智慧矿山是指在矿业领域中通过先进技术、设备、信息和管理系统,实现矿业的智能化发展,为矿业生产安全提供信息化保障,使矿业企业实现管理和科技的升级。智慧矿山可分为四个层次,分别是基于移动通信基站的区域定位、基于短距离无线通讯功能、基于云计算的智能监测系统及基于大数据分析和挖掘的智能决策支持系统。矿用智能物联网系统结合物联网传感器技术组成“感知网”,实现对矿井人员在井下各个位置的实时监控与定位,有效提高煤矿企业对井下工作地点环境了解程度和管理水平,提高矿井安全管理。对于从事采掘作业人员来说,矿井中存在大量的非标准状态下的设备信息,对生产人员安全作业造成了极大影响。为实现矿井实时监控和远程管理,打造一套高效便捷、精准可靠且可扩展应用方案是现阶段煤矿企业所面临的迫切需求。
1、矿井内所有人员定位信息实时掌握:对人员位置、所在地点、工作地点等实时位置信息进行实时监测与控制,能够实现人、机、物信息互联互通。
2、矿井内人员信息及时反馈:实现矿井内采掘作业人员安全生产状态信息反馈,确保人员现场作业安全。
3、矿井内各类设备健康状态管理:实时采集设备运行数据,及时显示设备运行状态、维修情况、健康状态等多种信息。
4、矿井内运输车辆位置实时跟踪:准确定位车辆位置,在应急救援时通过调度中心与车辆进行远程沟通。
5、矿井内各类灾害事故报警预警及应急救援处理:帮助矿井应急救援人员及时获知煤矿各个矿井内发生了什么自然灾害事件、发生地点,将最快速度处置突发事件,降低事故危害程度。
结合煤矿井下不同区域实际情况,提供四种典型的基于网络的人员定位应用系统架构:
1、综合布线平台:集成各种传感器的分布采集功能,实现井下与生产区域间的无缝漫游以及人员定位功能。
2、网络监控与调度平台:将各作业点现场视频及图像信息实时传输到调度中心,指挥调度人员可以根据自身情况对不同地点进行重点监控,从而能够实现各类重点场所现场的指挥调度。
3、设备运行管理平台:在各作业点部署多套定位设备,对井下设备运行状况进行实时监测,为安全生产提供保障。
4、应急救援平台:基于手机、平板电脑等移动终端建立通信网络,进行事故及灾害信息的快速查询与定位。
井下人员定位系统软件实现井下所有定位点的实时监测及智能分析。软件通过数据采集软件、信息管理软件、远程控制软件和手机 APP等多种功能模块,实现对各区域精确实时定位,包括巷道位置、巷道高程、时间、风压、温度、瓦斯浓度等环境参数,实现对不同监测数据对象如巷道环境监控、通风、安全、排水、照明等实时控制与智能分析。软件包括巷道高度、通风状态、瓦斯浓度、温度等参数,对巷道环境及相关参数进行实时监控与智能分析。信息管理软件中包含安全管理软件和远程控制软件。安全管理软件可自动记录井上人员的移动轨迹,并实时反馈至远程控制软件平台;对井上人员情况的实时监控和管理;远程控制软件可自动记录井下各地点的人员位置;能根据系统所采集到的数据信息,形成安全隐患报告,并向有关领导及主管部门汇报;可设置紧急情况下相关参数以及报警程序。远程控制软件则可与安全管理软件相配合,实现对矿井上所有采掘现场管理人员或监控区域管理人员进行动态调度、应急处置。