的操作应在日志上有记录。

4.6 拓展人员定位系统使用和应用范围

煤矿井下人员定位系统对于事故状态下的紧急救援指挥可以发挥重要的指导作用,但如果系统平时不使用,就会疏于维护和管理,关键时刻将起不到应有的作用。为此淮北矿业集团要求组织和纪委部门把煤矿井下人员定位系统作为考核领导下井跟班带班的主要依据,工资部门把煤矿井下人员定位系统作为人员下井考勤的主要依据来日常使用,从而推进了对煤矿井下人员定位系统使用的广度和深度,增强各项工作对系统应用的依赖程度,做到以用促管、以用促落实,确保了系统始终处于可靠、正常的运行状态。

4.7 把住人员的培训关

煤矿井下人员定位系统在煤矿是新的应用系统,要把系统使用好,做好培训很关键。为此,要求各煤矿必须做好三级人员的培训:① 全矿所有下井人员对识别卡的检卡、上下呼救等使用功能的培训;② 对调度员、矿领导和科区领导等人员进行系统操作、监测、查询、报表等功能使用的培训;③ 对维护人员的维护常识培训。调度员和系统维护人员的培训要有计划、有组织、有考试,考试合格后发证并持证上岗。

4.8 建立机构、明确职责、完善制度、加强考核

煤矿井下人员定位系统建设完成后,能否管理好、运行好、维护好是关键,这需要一套完备的管理和维护制度作保证。为此,淮北矿业集团专门下发了《人员定位系统运行管理办法》,要求各煤矿成立专门的管理机构,明确分管领导和分管部门的职责,建立系统各项运行管理制度、各项使用和维护制度,制定系统管理的考核办法,把煤矿井下人员定位系统的管理纳入到矿井安全质量标准化检查验收体系中去。这些制度的建立为系统的可靠运行提供了有力的保证。

5结语

介绍了煤矿井下人员定位系统的建设及管理经验,提出了系统在实际应用中一些行之有效和实用的做法,对如何将煤矿井下人员定位系统建设好、使用好、维护好和管理好,促进煤矿安全生产,有着一定的借鉴作用。

摘要：以某矿业集团公司的人员定位系统建设为例,给出了该系统拓扑结构,详细介绍了井口检卡系统的安装、调试注意事项,井下分站、读卡器的安装位置要求,确保系统可靠运行及监测人员信息准确性的关键点。该文对如何将煤矿井下人员定位系统建设好、使用好、维护好和管理好有着一定的借鉴作用。

关键词：井下人员定位,检卡器,读卡器,安装位置

参考文献

[1]AQ6210—2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件[S].

[2]AQ1048—2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范[S].

[3]DB51/T1412—2011煤矿井下人员定位系统安全技术实施规范[S].

煤矿井下人员安全管理 篇8

目前,我国有20000个左右的煤炭矿井,40000个左右的井筒。虽然,现在各个煤矿已经按国家强制要求安装了各种安全监控设备,而且各级相关安全监察部门也高度重视煤矿矿井的生产安全,但是煤矿矿井安全事故依然频发。2011年,全国小煤矿一共发生了833起事故、1391人死亡,这还是23年来的最好成绩。在如此频发的煤矿矿井安全事故背景下,拥有一套能在事故中确定井下被困人员位置的系统是必要的。

1 绪论

1.1 KJ130井下人员管理系统概述

KJ130井下人员管理系统是一个将无线电技术、计算机软硬件技术、自动化控制和网络技术技术等多种技术综合应用为一体的系统。它是一个通过相关技术对目标进行非接触式的信号收集,以实现对物品或人员行动状态的监控,并通过计算机对目标信息进行自动化管理的应用系统。

1.2 KJ130井下人员管理系统的需求分析

根据《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》(AQ1048-2007),我国的所有煤炭矿井都必须安装KJ130井下人员管理系统或是相类似的系统。由于这套系统是由国家安全监察部门强制要求安装的,全国的煤矿矿井都必须遵从,而且这套系统还可以应用在非煤矿山,因此该系统的市场非常巨大,前景非常广阔。

2 KJ130井下人员管理系统的应用方案设计

2.1 系统组成与结构

KJ130井下人员管理系统由井下人员管理系统软件、通信接口、避雷器、井下人员管理系统隔爆电源、井下人员管理系统井下分站、井下人员管理系统井下读卡子站、手持式检卡器和人员识别卡组成。

2.2 系统硬件布置示意图

系统硬件布置如图一所示。

2.3 具体的功能实现

KJ130井下人员管理系统采用的是2.4GHz的微波频段。它有着信号传播距离远、数据传输速率高、功耗较低的优点,非常适合在井下应用。当矿工携带识别卡经过各个监控地点时,识别卡会接收到设置在此处的读卡子站发射的无线电信号,并在接收后将自身的识别卡号码反馈给读卡子站。此后,读卡子站会将接收到的识别卡号码存储在记忆芯片内,在一周期时间后(一般为30秒,可调控)发送到与自身相连的井下分站上。井下分站亦是将读卡子站传输上来的信息存储在记忆芯片内,在一周期时间后(一般为30秒,可调控)发送到传输接口。传输接口则是把由井下分站传输上来的信息整理后再传输给监控机房的监控主机和备用主机。监控主机则通过相关软件来解析传输接口传上来的数据,并用友好的界面将之显示出来,供管理人员观看。如有需要,还可以通过外部网络将井下的人员信息转发给县安全监督管理局或者更高一级的单位,以实现远程的实时监控。图二为赣州高桥煤矿实时监控图。

3 KJ130井下人员管理系统在煤矿实际应用中遇到的问题及解决方案探讨

3.1 漏卡率

现在的KJ130井下人员管理系统与国内其他同类产品一样存在着漏卡的问题。当大量识别卡在同一时段内快速通过读卡子站时,读卡子站只能识别出其中一部分的识别卡。为了实际验证井下人员管理系统的漏卡率,笔者做了如下实验:先携带80张识别卡站在走廊上的读卡子站前,大约23秒后,电脑显示出了所有80张识别卡;接着,携带这80张识别卡进入上一层楼房,使读卡子站无法读取到这些识别卡;然后,以跑步的速度从另一个通道再次通过走廊并进入上一层楼房。一共三次实验,系统读取到的识别卡数目分别为:73张、74张、73张,其漏卡率分别为:8.75%、7.5%、8.75%。之后,又以步行的速度重新实验,系统读取到的识别卡数目分别为:79张、78张、78张,其漏卡率分别为:1.25%、2.5%、2.5%。虽然在井下人员管理系统至今为止的煤矿应用中尚未接到有关漏卡的投诉,但是当遇到突发的大量人员流动时,漏卡还是极有可能发生的。为消除这个隐患,我们设想以下方法:

(1)修改软件,优先对新读到的识别卡的信息处理顺序,滞后对重复读到的识别卡的信息处理顺序。这项措施能有效地减小漏卡率,但有一定的难度,需要大量的时间去尝试和试验。

(2)增加读卡子站的输出功率,提高其信号强度。但是这需要修改硬件的电路设计,很可能会使读卡子站的电流强度超出本安电流的范围,因此要慎重考虑。

(3)最大限度增大读卡子站外壳上非屏蔽区玻璃罩的面积,减小读卡子站外壳上非屏蔽区玻璃罩的厚度,以增强其接收和发送信号的能力。此方法可行度较高。

(4)提高识别卡的信号传输能力。

3.2 信号干扰

信号干扰这个问题是在KJ130井下人员管理系统在煤矿的实际应用中发现的。在上饶市的五一煤矿中,每当绞车或其他大型用电设备开启时,系统的人员信号就会出现中断。经过实地的调查研究,我们最后发现这是由于绞车或其他大型用电设备开启时产生的电磁变化干扰了系统信号的正常传输。经讨论,我们一致认为最好的办法就是将矿井的强电和弱电分开,隔绝干扰,但这意味着要重新布过矿井的电路系统,成本过高,不符合实际情况。最终,我们采用屏蔽信号线代替了原有的信号线。经测试,更换信号线后,人员信息的传输不再中断,但是仍受到影响,在绞车开启时会出现人员信号的闪烁。

4 结束语

到目前为止,我们已经将此系统安装到了全国好几个省的数百个煤矿矿井中,为企业带来了上千万的经济效益。此外,我们还计划将这套系统应用到非煤矿山上,现在正在进行这方面的洽谈。经过实践检验,KJ130井下人员管理系统适用于我国当前的煤矿矿井环境,它的推广和应用有着巨大的社会效益和经济利益。

参考文献

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[4]王珊,萨师煊.数据库系统概论[M].北京:高等教育出版社,2000.

煤矿井下人员安全管理 篇9

关键词：煤矿,人员管理,常见问题,解决方法

引言

煤炭作为基础能源, 长期以来为我国的经济增长作出了巨大贡献, 在整个国民经济发展中一直占据着主导地位。但另一方面, 由于煤炭工业本身的产业结构, 其采矿设备装置、从业人员素质及科学技术水平等诸多方面与其他行业存在着巨大差距。在近几年发生的多起煤矿重大安全责任事故中, 反映出了一个共性问题:部分煤矿生产企业劳动组织管理混乱, 表现为职工考勤制度执行不严, 提前升井现象十分普遍, 下井登记、检身管理混乱, 煤矿井下人员的数量、实时分布情况难于掌控。针对这种情况, 国家安全生产监督管理总局在2007年7月1日出台了《AQ6210-2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》和《AQ1048-2007煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》两个规范性文件。实现了煤矿企业矿井下人员定位检测和管理的一体化, 完善煤矿企业自动化监控系统, 提高了煤矿企业的安全生产管理和自动化水平。

1 系统组成及工作原理

1.1 系统组成

煤矿井下作业人员管理系统由软件系统和硬件系统组成, 硬件系统是由主机、传输接口、位置监测分站、读卡器、识别卡、电源箱、电缆 (或光缆) 接线盒、避雷器等设备组成, 主要完成信息采集和识别, 从而实现人员识别、人员定位的功能。软件系统一般包括操作系统、数据库、编程语言等, 应为可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟的主流产品, 主要完成信息的采集、识别、加工及其传输。

1.2 工作原理

首先在井下需要进行人员跟踪的区域和巷道中根据各项规定和现场具体需要放置一定数量位置监测分站 (或读卡器) 。将位置监测分站 (或读卡器) 通过传输总线 (或光纤) 与地面计算机连接, 同时给位置监测分站 (或读卡器) 提供电源。这样就完成了一个由井上电脑通过电缆 (或光缆) 连接井下位置位置监测分站 (或读卡器) 的系统架设。

然后为需要进行人员跟踪定位的下井人员佩戴一个无线识别卡, 当下井人员进入井下后, 只要通过或接近放置在巷道内的任何一个位置监测分站 (或读卡器) , 位置监测分站 (或读卡器) 便会马上感应到信号, 并上传到中心站主机, 主机就会判断出具体信息 (如身份、位置、具体时间等) , 同时可把数据显示在控制中心的大屏幕或电脑显示屏上, 并做好备份。

1.3 实际生产中的应用

管理者可以根据相关数据来掌握人员出入井时刻、井下人员分布情况、入井总人数及人员、下井工作时间、井下有无滞留人员、有无超时人员等信息, 并且可以查询、打印。另外一旦井下发生事故, 可根据电脑中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况, 然后可再用便携式检卡器在事故处进一步确定人员位置, 以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。

2 常见问题及解决方法

2.1 设备故障

2.1.1 识别卡故障

1) 电池耗尽。识别卡分为可更换电池识别卡、不可更换电池识别卡、可充电电池识别卡。煤矿要设立设备台账, 要对识别卡进行登记, 根据识别卡说明书中电池的寿命及时更换电池、更换识别卡或及时充电, 才能保证识别卡正常工作。

2) 电量低。识别卡电量低可导致识别卡工作不稳定, 有时能被位置监测分站 (或读卡器) 读到, 有时不能被读到。监测识别卡电量的设备有测电仪, 有些厂家的井上位置监测分站 (或读卡器) 也可以测识别卡的电量, 可以防止电量低的识别卡入井。

3) 识别卡损坏。如果识别卡不能被位置监测分站 (或读卡器) 读取或读取出来的是乱码, 更换电池或充电后情况依然如此, 则可能为识别卡损坏, 应及时更换。

4) 识别卡被屏蔽。识别卡不能被金属物包裹, 包裹后由于金属的屏蔽作用, 位置监测分站 (或读卡器) 无法读取识别卡的信息。有些工人怕识别卡丢失或损坏, 就把识别卡放置于金属饭盒中或用香烟的锡箔纸包裹, 这都可能导致识别卡被屏蔽。

2.1.2 位置监测分站 (或读卡器) 故障

1) 识别卡在其他位置监测分站 (或读卡器) 区域都可被识别, 但进入到此位置监测分站 (或读卡器) 的辐射区域不能被识别。

2) 在轨迹回放时, 所有的携卡人员经过此位置监测分站 (或读卡器) 时发生跳站。

3) 引起位置监测分站 (或读卡器) 故障的原因有以下几种情况:

位置监测分站 (或读卡器) 电源工作不正常;

位置监测分站 (或读卡器) 天线丢失或损坏。有些厂家的位置监测分站 (或读卡器) 的天线是可拆卸的, 经常被工人拆下来或损坏;

位置监测分站 (或读卡器) 内电路板出现故障;

通信线缆接头接触不良。

2.1.3 位置监测分站电源故障

位置监测分站电源常出现的故障会导致电源不正常或烧毁。井下电源的电压一般有127 V、380 V、660 V、1 140 V等, 相应的位置监测分站电源输入电压有127 V、380 V、660 V几种型号, 如果接错就会被烧毁。

2.1.4 通信接口故障

通信接口故障会导致位置监测分站上传数据不稳定, 或者不能上传数据。

2.1.5 通信线路故障

通信线路故障一般常见于三通和两通接触不良。

2.2 系统故障

2.2.1 软件显示的人数比实际下井的人数少, 出现这种情况的可能由以下几种原因造成

1) 下井人员未携带识别卡。2) 识别卡坏。3) 识别卡电量不足或已没电。4) 携卡人员入井时识别卡被金属物屏蔽。5) 下井人员通过了井口位置监测分站 (或读卡器) , 但可能还没有到达井底位置监测分站 (或读卡器) 。6) 井底位置监测分站 (或读卡器) 发生故障, 而下井人员又没有到达井下其他位置监测分站的覆盖范围。7) 监控主机可能刚刚重新启动, 过一段时间后数据会逐渐正常。

2.2.2 软件显示人数比实际人数多, 出现这种情况的可能由以下几种原因造成

1) 识别卡入井时是正常但在井下损坏, 下井人员虽已出井, 但软件显示该人员仍在井下。2) 识别卡遗失在井下。3) 下井人员从其他未安装位置监测分站 (或读卡器) 或未成对安装位置监测分站 (或读卡器) 的井口上井, 软件无法正确判断。4) 携卡人员在出井时, 识别卡被金属物屏蔽。5) 出现未知识别卡导致人数增多。6) 井口位置监测分站 (或读卡器) 出现故障。7) 井口位置监测分站 (或读卡器) 安装位置不太合适, 导致覆盖范围太小。8) 有入井人员携带多张识别卡下井。

2.2.3 不能统计重点区域人数或重点区域人数不准确, 出现这种情况的可能由以下几种原因造成

1) 在重点区域的进风巷和回风巷没有安装位置监测分站 (或读卡器) 。2) 重点区域的位置监测分站 (或读卡器) 或位置监测分站电源或通信线路发生故障。3) 重点区域的位置监测分站 (或读卡器) 辐射范围重叠区域太多。

2.2.4 人员轨迹发生异常, 出现这种情况的可能由以下几种原因造成

1) 井下位置监测分站 (或读卡器) 发生故障。2) 识别卡被金属物屏蔽。3) 识别卡发生故障。4) 软件中矿图绘制不准确, 可能行进的路线没有画全。5) 井下位置监测分站 (或读卡器) 辐射范围重叠区域太多。6) 位置监测分站 (或读卡器) 安装位置不合适。7) 井下通信线路故障。

2.3 其他常见问题

2.3.1 系统在井口没有安装检卡位置监测分站 (或检卡器)

没有安装检卡位置监测分站 (或检卡器) 容易导致入井人员漏读识别卡、未携带识别卡和代打识别卡。

2.3.2 系统没有移动位置监测分站 (或便携式检卡器)

移动位置监测分站主要用于抢险救灾时迅速寻找失踪人员, 系统必须配置移动位置监测分站 (或便携式检卡器) 。

2.3.3 位置监测分站 (或读卡器) 安装位置不规范, 数量不够

在井口、重点区域的进风巷、回风巷要求成对安装位置监测分站 (或读卡器) , 在限制区域也要安装位置监测分站 (或读卡器) 。有很多矿井没有按照规定安装位置监测分站 (或读卡器)

2.3.4 防雷器安装不规范

通信电缆在井口和监控机房的入口要安装防雷器, 并且防雷器要有可靠的接地。

2.3.5 管理制度不规范

1) 不能保证下井人员全部携带识别卡。2) 系统发生故障后不能及时修复。3) 没有管理台帐。4) 没有管理制度。5) 设备备用量不足。

3 结语

煤矿井下人员搜救器的设计 篇10

近年来, 国内矿井事故时有发生, 矿井事故发生后首要问题是如何快速地搜救受困人员, 而限于矿井下的恶劣环境和防爆要求一般的探测方式无法实现被困人员的探测和搜救, 所以煤矿井下人员搜救器的研究具有重要的意义。目前, 国内对井下人员搜救的研究较少, 还没有实用的井下人员搜救器的使用。但是国内对于非接触生命探测的技术已经非常成熟, 尤其是在汶川地震中得到了应用, 手持式的人员搜救器也必然是井下人员搜救的重要发展方向。

1 总体设计

为了可以在井下安全工作, 搜救器的设计过程中采取了一系列的防爆措施。井下搜救器工作时需要两部分来完成:井下搜救器和井下工作人员佩戴的动态目标识别卡。井下搜救器是一个手持的移动电子仪器, 它由定向天线、显示屏、CPU板、防水外壳和按键组成。每一个动态目标识别卡与井下人员有唯一的对应关系。动态目标识别卡处于常发状态, 每隔一秒就会发射一次标签信号。搜救器上面的搜救键被按下时, 搜救器发出连续的搜救信号直到接收到动态目标识别卡发射的标签信号为止。该信号包含有工作人员的唯一识别号, 搜救器上预装的程序根据该信号查寻数据库并在显示屏显示。

当回到地面, 通过USB-irC转换器将人员识别卡信息传输到计算机, 经过系统监控软件的处理, 以图形、表格、动画等直观的方式动态显示当前井下人员的分布情况和每个下井人员的行踪。本系统结构框图如图1所示。

2硬件设计

本搜救器的核心元件为一个ARM单片机、一个工作在2.4 GHz的高频通信芯片、320×240的65535色自发光低功耗OLED显示屏。高频芯片用于接收识别卡的信息, 将收到的二进制信号送给单片机处理。单片机完成信号解码、校验, 将正确的识别号显示到OLED, 并存储到内部的FLASH。

2.1 CPU主控部分

搜救器采用STM32F103VE作为主控制芯片。STM32F103VE是ST公司推出的高性能的Cortex-M3 32位的RISC (精简指令集) 内核的ARM。工作频率可达72 MHz, 内置高速存储器 (高达512 k字节的闪存和64 k字节的静态SRAM) , 丰富的增强I/O端口和联接到两条APB总线的外设。Thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能, 通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器, 对中断事件的响应比以往更迅速, 工作电压可以在2.0 V～3.6 V之间, 能够实现耗电最优化[3,4]。在工业实时控制、计算机外部设备、建筑和安防、仪器仪表、通讯设备、家电消费等各个领域有着广泛地应用。

2.2 供电系统

搜救器的电源由可充电4900MAH的LI电池提供。供电电源为直流3.7 V, 最大工作电流为85 mA, 充电时间为10～14小时。工作时间在48小时以上, 待机时间为5天。其充电及供电电路图见图2。

2.3 红外通信

红外通信的方向性很强, 可确定特定的对方, 维护高度的保密性。而且数据通信速度很快。本系统中, 搜救器返回地面后将搜索到的信息通过USB-irC转换器传给计算机时就采用红外通信。其电路图见图3。

2.42.4G无线技术

2.4G无线技术高频通信的频段处于2.405 GHz～2.485 GHz之间, 这个频段是国际规定的免费频段, 是不需要向国际相关组织交纳任何费用的。它的工作方式是全双工模式传输, 不仅传输速率很高, 而且抗干扰性很强。本系统中搜救器与识别卡之间的通信采用2.4 GHz高频通信。其电路图见图4。

2.5显示系统

搜救器的显示系统采用320x240的65535色自发光低功耗OLED显示屏。与传统的LED显示方式相比, OLED显示技术无需背光灯, 而且OLED屏幕更轻更薄, 可视角度更大。其电路图见图5。

2.6温度探测

搜救器上的温度采集选用单总线数字温度计DS18B20, 其电路图见图6。

3 软件设计

本系统软件设计采用C语言编写, C语言不仅对机器底层硬件操作方便, 模块化程度高, 而且可读性与可移植性好。该软件设计主要包括初始化模块和功能模块。初始化模块用于配置系统时钟、端口工作方式、嵌套中断向量控制器等;功能模块是由键盘输入、信号处理、温度检测、高频通信、红外通信和显示组成。系统软件设计流程图如图7所示。

4 结论

本搜救器不仅设备简单、成本低、工程实施方便, 而且可靠性、精度和灵敏度都很高。系统能在恶劣环境中长期稳定工作, 还可以实时智能处理和分析井下被困人员精确位置信息。系统能够同时接收100人以上的人员信息, 传输距离在空旷地面应不低于30 m。搜救器的移动速度可大于5 m/s, 且漏卡率小于万分之一。此外, 搜救器还使用了声光显示等回响, 具有友好、人性化的界面。

参考文献

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