金属非金属地下矿山_六大系统_建设原则.docx

技术交流金属非金属地下矿 山“六 大 系 统 ”建 设 原 则谭细军( 广州迅天软件有限公司)摘 要: 金属非金属地下矿山监测监控系统、人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、通信联络系统等“六大系统”建设规范于 2011 年 9 月 1 日实施。根据矿山安全监控建 设的经验，认为矿山建设“六大系统”应当遵循以下四条原则: 遵守国家规范，满足矿山实际需要; 构建矿山综合安全平台，实现“六大系统”集成; 服务矿山生产管理，满足生产调度需要; 与矿山信 息化相结合，纳入数字矿山范畴。关键词: 矿山 六大系统 建设原则金属非金属地下矿山监测监控系统建设规范( aq 20312011) 、金属非金属地下矿山人员定 位系统建设规 范 ( aq 20322011) 、金 属 非 金 属包含了一氧化碳和二氧化氮。只要安装了一氧化碳传感器即可以实现对炮烟的监测，无需同时安装一 氧化碳和二氧化氮两种传感器。地下 矿 山紧急避险系统建设规范 ( aq20331 1 2关于局扇开停监测2011) 、金属非金属地下矿山压 风自救系统建设 规范( aq 20342011) 、金属非金属地下矿山供 水施救系统建 设 规 范 ( aq 20352011) 、金 属 非 金属地下矿 山通信联络系统建设规范 ( aq 20362011) “六大系 统”建 设 规 范 于 2011 年 7 月 15 日 发布，2011 年 9 月 1 日实施。经过对“六大系统”建设规范的认真研究，结合 广州迅天软件有限公司多年从事矿山安全监控系统 建设的实践 经 验，笔 者 认 为，金属非金属地下矿山 “六大系统”工程建设主要应当遵循以下四条原则。规范要求局部通风机( 局扇) 安装开停传感器。矿山局扇数量多，一般规模的矿山达几十、上百 台，有“在用”、“备用”和“在 修”3 种 情 形。局 扇 移动频繁，一般只有在作业时才开启，局扇停机属于正 常现象( 主扇停机属于非正 常 状 态) 。如 果 所 有 局 扇都安装开停传感器，需要的传感器数量多，且由于移动频 繁，安 装 难 度 大，维 护 不 方 便; 同 时，对“备 用”和“在修”的设备进行监测也没有实际意义。建议只对“在 用”的局扇安装开停传感器进行 在线监测，如“备 用 ”或 者“在 修 ”的 局 扇 转 为“在用”时，只需将安装在原“在用”( 现“备用”或者“在 修”) 局扇上的传感器移到现“在用”的局扇即可。遵守国家规范，满足矿山实际需要“六大系统”建设要严格遵守国家规范，同时要结合矿山实际，满足矿山需要。对于规范中的强制 要求，必须严格遵守; 对于规范中非强制性或者“鼓 励”性要求，根据矿山实际需要进行取舍; 对于规范 中不太明确或者不太具体的规定，按照矿山的实际 情况建设; 对于规范中要求过低的，则应当从矿山当 前及今后发展需要出发，适当提高标准。1 1 监测监控系统1 1 1 关于炮烟监测规范提出“鼓励有条件的矿山企业采用传感器 对炮烟中的一氧化碳或二氧化氮进行在线监测 ”， 有些炸药炮烟中以一氧化碳为主，有些炸药炮烟中1关于提升人员斜井视频监控1 1 3规范只要求 监 控 到 井 口、马 头 门 ( 调 车 场) 、井口信号室和提升机房。建议有条件的矿山对提升人员的斜井进行全程 监控，在整个斜井都安装摄像机，这样可以对提升车 辆运行的全过程进行实时监控，便于及时发现车辆 跑边等运行异常，采取相关措施，防范事故发生，减少事故损失。1 1 4关于温度监测规范只规定了“开采有自然发火危险矿床的地下矿山，还应定期采用便携式温度检测仪进行检测。”对于井下通风困难、温度较高的矿井，建议在采 掘作业面等地点安设温度传感器，实现对作业面温 度的在线监测。谭细军( 1966) ，男，总经理，首席架构师，硕士，510665 广东省广州市天河区天河软件园建工路 13-15 号 606 室。52谭细军: 金属非金属地下矿山“六大系统”建设原则2011 年 9 月第 9 期1 2人员定位系统1 5压风自救系统( 1) 关于三通及阀门的安设地点。除规范要求1 2 1关于最大位移识别速度规范规定“最大位移识别速度不小于 5 m / s”。现矿山使用的部分装运机械运行速度已经超过 了 5 m / s，另外，灾变时人会跑步逃生，速 度 可 以 达 到生命 极 限，一般人百米跑步时间为 13 16 s ( 即6 25 7 69 m / s) ，短距离极限速度会更快。地点外，建议有条件的矿山在以下地点分别安设一组三通及阀门: 井底车场、马头门、井下运输调度室、 主要机电硐室、井下变电所、井下各中段采区、主要 泵房、主要通风机房、井下紧急避险设施、提升机房、井下爆破器材库、装卸矿点、压风机房。( 2) 关于压风自救装置的安设地点。除规范要 求地点外，建议有条件的矿山在爆破时撤离人员集中地点安装压风自救装置。因此，建 议最大位移识别速度应当在 10m / s( 36 km / h) 以 上，现大部分人员定 位厂商设备能够 达到这一技术标准。1 2 2关于分站( 读卡器) 的安装1 6供水施救系统关于三通及阀门的安设地点，建议与压风自救规范规定“人员出入井口和重点区域进出口等地点应安装分站( 读卡器) ”，规范将“重点区域”定 义为“各 生 产 中 段 和分段进出巷道及主要分叉巷 道、井下爆破器材库、紧急避险设施等区域”。对于读卡器的安装位置，规范规定不太具体，认 为以下位置必须安装读卡器: 可能行人的所有地 面井口，包括可以行人的风井、排水井和未封闭的废 井; 各中段和分段可能行人的所有进出通道，包括 可以行人的天井; 各中段和分段尚未封闭的禁止 区域; 各中段和分段的采区分界点; 主要硐室出 入口; 主要分叉巷道; 其他重点区域。系统的三通及阀门的安设地点一致。构建矿山综合安全平台，实现“六大系统”2集成系统集成是将各个独立系统整合成一个统一的 综合性平台，实现各系统的设备集成、功能集成和数 据集成，充分发挥各系统的综合效应。系统集成是“六大系统”建设的必然趋势。监测监控系统建设规 范、人 员 定 位 系 统 建 设规范和通信联络系统建设规范均提出了监测 监控系统、人 员 定 位 系 统、通信联络系统三大系统 “进行总体 设 计、建 设”，主 要 是考虑三大系统的集 成问题。除监测监控系统、人员定位系统、通信联络系统三大系统 集 成 外，可 以 实 现“六 大 系 统 ”的 设 备 集 成、功能集成，并通过构建矿山安全综合监管平台，实现“六大系统”数据集成和互联互动，发 挥“六 大 系统”综合效应。通信联络系统1 31 3 1 关于有线通信终端( 电话机) 安装地点规范规定“安装通信联络终端设备的地点应包 括: 井底车场、马头门、井下运输调度室、主要机电硐室、井下变电所、井下各中段采区、主要泵房、主要通 风机房、井下紧急避险设施、爆破时撤离人员集中地 点、提升机房、井下爆破器材库、装卸矿点等”。除规范规定的上述地点外，以下地点应考虑安 装: 压风机 房; 压 风 自 救 系 统 建 设 规 范规 定 的“应安设一组三通及阀门”的地点。2 1“六大系统”设备集成( 1) 各系统建设规范对设备安设地点要求相同或者相似的，按同一标准，将设备安设在同一位置。如: 压风自救系统建设规范对三通及阀门安设 位置要求和供 水 施 救 系 统建 设 规 范 对 三 通 及 阀门安设位置要求相同，两者的前端设备应安装在同 一位置; 如果需要在安设有压风自救系统前端设 备的地点安设通信联络系统前端设备，通信联络系统前端设备应当与压风自救系统、供水施救系统的 前端设备安设在同一位置。( 2) 设置井下“自救点”，将需要安装压风自救 系统三通及阀门的地点规划为井下自救点，集中安 设六大系统的前端设备: 压风自救系统三通及阀 门; 供水施救系统三通及阀门; 通信联络系统前端设备( 电话机) ; 有条件的矿山可以在自救点安 设视频监控摄像机; 有条件的矿山还可以在自救531 3 2关于有线通信和无线通信的互通同时安装了有线通信和无线通信系统的，应当实现有线通信和无线通信的互联、互通。紧急避险系统关于紧急避险设施的设置地点，规范规定: 紧急 避险设施应设置在围岩稳固、支护良好、靠近人员相对集中的地方，高于巷道底板 0 5 m 以上，前 后 20 m 范围内应采用非可燃性材料支护。除规范规定外，紧急避险设施设置地点还必须 符合以下条件: 在井下爆破器材库、油库等重大危 险源影响范围之外; 在避灾线路上，作业人员沿避 灾线路可方便到达; 不在调车场、装卸矿点等车辆 集中地点，方便人员进出。1 4总第 509 期现代矿业2011 年 9 月第 9 期生产管理服务，解决矿山生产中的实际问题，特别是生产管理的薄弱环节，满足矿山生产调度需要。点安设人员定位读卡器、一氧化碳等传感器。( 3) 各系统中心设备尽可能集中安设在一个地 点，便于集中操作、管理和维护。2 2 “六大系统”功能集成2 2 1压风自救系统集成监测监控系统功能( 1) 在压风 管道上安设风压传感器、风 流 传 感 器，实现对压风系统管道风压、风流的在线监测。( 2) 在压风 机安设开停传感器，实 现 对 压 风 机 开停的实时监测。( 3) 在压风 机房安装视频摄像机，实 现 对 压 风 机房的实时监视。2 2 2供水施救系统集成监测监控系统功能( 1) 在供水 管道上安设水压传感器、水 流 传 感 器，实现对供水系统管道水压、水流的在线监测。( 2) 在供水 水泵安设开停传感器，实 现 对 水 泵 开停的实时监测。( 3) 在供水 房安装视频摄像机，实 现 对 水 泵 房 的实时监视。2 3 “六大系统”数据集成和互联互动六大系统的建设仅仅是第一步，关键在于系统 建成后能够长期得到使用，发挥实际效果。六大系 统投资大，如果不构建综合监管平台，将六大系统集 成为一个统一平台，而是停留在各个独立系统层面， 不但不能充分发挥系统效果，而且操作不便，大大增 加操作人员的操作难度和疲劳度，严重影响系统的 长期使用，久而久之可能使系统成为一种摆设。在六大系统基础上建设综合监管平台，投资少、效果显著。构建矿山安全综合监管平台，将各系统数据实 时采集，并进行集中处理，实现各大系统的集中控制 管理和互联互动。不仅能够发挥六大系统的综合效 应，而且可以大大简化系统操作，减轻操作人员劳动 强度和疲劳度，从而使系统能够得到长期使用，发挥 系统的长期效果。构建矿山安全综合监管平台的主要意义: 将 各个独立系统整合为一个统一的平台，实现各大系 统的数据集成，提高数据管理效率和数据安全性; 实现各大系统的功能整合和互联互动，充分发挥系 统综合效应; 通过对各大系统数据的优化、整合， 实现对各大系统功能的拓展和延伸，发挥各大系统 的超值效应; 实现各大系统的集中控制和统一管 理，简化系统 操 作，降低操作人员劳动强度和疲劳 度，有效防范事故风险。3 1监测监控系统( 1) 水泵安 装 开 停 传 感 器、水仓安装水位传感 器、水泵房安装摄像机，实现对排水系统的实时远程监测。( 2) 对于深部开采 矿井或者通风系统复杂矿 井，可以按照 aq2013 1、aq2013 3 要求安设风压传 感器，实现对通风系统的全面监测，为通风系统技术 改造和实现通风系统科学调度提供依据。( 3) 金属非金属地下矿山的主要事故为冒顶片 帮，对于虽不符合规范规定的地压监测安装条件，但 冒顶片帮事故突出或者地压活动较大的矿井，建议安 装地压监测系统，主要用于分析井下地压活动规律， 为预防冒顶片帮事故和开采方法研究提供科学依据。( 4) 在井下 人 员、车辆活动频繁或者重要作业 场所安设摄像机，实现实时监视。3 2其 他( 1) 人员定位系统。在相关作业场所进出口安设读卡器，实现井下作业人员到岗、离岗时间的实时管理和考核统计。( 2) 通信联 络 系 统。在 生 产 调 度、联 络 地 点 安 设通信联络系统前端设备。( 3) 紧 急 避 险 系 统。 在满足规范要求的前提 下，将避险设施建设成井下集中办公、调度和休息场 所，增加投资很少，又能使避险设施得到充分利用。( 4) 压风自 救 系 统。规 范 规 定，压 风 自 救 系 统 可以与生产压风系统共用，实现了压风自救系统为 生产服务。( 5) 供水施 救 系 统。规 范 规 定，供 水 施 救 系 统 可以与生产供水系统共用，实现了供水施救系统为 生产服务。4与矿山信息化相结合，纳入数字矿山范畴“六大系统”建设必须与矿山信息化建设相结 合，将“六大