摘  要：金属矿山安全避险“六大系统”建设，首先要满足国家关于矿井安全设施建设的强制性要求，符合相关建设标准。再者要在“六大系统”的建设与改造完善中坚持先进适用、统筹兼顾的原则。在保持技术先进性的同时，推进数据传输、视频和语音传输三种信号的并网改造，不断推进“六大系统”的深度融合。文章针对金属矿山的安全生产的实际情况，提出了“三网合一”的设计思路，促进金属矿山安全避险“六大系统”的信息化改造和升级。

关键词：金属矿山;安全避险;六大系统;信息化建设

中图分类号：TP39        文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）03-0129-04

Discussion on the Informatization Transformation of “Six Systems” in Metal Mine Safety Risk Avoidance

LIU Guanghua

（Chengde Heishan Iron Mine， Hbis Group Mining Company Co.， Ltd.， Chengde  067000， China）

Abstract： The construction of “six systems” for metal mine safety risk aversion must meet the national mandatory requirements of mine safety facilities construction firstly， and conform to the relevant construction standards. Moreover， it should persists in the principle of advanced application and overall consideration in the construction and transformation and improvement of the “six systems”. While maintaining the progressiveness of technology， we will promote the grid connection transformation of data transmission， video and voice transmission， and continue to promote the deep integration of “six systems”. In view of the actual situation of safety production in metal mines， this paper puts forward the design idea of “three networks in one” to promote the informatization transformation and upgrading of the “six systems” of safety and risk avoidance in metal mines.

Keywords： metal mine; safety risk avoidance; six systems; informatization construction

0  引  言

各類矿山矿井一直是安全生产事故的多发部位，冒顶、透水等矿井安全事故的发生往往会造成比较严重的人员和财产损失。为了避免矿井安全事故的发生，最大化降低事故的危害影响，各类地下矿山企业严格执行国家安全监管总局等相关部门对安全避险“六大系统”的建设标准和要求，极大地促进了金属和非金属矿山企业的安全生产。

随着现代信息技术的不断发展，“六大系统”也面临着信息化升级与改造的任务要求。针对金属矿山面临的安全生产的实际情况，提出了“三网合一”的设计思路，明确了井下避难硐室的数量及布置要求，提出了生产矿山联合供风、独立供水的自救方案优选准则;进一步扩大监测监控系统、人员定位系统、监测监控系统、通信联络系统的覆盖面，做好“三网”的并网改造。从而使安全避险“六大系统”合而为一，成为抵御各类矿井安全事故灾害和保障井下人员设备安全的有力屏障。本文结合金属矿山安全生产工作的实际情况，基于工程建设的原则，对金属矿山安全避险“六大系统”信息化改造升级的设计与应用进行了探讨。

1  井下安全避险“六大系统”的建设要求

井下安全避险“六大系统”是根据矿井安全生产需要，结合矿井安全技术，建设和配置的各类矿井安全保障设备设施。包括：监测监控系统、供水施救系统、压风自救系统、紧急避险系统、通信联络系统和人员定位系统等。“六大系统”建设首先是必须要满足国家关于矿井安全设施建设的强制性要求，符合相关建设标准;再者就是在“六大系统”的建设与改造完善中坚持先进适用、统筹兼顾的原则。在保持技术先进性的同时，推进数据传输、视频和语音传输三种信号的并网改造，不断推进“六大系统”的深度融合。

2  “六大系统”建设的主要框架和功能内容

2.1  综合信息管理平台

在推进“六大系统”深度融合的过程中，综合信息管理平台是“六大系统”的联络和指挥中枢。其包括综合信息管理系统、综合管控平台软件系统、调度指挥中心、数据备份系统、网络安全系统等功能单元。可实现对“六大系统”功能融合和统一调度指挥，满足了矿井安全管理中环境监测监控、井下通信联络、人员定位、安全设备设施自动控制和应急救援指挥调度等方面的管理需要。以视频、语音、数据同网传输和保存的方式满足了“六大系统”各方面的功能要求。

2.2  监测监控及报警系统

主要用于监测监控井下的实时环境参数。监测监控系统在采集和实时显示相关监测数据的同时，还会存储环境数据，显示所测参数的随时间变化曲线。当某项环境参数值超过所设定的标准时，系统便会发出报警信号，向指挥中心发出警示。

2.3  井下人员活动与定位系统

该系统主要是对井下人员的活动位置进行跟踪定位，监控井下各作业区人员的位置动态，便于对人员的管理和考勤。同时，在发生矿井事故灾害需要紧急救援时，也可根据井下人员定位系统尽快找到人员的具体位置，从而为井下人员的救援和脱险提供保证。

2.4  井下紧急避险系统

主要包括避难硐室、可移动式逃生救生舱、自救器等。可在灾害事故发生时，为受困人员提供紧急逃生和避险自救的场所和设施，帮助人员逃生自救和在暂时的安全状态下等待救援。紧急避险系统与其他系统相融合，通过井下通信联络、人员定位和远程指挥等方式，可以及时组织人员通过迅速脱离危险区域。

2.5  压风自救与供水施救系统

当井下突发灾害事故时，正常的通风和供水系统可能会被切断。这时可依靠压气站向地下送风，将压风供应接口接入井下人员活动区域的呼吸器位置。这样在发生事故灾害时，井下人员即可依靠这些设施进行压风自救和供水施救。

2.6  通信联络系统

井下必须配备常规与备用两套通信联络系统，当局部通信网络遭到破坏时，及时启用备用通信方式。

3  井下“六大系统”的信息化建设与应用

3.1  井下环境监测监控系统

井下环境中存在水害、有毒气体、火灾、顶板灾害等危险因素。根据矿井安全管理“预防为主”的原则，在重点部位安装各类监控探头可以帮助发现早期的事故灾害危险源，以及时采取措施，避免事故发生或减少事故危害。监测监控系统主要分为监控室和现场两部分。现场部分包括各类传感器、摄像头、电缆、光纤交换机等。监控室主要设备是监控主机设置在井上调度室，双机备份，以保证系统运行的稳定性和数据的可靠性。监测监控系统应配置至少保证2小时供电的备用电源，以较为可靠的有线传输来传输数据。通过井下光纤环网将现场采集的数据传输到井上调度室。对于一些不便于接线的装置可辅以无线传输方式。为了避免较长的通信线路影响视频监控质量，可多设视频服务器;同时采用带有夜视功能的防水摄像机和高速智能球摄像机。如图1所示。

3.2  人员定位系统

人员定位系统主要由人员定位系统软件、人员定位无线基站、交换机、UPS电源、监控主机、有源人员识别卡等组成。每个人员识别卡相当于一个电子标签，应用了RFID射频识别技术。识别卡存储了持卡人的基本个人信息，无线基站则为卡片信息的采集提供网络支持，用于实时采集和传输识别卡信息，对持卡人的行走线路、实时位置和其他信息进行统计和上传，并具有打印和查询功能。该系统设计时应能够对持卡人员出入井情况和实时位置情况进行记录，并且安装三杆口闸机和虹膜识别系统，能够同时识别多个人员，杜绝替岗和无关人员入井的现象。人员定位系统的数据传输采用无线与光纤综合布局的方式，具有较强的可靠性。为了克服RFID射频识别距离有限，定位精度较差的缺点，有些矿井还采用了更为先进的Wi-Fi无线网络技术，以实现人员定位和无线通信功能。如图2所示。

3.3  通信联络系统

通信联络系统主要负责井下与井上，以及井下各单位之间的通信联络，由地面调度室统一指挥。井下各采区、主要机电硐室、装卸矿点、主提升机房等重点部位，均应设有可靠的通信联络系统与地面调度室建立通信连接。目前大多数矿山都配置了有线通信系统。以便与地面通信联络保持畅通。为了进一步提高矿井应急救灾的能力，很多矿井还设置了矿井广播系统和无线通信系统，以加强井下与地面调度室的通信联络。其中无线通信系统需要在井下每隔一段距离就放置一台无线基站，因而使用和维护成本较高。设计和建设时将通信联络系统与人员定位系统、监测监控系统融合在一起，既经济，又实用，是最为理想的方案。基于此，可在设计时建设井下光纤环网，以达到“三网合一”的效果。如图3所示。

3.4  紧急避险系统

人的生命是最宝贵的。“优先撤离、就近避险”是井下人员遇到突发事故时的遵循原则。首先是能够从最近的安全出口逃生到地面或安全区域;如果人员不能在及时升井，可迅速撤到就近的避险硐室紧急避险。紧急避险设施的设置主要应考虑水文地质条件以及人员逃生距离等因素。避险系统中要接入供风换气系统和供水管路，按照额定防护时间不少于96 h计算人员生存保障。避灾硐室要采用坚固的浇灌混凝土支护形式，内部应配备食品、供氧装置、饮用水、自救器、急救箱等物资;同时设置密闭门、防水门等防护设施，保证避险区域人员安全。

3.5  压风自救系统

压风自救系统主要用于紧急情况下的井下通风。对于生产矿井，应按照系统出口压力不小于0.1 MPa的标准来确定空压站的供风能力。

3.6  供水施救系统

供水施救系统主要是在矿井发生灾变时，为井下受困人员提供生活饮用水。有的矿井采用集中供水的方式，将生产供水和施救供水设计为一套系统，但由于管路腐蚀和水质原因，生产供水很难达到生活饮用水的标准，影响紧急避险自救时的用水需要。因此，供水施救系统不宜与现存管网连通为一体，建议采用独立的供水施救系統。

4  结  论

随着信息技术和自动化控制技术的发展，矿山安全避险系统也要不断推进信息化改造，不断推进“六大系统”的深度融合。“六大系统”在设计时要在满足国家强制标准的基础上，做到因地制宜，根据矿井水文地质的实际情况和安全管理的实际需要进行设计建设。才能在保证矿井安全和不断提升矿井应急保障能力的同时，兼顾系统的实用性和经济性。

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作者简介：刘广华（1982.06—），男，汉族，河北承德人，助理工程师，本科，研究方向：井下六大系统的应用与日常维护。