井下及地面通信系统
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1网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering随着我国煤矿企业的发展,煤炭开采强度也在不断加大。
因此,煤炭生产安全问题日益凸显,成为一个更加令人担忧的问题。
当下,许多煤矿在实际的日常经营管理过程中存在许多突出的问题。
如井下应急信息救援通信手段不完善、落后,系统设计技术的落后和应急设备资源配置的不完善等,直接导致了煤炭开采重大事故的发生。
在发生危急情况时,地下通信不畅,它将严重影响应急管理工作的顺利开展,危及许多矿工的人身安全和财产安全,不利于社会的健康发展煤炭开采。
近年来,我国无线电通信技术也发展迅速,一系列无线电通信技术在我国现场开发中得到了多种应用,并取得了巨大成功完成。
在根据地下矿山信息通信应用场景的实际应用情况,结合实际应用需求作出贡献;井下应急信息通信选择无线网络通信作为技术突破口看。
广泛的无线网络通信技术被引入地下,在无线通信网络的基础上,开发煤矿应急通信系统。
1 井下通信技术1.1 井下通信技术现状煤矿井下通信,是一项非常重要的技术,不仅关乎着煤矿企业的发展,还会危及到矿工的人身以及财产安全。
井下通信技术可以作为矿井应急中心与井下的重要救援力量、应急服务运行中心之间的一条临时应急通信线路,在矿难突然发生时发挥作用,避免二次停电,防止造成更大的经济损失和人身损害。
事故发生后井下供能系统将自动为矿井停止供电,直接导致井下应急通信控制系统不能全面实施井下救援作业。
1.2 数字一体化系统的组成及特点(1)系统采用现代光纤网络无线传输将井下新井井层通信管理系统直接融入井下主井通信系统,合成网络建立井下井层通信系统一体化管理系统,实现统一通信管理、调度和统一维护。
(2)本监控系统主要具有以下主要特点:①n+1备份;②有线网络调度控制系统;③无线调度控制系统;④支持移动设备应用;⑤应急事件处理控制系统。
井下通讯设施管理规定为了保障井下监控、应急广播及电话通讯系统的正常运行,确保安全生产的顺利进行,结合《煤矿安全规程》特制定本管理规定。
一、通讯线路管理1、通讯线路必须在入井处必须设置熔断器和防雷电装置。
2、通讯电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时,必须敷设在管子上方,并保持0.3m以上的距离。
不得遭受淋水,电缆上严禁悬挂任何物件,电缆必须吊挂整齐,垂度一致。
3、井筒和巷道内的通信和信号电缆应与电力电缆分挂在井巷的两侧,如果受条件所限:在井筒内,应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方;在巷道内,应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。
4、井下电话线路严禁利用大地作回路,严禁将通讯线路短路。
5、井下通讯电缆的连接处,应采用通讯接线盒连接,严禁使用冷补头连接,以便于故障的判断处理。
6、各单位要保证所管辖区域内的电缆在工作面巷道内使用过程的完整,严禁私自剪短通讯电缆,造成通讯电缆过短不利于下一次使用。
第二条7、各单位严禁私自打开变电所和主巷道内的通讯电缆接线盒,对确实需要打开接线盒的,联系通讯信息中心维修人员一起处理。
否则追究责任人和施工单位责任。
二、防爆电话、井下广播、无线通讯及相应通讯设备管理1、除主巷道通讯电缆由通讯信息中心统一负责管理、维护外。
工作面巷道内的通讯电缆和通讯设备(包括电话机、定位基站和电源、无线通讯基站、井下广播等)按照“谁使用,谁负责”的原则。
2、分管负责单位必须保护好分管范围内固定场所的通讯设备,并有责任保证分管范围主巷道内的通讯电缆和通讯设备的完好,不得因任何原因损坏通信电缆和通讯设备。
如在分管范围内出现损坏通讯设备和通讯电缆造成通讯不畅通的,追究责任人和施工单位责任,对损坏的通讯设备按价赔偿。
3、井下通讯设备由通讯信息中心统一管理和负责更换,任何单位不得私自扣留井下通讯设备。
除了跟进迎头的电话机和井下广播外,不得私自改变电话机和井下广播的安装位置。
回撤和损坏的通讯设备应及时交还通讯信息中心;通讯信息中心应做好通讯设备的使用和维修纪录。
透地通信系统煤矿井下应用白皮书Vital Alert总部位于加拿大多伦多,专注于透地通信系统的技术研发和推广;公司推出的CanaryTM系列无线透地通信系统是业界首个双向语音和数据透地通信系统。
Canary TM无线透地通信系统提供了革命性的技术手段,独有的实时的、双向的语音和数据通信技术,满足了矿山井下与地面的通信需求,为救生舱/避难硐室与地面通信、矿山救援、远程监测和控制等煤矿井下应用专用的透地、穿岩的通信链路。
Canary TM无线透地通信系统包括以下三款设备:Canary TM Link (普通型)Canary TM Link-IS (隔爆兼本安型)Canary TM GO (移动便携型)以上三款设备分别用于非煤固定场景、煤矿固定场景以及非煤移动场景,三款设备可任意的两两配合使用,组成点对点的双向通信链路,从而实现垂直方向或水平方向等不同角度的透地通信。
除透地通信技术之外,Canary TM还可连接泄漏电源和有线网络,能够为井下作业人员在新开采的矿井环境或光纤线缆发生损坏的时候提供临时的通信通道。
同时,多套点对点透地通信系统也可以通过WiFi网络、光纤网络等多种通信链路进行互联,从而到达矿井所有层面。
Canary TM Link产品特性穿透岩石等固体物质的实时双向语音、数据的非视距无线通信双向语音可达300米、双向数据可达450米与现有的UHF/VHF对讲、采集传感控制设备、头戴耳机话筒器等能配合使用双向传输速率可达1Kb/s,支持SPR语音编码(速率800bps+)多种可选数据接口,包括RS485、RS232、USB、以太网、WiFi、电台中继等采用甚低频2-8KHz内置Linux平台和API接口,可提供类似短信或文本到语音的人机对话功能适合永久性的、固定的安装场景,尺寸小也便于迁移防护等级:IP67,适合恶劣环境使用供电:交流或直流供电,或采用外置24V电池尺寸:40cm*25cm*10dm重量:主机重量小于5公斤认证:FCC Part 15 Class A,RSS-210,IEC/ULS/CSA/EN 60950-1,RoHS Canary TM GO产品特性数分钟内即可完成部署,适合临时部署、应急通信等场景每套设备由两个防水工具箱组成,尺寸为53cm*43cm*20cm;其中一箱包含主机、接口、键盘、内置电池和接收天线(12公斤重);另外一箱包含200英尺环形天线(9公斤重)装置在第二个防水运输箱里标配10小时续航能力的电池标配天线可实现200米以上的透地通信可选Canary TM Deep天线,使得双向语音通信达到300米、双向数据通信达到450米双向语音双向传输速率可达1Kb/s采用甚低频2-8KHz供电:内置电池续航时间10小时防护等级:防水和防尘设计认证:FCC Part 15 Class A,RSS-210,IEC/ULS/CSA/EN 60950-1,RoHS Canary TM Link-IS产品特性隔爆兼本安型(MSHA认证中,MA待认证)尺寸紧凑、便于移动穿透岩石等固体物质的实时双向语音、数据的非视距无线通信双向语音可达300米、双向数据可达450米与现有的UHF/VHF对讲、采集传感控制设备、头戴耳机话筒器等能配合使用双向传输速率可达1Kb/s采用甚低频2-8KHz防护等级:IP57,防水防尘,适合恶劣环境供电:内置电池支持8小时以上工作时间,额外10小时后备典型应用矿山救生舱/避难硐室与地面的备份通信链路(作为光纤主链路的备份)当灾难或事故发生时,救生舱/避难硐室与地面的光纤链路极易受到损坏,导致地面与井下无法建立通信连接,救助救援缺乏现场第一手的信息资料,将为应急救灾带来极大的难度。
华为数字矿山井下通信解决方案当今社会对安全生产的重视程度日益提高,井下煤矿生产的安全性已成为行业及企业的立命之本、发展之根,只有全面、深入地实现井下生产自动化才能满足安全的最终要求。
在21世纪,信息化已经成为企业竞争力的集中表现,我国煤矿企业正逐步走向矿山数字化,井下通信是矿山走向数字化的基础,发挥着越来越重要的作用,支撑着诸如生产过程管理、采矿作业分析、决策支持等应用。
矿山信息化与工业化“两化融合”的布局与发展也将是现阶段安全生产的重要一环。
使ICT系统在安全生产和自动化生产中发挥着的作用变得更为重要。
通过ICT系统建设,实现生产过程管理和控制一体化无人采矿、遥控开采矿山分析、管理的逐步信息化、应用化(如信息分析、生产评估、监控、决策支持)更深入的智能化更全面的互联互通更透彻的感知前言趋势初期的井下通信方案采用以小灵通为主的移动通信系统,主要解决井下基本语音通信功能;目前流行的井下通信方案主要是3G和工业环网为主的语音+数据业务,除了解决基本的语音通信功能以外,还将承载井下多业务的接入与回传,可实现移动办公等业务;未来井下业务会逐步向LTE演进,实现大数据的无线交互和更稳定的语音通信,以及多维度的智能感知。
1 代表:小灵通2 代表:3G+工业环网3 代表:LTE+工业环网分散建设,独立经营 ·解决基本语音通讯 ·实现人与人的互联统一规划,统管统调·多业务接入及承载·有线无线统一调度·清晰语音通信·移动办公作业等数据业务 大数据无线交互 ·多维度智能感知 ·移动超宽带 ·大数据无线交互安全生产与经营能力不断提升矿井井下通信建设应立足当下,着眼未来·目前大部分矿业企业在井上和井下存在信息化不足, 阻碍了矿业行业的进一步深入发展。
· 井下通信基础薄弱,井下生产过程井上可视性低,矿山生产企业无法随时掌握井下生产、人员分布动态以进行有效分析、管理及决策,安全生产得不到保障。
煤矿井下通信联络系统使用与管理规范(试行)前言为规范煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
1 范围本规范规定了煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
2 规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求(GB 3836.1-2000,eqv IEC 60079-0:1998)GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000,eqv IEC 60079-1:1990)GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型“e”(GB 3836.3-2000,eqv IEC 60079-7:1990)GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”(GB 3836.4-2000,eqv IEC 60079-11:1999)GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求YD/N 065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》YD/T 954-1998《数字程控调度机技术要求和测试方法》YD/T 1821-2008《通信中心机房环境条件要求》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装﹝2010)146号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装﹝2008)49号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1 煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
山西省煤炭工业厅煤矿井下通信联络系统使用与管理规范(试行)前言为规范全省煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
本规范由山西省煤炭工业厅信息中心提出并起草。
1 范围本规范规定了山西省煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
本规范适用于山西省煤炭工业厅管辖范围内的煤矿企业。
2 规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求(GB 3836.1-2000,eqv IEC 60079-0:1998)GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000,eqv IEC 60079-1:1990)GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型“e”(GB 3836.3-2000,eqv IEC 60079-7:1990)GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”(GB 3836.4-2000,eqv IEC 60079-11:1999)GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求YD/N 065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》YD/T 954-1998《数字程控调度机技术要求和测试方法》YD/T 1821-2008《通信中心机房环境条件要求》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装﹝2010)146号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装﹝2008)49号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1 煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
山西省煤炭工业厅煤矿井下通信联络系统使用与管理规范(试行)、八前言为规范全省煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
本规范由山西省煤炭工业厅信息中心提出并起草。
1范围本规范规定了山西省煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
本规范适用于山西省煤炭工业厅管辖范围内的煤矿企业。
2规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1 部分:通用要求(GB 3836.1 -2000 , eqv IEC 60079-0:1998 )GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000 ,eqv IEC 60079-1:1990 )GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型“e”(GB 3836.3-2000 ,eqv IEC 60079-7:1990 )GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4 部分:本质安全型“ i” (GB 3836.4-2000 , eqv IEC 60079-11:1999 )GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求YD/N 065-1997 《邮电部电话交换设备总技术规范书》YD/T 954-1998 《数字程控调度机技术要求和测试方法》YD/T 1821-2008 《通信中心机房环境条件要求》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装〔2010 )146号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装〔2008 )49 号)3术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
煤矿井下通信联络系统使用与管理规范试行近年来,我国的煤矿事故频发,其中一部分原因是由于井下通信系统的不规范使用和管理,导致安全隐患增加。
为此,煤矿井下通信联络系统使用与管理规范试行正式实施,旨在加强煤矿井下通信的安全性、稳定性和可靠性,保障煤矿工人生命财产安全。
一、井下通信系统的标准化建设煤矿井下通信系统的标准化建设是紧扣国家规范化管理要求进行的,主要包括两个方面的标准:技术性标准和管理标准。
技术性标准主要是指井下通信系统的设备、工艺、配件等方面,可以包括设备的型号,技术指标,使用程序等。
管理标准主要是指对井下通信系统的管理,要求制定完善的使用方案,组建专业的管理团队,规定管理人员配备和职责等。
所有的煤矿井下通讯系统都要严格按照标准要求建设。
二、井下通信系统的使用规范1.井下通信线路的敷设应妥善规划和布置,严格按照标准规范,遵守敷设质量和安全要求。
2.使用井下通信时,必须经过身份确认,使用人员必须经过专业培训,独立操作。
3.在井下通信过程中,不得乱动通信设备和线路,不得随意更换通信配件。
4.使用井下通信时必须遵守通讯用语和规定操作程序,对于失灵的通讯设备,不得随意拆卸或更换配件。
5.井下通讯中涉及安全的信息和重要事项,不得随意流传和泄漏,遵守保密规定。
6.使用井下通信时,应当避免大声喧哗和携带易燃物品,以免引起意外。
三、井下通信系统的管理规范1.井下通讯设备的管理人员要有固定的人员,负责保障设备及时更新,检修,维护,以保证井下通讯的正常运行。
2.井下通讯系统的安全保障人员要建立完善的集中值守制度,24小时轮流班值守以保证通讯设备安全可靠。
3.制定使用井下通讯的管理制度,并定期进行评估和调整,监督使用人员的合理合规使用。
4.对使用井下通讯的人员进行熟知操作和安全风险方面的培训和考核。
5.井下通讯设备,在安全稳定情况下,应遵循不变更原则,防止无序购置更换,以免影响井下通讯的正常运行。
总之,煤矿井下通信联络系统使用与管理规范试行,对于保障煤矿工人尤其是井下作业人员的安全起到了重要的作用。
煤矿井下无线通讯 Hessen was revised in January 2021矿井无线通信系统的特点煤矿井下是一个特殊的工作环境,因此,矿井无线通信系统不同于一般地面无线通信系统,具有如下特点:(1)本安型电气设备。
煤矿井下具有瓦斯等可燃性气体和煤尘。
因此,无线通信设备要求是安全性能好的本质安全型、防爆设备。
(2)传输衰耗大。
煤矿井下空间狭小、巷道倾斜、有拐弯和分支、巷道表面粗糙,且有风站、机车等阻挡体,传输衰耗大。
(3)发射功率小。
本质安全型防爆电气设备的发射功率一般为10mW-40mW左右。
(4)抗干扰能力强。
井下空间窄小、机电设备相对集中、功率大,电磁干扰严重,故设备应具有较强的抗干扰能力。
(5)防护性能好。
应有防尘、防水、防潮、防腐、耐机械冲击等性能。
(6)抗故障能力强。
煤矿井下环境恶劣,设备故障率高,人为破坏事件时有发生。
因此,矿井无线通信系统应具有较强的抗故障能力,当系统中某些设备发生故障时,其余非故障设备仍能继续工作。
(7)信道容量大。
煤矿井下是一个移动的工作环境,现有有线调度电话受到局限。
随着无线通信系统可靠性、通信质量的提高、功能的完善、成本的降低,它将在生产调度特别是抢险救灾中起到主要作用,故需具有较大的信道容量。
(8)移动速度慢。
矿井无线通信系统中手持机的移动速度较慢,这主要是矿井人员及运输工具特性确定的。
2矿井无线通讯系统的建设原则根据山东省安全生产监督管理局、煤炭工业局、煤矿安全监察局统一要求,结合企业实际,我们形成了井下无线通讯系统的建设原则如下:(1)坚持以《煤矿安全规程》为依据来确定井下无线通讯系统技术方案的原则;(2)坚持统筹规划,突出重点,量力而行,应用成熟的井下通讯产品的原则;(3)坚持新老兼顾,避免重复建设,力求少投入、高效益的原则;(4)坚持网络、数据资源共享,避免出现“信息孤岛”的原则。
3系统应用定位及建设思路(1)井下无线通讯系统是当前有线调度通讯系统的有机补充,是安全生产调度通信系统的一部分,其主要目的是加强对井下工作人员的管理。
井下通信联络系统管理规定第一章设计与安装第一条所有井下通信设备必须采用防爆型,优先采用本质安全型,符合国家标准和《煤矿安全规程》要求。
第二条矿井井下调度通信系统应与行政通信系统分开,行政通信系统与公共通信网络联网。
第三条通信联络系统应具有下列功能:(一)通信联络系统应能对不同用户设置不同的优先权和呼叫权限,应具有紧急呼叫功能。
(二)通信联络系统应具有自诊断和实时故障指示功能。
当发生故障时,及时报警并指示故障位置。
(三)通信联络系统应具有录音功能,多通道同时录音,具备一个放音通道,可在线实时查询录音、监听、回放、存储等。
(四)井下固定电话和手持移动电话与矿井调度中心具有直通功能。
(五)调度交换机应可以随时呼叫系统内的终端,可强拆、强插中继或用户线。
(六)调度交换机应配置可接收系统内终端紧急呼叫的设备,显示紧急呼叫的终端号码,发出声光报警,并可进行语音录音。
(七)调度交换机应具有全呼和组呼功能,同时处理多路呼叫。
(八)调度交换机应具有与地面专网(公网)组网的功能。
(九)调度交换机宜能召开多方会议。
(十)无线通信系统应支持手持移动电话的自动漫游、越区切换。
手持移动电话应具有抗震、防水、防腐功能。
(十一)无线通信系统宜具有非法用户禁用功能、短信功能、支持脱网呼叫功能。
(十二)井下广播系统应具有紧急广播功能,宜具有组播和选播功能。
第四条矿井通信联络系统必须有可靠的接地装置和防雷设施。
通信线路入井处必须装设熔断器和防雷电装置。
第五条通信联络系统必须有备用电源,备用电源持续工作时间不小于4h。
第六条通信联络设备应有必要的备用,发生故障,应及时更换故障设备。
第七条调度交换机必须安设耦合器等预防杂散电流入井的装置。
第八条调度交换机与井下基站之间的传输距离应不小于10km。
手持移动电话与基站语音通信距离:直巷断面小于13m2时不小于100m,大于等于13m2时不小于300m。
第九条在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、采区变电所、上下山绞车房、水泵房、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面以及采区、水平、矿井的最高点,应安设电话。
煤矿井下无线通信系统综合解决方案2020-03-04随着国家和政府对煤炭行业安全生产的日益高度重视,企业的安全可靠的通信系统建设也被列为所有工作的重中之重。
中兴通讯作为通信设备提供厂商,依靠自身强大的通信产品研发能力专门为煤炭行业研制开发出了性能质量优越,功能应用全面的井下无线通讯系统和终端设备,提出了一整套安全、经济、先进、有效的综合通信网络解决方案。
一、用户需求近几年煤炭企业频繁发生重特大安全生产事故,给国家和人民带来庞大的生命财产缺失,政府和企业因此共同将煤矿安全生产的信息化工作提上空前的高度。
煤矿企业的调度通信和行政通信系统通过多年建设和进展,虽取得了较大的成效,然而缺乏成熟的井下移动通讯解决方案。
矿井工人和工作人员的实时无线语音数据通信要求专门迫切,井下人员所处位置更新、井下生产的动态数据上报、地面通知的实时下达等都显示出井下通信系统业务的专门性和重要性。
依照这些业务要求,中兴通讯开发出了基于PHS〔无线公话系统〕技术的、专门用于井下安全生产的通信系统KT25型设备。
该系统设备能够解决矿井语音通信、人员监测、定位、数据传输等的综合应用问题。
二、网络结构网络拓扑结构如下:ZXPCS系统由核心操纵设备CN、操作爱护中心OMC、基站操纵器CSC、基站CS和无线移动终端PS组成。
CN通过七号信令或者中国1号信令和原PBX相连。
从结构层次上分,中兴防爆PCS系统由无线接入层、核心操纵层和业务提供层构成:1〕无线接入层:由基站操纵器子系统iCSC/CSC、基站CS和终端PS组成,为PHS用户提供无线接入的通道。
集成基站操纵器iCSC 提供内部接口与交换单元相连,使用户通过本地网进行话音的呼入呼出操纵,提供集线操纵功能。
从交换单元输出的信号在集成基站操纵器进行数字复用和协议处理后,通过光纤、微波或铜缆传输链路传送至基站操纵器CSC。
iCSC的交换网板是8K×8K的,承诺接入基站操纵器数为50,最大可到64,系统最大话务量为1350Erl,忙时呼叫次数BHCA达到135K。
山西省煤炭工业厅煤矿井下通信联络系统使用与管理规范前言为规范全省煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
本规范由山西省煤炭工业厅信息中心提出并起草。
1 范围本规范规定了山西省煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
本规范适用于山西省煤炭工业厅管辖范围内的煤矿企业。
2 规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求(GB 3836.1-2000 , eqv IEC 60079-0:1998)GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2 部分:隔爆型“d ”( GB 3836.2-2000 , eqv IEC 60079-l:1990)GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3 部分:增安型“e ” ( GB 3836.3-2000 , eqv IEC 60079-7: 1990)GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4 部分:本质安全型“ i ” ( GB 3836.4-2000 , eqv IEC 60079-11:1999)GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求YD / N 065-1997 《邮电部电话交换设备总技术规范书》YD / N 954-1998 《数字程控调度机技术要求和测试方法》YD / N 1821-2008 《通信中心机房环境条件要求》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装(2010 ) 146 号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装〔2008〕49号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1 煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
山西省煤矿井下通信联络系统使用与管理规范Specification for the usage and management of the system for the underground communication in coal mine of shanxi province(征求意见稿)前言为规范全省煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
本规范由山西省煤炭工业厅信息中心提出并起草。
1 范围本规范规定了山西省煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
本规范适用于山西省煤炭工业厅管辖范围内的煤矿企业。
2 规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求(GB 3836.1-2000,eqv IEC 60079-0:1998)GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000,eqv IEC 60079-1:1990)GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型“e”(GB 3836.3-2000,eqv IEC 60079-7:1990)GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”(GB 3836.4-2000,eqv IEC 60079-11:1999)AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范《邮电部电话交换设备总技术规N065-1997范书》YDYD/T 954-1998《数字程控调度机技术要求和测试方法》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装﹝2010)146号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装﹝2008)49号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
煤矿井下通信联络系统使用与管理规范(试行)前言为规范全省煤矿井下通信设备和系统的选型、安装、使用、维护与管理,保证煤矿井下通信设备和系统的正常使用,建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络,根据国家有关法律法规和标准的要求,制定本规范。
1 范围本规范规定了山西省煤矿井下通信设备和系统选型、安装、使用、维护与管理的要求。
本规范适用于山西省煤炭工业厅管辖范围内的煤矿企业。
2 规范性引用文件《煤矿安全规程》GB/T 2887 电子计算机场地通用规范GB 3836.1 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求(GB 3836.1-2000,eqv IEC 60079-0:1998)GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型“d”(GB 3836.2-2000,eqv IEC 60079-1:1990)GB 3836.3 爆炸性气体环境用电气设备第3部分:增安型“e”(GB 3836.3-2000,eqv IEC 60079-7:1990)GB 3836.4 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”(GB 3836.4-2000,eqv IEC 60079-11:1999)GB 50215-2005 煤炭工业矿井设计规范AQ 6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统MT/T 286 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT287-92 煤矿信号设备通用技术条件MT209-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求YD/N 065-1997《邮电部电话交换设备总技术规范书》YD/T 954-1998《数字程控调度机技术要求和测试方法》YD/T 1821-2008《通信中心机房环境条件要求》国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知(安监总煤装﹝2010)146号)国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录(第二批)》的通知(安监总煤装﹝2008)49号)3 术语和定义下列术语和定义适用于本规范3.1 煤矿井下通信联络系统具有以有线或无线的方式实现语音、数据、图像传输的功能。
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振动信号实现灾后井下与地面救援通信系统
成都凯生科技开发有限公司
电子科技大学
一 煤矿振动探测定位系统
1, 项目构想来源
针对近年来在我国现代化建设中频频出现的煤矿矿难,大量人员被困井下。地面人员在
搜救过程中往往无法准确获取被困人员数量以及位置信息。如果在灾后能在第一时间获取较
为准确的人员信息,那将对救援工作带来巨大的方便。
2, 思路
需要利用现有的科技研发资源,产学研结合,建立一套集灾前监控,灾后救援于一体的
完善的监控系统!这就是煤矿无线监控系统的雏形。
需要利用现有的科技资源,各专业结合,建立一套集灾前监控,灾后救援于一体的完善
的监控系统!这就是煤矿无线监控系统的雏形。
系统建设步骤:
在矿区进行全面的地理及地质数据收集,包括地质类数据和煤矿所在地的矿
井巷道的地理信息系统数据。
根据所得数据进行传感器布局,根据实际需求达到尽量经济的布局规划方案
根据布局方案在地面或浅表层安装高灵敏度振动波检测设备,并且组网。
在煤矿地面部分建立监控数据收集,存储,处理大型终端。
进行试运行,并且根据实际数据验证状况进行调整,以达到优化。
经过大量的论证,我们将传统无线电监控思路改成了振动波监控思路。这是一次极具挑
战意义的开发工作。
3,系统构思
.监控系统无须井下电力支持,由于在事故发生后,井下是停电状态,所以所有有线网
络、无线电网络都无法工作,所以振动波监控就成了唯一可行的方案。
利用振动波监控系统对事故发生地点进行一定精度的定位,评估事故影响范围、灾害程
度和制定救灾方案。
利用振动波监控系统对受困员工的相对精确的定位也就成了事故状态下搜寻幸存者最
直接有效的方法。
希望该监控系统的开发和利用,能填补在事故隐患治理关键技术研究中的某些技术空
白!
信号与传感器类型的选择
信号类型选择的依据:
① 能穿透岩石与土层
② 地下设备工作条件需求简单
③ 设备结构简练,不易受地理和矿井环境突变的影响
振动波的传播特征主要决定岩体的阻抗特性, 即岩体的密度和振动波的传播速度的乘
积。在波的传播过程中,遇到岩层两种介质的界面时,波的能量其中一部分通过交界面透射
或折射过去进入另一种介质,而另一部分就会被反射回来,波的这种透射,折射和反射性质
均与每一层面介质的阻抗特性有关,是各岩层介质阻抗特性的函数。 振动波在岩层中能够
以每秒1~2千米的速度传播,即便在浮土层,可能也有每秒数百米的传播速度。
振动波具有的优点:
接收设备相对简单。
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设备经过处理之后便携,便于安装,可加固。
穿透岩石与土层。
所以我们选择振动波作为信号传输手段。
系统构架思路:
由于矿井下与地面之间的岩石与土层分布状况以及相应的物理参数完全不可能通过传
统无线电定位方式通过获取信号之后再实施理论计算来估计位置。
只能通过以下两种方式获得信号中含有的信息:
1,通过多传感器阵组成的阵列获得先验信号的信息,在灾后利用接收到的信号进行比
对。在监控中心能观测到信号从而确认被困人员位置。
2,通过莫尔斯码的原理将振动波信号编码,被困人员按预先培训的方式将信息通过振
动信号传输到地面。
也可两种办法同时使用。
系统构架图
图1 系统构成场景示意图
图2 多通道振动采集定位系统工作示意图
数据收集,分析,
处理,显示终端
传感器系统
数据采集系统
震动波传感器阵列
图3 多通道振动采集定位系统工作示意图
图4 多通道振动波采集处理设备实物
图5 实验用高精度多分量传感器实物
4, 研究现状
信号检测理论:核心技术已经通过实验验证可行。利用多年积累的信号处理分析基础。
传感器:已选好型,完成定制。
数据采集设备:已完成16通道样机以及其中检测关键技术,样机如图4。
数据分析终端:硬件设计可采购成熟的部件,在成熟的平台下进行数据收集,分析,处
理以及显示终端;其中软件的需要大量的时间,这是本套系统对于用户的核心部分。已完成
核心处理部分。
传输系统:采用成熟的传输线,电缆和光缆均可采用。
关键技术:
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1, 传感器设计与定制。
2, 信号采集设备的关键技术。
3, 弱信号处理提取,处理,分析。
实验验证:
选用传播路径比实际井下状况更为恶劣的情况,敲击位置为山脚下,接收位置为山顶。
图6A 其中一个通道原始信号波形
图6B 局部放大秒波形
图7A 信号放大,敲击3下,间隔5秒左右。信号经过两级处理。
图7B敲击信号检测结果
图8A信号放大,敲击3下,间隔5秒左右。敲击距离比图7实验1稍近
图8B敲击信号检测结果
根据在贵州某矿的实际检测结果与此相比,实际状况下信号传播条件和接收信号的状
况相比实验条件下更好。所以我们可以建立如图123所示振动信号检测系统。当发生事故时,
井下被困人员通过敲击巷道壁,让传感器阵列接收信号,地面人员根据接收到的信号得出相
应信息,以便实施营救。
在2011年4月与某煤矿集团救援大队探讨,以此方式在模拟巷道中做实验,得出以下
结果:
1, 传感器直接放于地面,接收到的信号甚至无需处理就可轻松识别。
2, 传感器布于井下通到地面的铁轨上,接受信号能力更强。
由此,经过与救援大队的探讨与了解,得出应急通讯系统的方案。
二 煤矿灾后井下与地面应急通讯系统
图9A
图9B
1,系统构成:
由于井下充满了铁轨,水管等振动波传输的良好条件,使井下(被困)人员通过这些
管线利用振动波向地面人员传送信息大大成为可能。
即使某一处管线断裂后,由于管线在井下已经形成网络,传输路径仍然存在很大的可
能性畅通,只是可能信号不是走最短最佳路径而已。
只需在巷道口,通风口管线位置(据了解一个矿通常4至5个),布置好接收设备与处
理分析设备便可接收井下信号。
如图9所示。
传感器固定在管线上。采用不同精度多分量传感器组。
采集处理机与传感器相联(便携,不超过20公斤)。
分析处理终端可采用在监控中心,也可采用便携式工控计算机。
通过预先编码的方式,这样地面人员就能接收到相对准确的信息。敲击产生振动信号
可以人为操作,如图9A,也可在此基础上研发专门的振动信号产生器,如图9B,放在救生
仓附近,这可以作为下一步考虑。
2,编码原理:
如图10所示:
图10 敲击编码示意图
可以变成四进制码,每一位都有1 2 3 4构成。
三 现状及比较
1, 与现有安全设备比较:
救生仓:救生仓能在灾后为被困人员提供一定时间的生存,但是不能主动发送信息,