煤矿人员定位系统设计方案.doc

郑煤集团（登封）教学二矿
矿井人员定位系统
设
计
方
案
编制单位：郑煤集团（登封）教学二矿
编制时间：二0一0年十一月
郑煤集团（登封）教学二矿
矿井人员定位系统设计方案说明书
生产规模：45万吨/年
矿 长：李同河
技术负责人:刘建军
编 写：匡 久 刘超峰 李海军
会 审:李同河 刘建军 郑勤峰 邵吉利 王俊营
编写单位:郑煤集团(登封）教学二矿
编写时间：二0一0年十一月
教学二矿人员定位系统设计方案
根据国家安全监管总局【2010】146号,关于《建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》文件要求和河南省、郑煤集团有关文件精神，完善井下安全避险“六大系统”，进步一提高我矿安全生产保障能力，结合我矿实际，特编制人员定位系统设计方案:
一、煤矿人员监控工程设计编制依据
1、AQ6201——2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》
AQ6210——2007《煤矿井下作业人员位置监测与管理系统通用技术条件》
2、AQ1018 ---—2007《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》
3、《煤矿安全规程》2010年版
4、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）
5、《教学二矿井下安全避险“六大系统”实施方案》
二、组织领导机构
成立人员定位系统管理领导组：
组长： 李同河
副组长： 刘建军、 郑勤峰
成员: 邵吉利、 王俊营、 匡 久、 孙坤东、 王克勋、徐少歌、 卢付臣
办公室设在综合调度室,综合调度室主任负责做好人员定位系统专项设计等日常工作。
三、人员管理系统组成
人员管理系统主要由监控计算机、系统软件、人员定位分站、人员标识卡、避雷器和传输接口、UPS电源等组成。
监控主机：负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通信等任务.
系统软件：完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、查询和报表打印.
人员定位分站:接收标识卡发出的无线人员编码信号.
人员标识卡：承载唯一的人员编码信息，当被无线信号激活后,将编码数据发送给读卡器.人员标识卡有矿帽式、矿灯式、胸卡、腰卡等四种方式可选.根据系统在现场使用情况反馈，便于对人员标识卡的管理，我矿选用帽卡型人员标识卡。
四、系统的工作原理
人员随身携带的标识卡进入位置监测分站工作区域后，即将人员编码加密信息发射出去，位置监测分站接收到标识卡发来的无线信号,经分站接收处理后，提取出人员编码相关信息，经传输线路送至地面数据传输接口再经数据传输接口上传至监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理和考勤。
五、系统主要功能特点
1、对井下人员可实时跟踪监测，位置自动显示。
2、可实时跟踪查询、打印当前及某时间段井下人员数量、活动轨迹及分布情况。
3、在人员出、入井口设置检卡器，用于检测入井人员标识卡的完好性以及每位下井人员携带1张卡唯一性检测功能。
4、标识卡和位置监测分站具有完全独立的发射与接收部件,其核心技术均由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成，外壳防护等级不低于IP54。
5、标识卡采用高级嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下,实现通信及信息碰撞处理等功能。
6、标识卡超低能耗设计,大容量锂电池供电，可使用2年以上。
7、系统能方便实现识别范围的调整,识别距离0—200米可调.
8、系统能可靠识别静态或≤100Km/h的高速移动目标.
9、系统可容纳不低于64个位置监测分站,单台位置监测分站可瞬间同时识别200个以上的人员标识卡。乘架空乘人装置上下的工作人员无需下车，在识别卡进入监测区域后,就可自动完成人员定位及考勤功能。
10、识别区域无方向性、无盲区，分站射频场功率远远小于手机的射频功率，对周围环境无电磁污染，对人体没有伤害。
11、井下人员跟踪定位分站与地面中心站失去联系时，分站仍能独立工作,自动存储人员监测数据2个小时以上,当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复。
12、系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等.
13、系统中心站及网络终端可以联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查询各类数据报表.
14、门禁功能.根据需要在煤矿井下限制员工进入特殊区域。如果有未经许可人员接近该区域可发出声光报警信号，同时地面监控主机也会发出报警信号。
15、报警功能。可以对下井人员限制出入时间及地点,如果超过授权时间或进入未经授权的地点都会触发报警设备发出警示,以便控制人员迅速做出反映，采取安全措施。
16、系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。
17、当携卡人员遭遇紧急情况时，可向上位机发出紧急呼救或告急报警信息。
18、矿井一旦发生安全事故，可据本系统提供的准确位置信息，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。
19、系统具有人员活动轨迹回放功能。
六、系统软件说明
系统软件为KJ211A矿井人员定位系统,郑州金瀚电子设备有限公司与海纳电子有限公司联合开发。采用目前先进VC.net开发平台开发，结合功能强大的SQL2000数据库.基于B/S结构的网络监控软件，可浏览、查询、打印矿井人员定位及考勤管理等相关信息.
七、矿井人员监测范围及测点的设置
1、 人员监测范围
主要包括副井井口及井底、主井井底、井下回采工作面、工作面掘进头、大巷掘进头、机电硐室、水泵房、井底煤仓、消防材料库、运输大巷及轨道大巷等场所。
2 、 位置监测分站的设置
2.1 西副井：分站设在井口房或入井口适当位置装一个分站，井底装一个分站.
2.2东副井：分站设在井口上下，井口适当位置装一个分站，井底车场设置一个分站。
2.3采面工作面：分别在进风和回风顺槽入口10米处设置一个监测点，以便及时监测回采工作面人员情况和瓦监员巡监情况。
2.4 掘进工作面：掘进工作面入口100米处设置一个监测点，以便及时监测掘进工作面人员情况和瓦监员巡监情况.
2.5 主运输大巷、主轨道大巷、采区轨道巷、采区运输巷人员流动比较大的地点分别设置一个监测点.
2。6 井下人员流动比较大的地方如：井底、行人大巷、拐弯或分支点、主要水泵房等分别设置一个监测点。
3.3 位置监测分站安装位置（见表3—3-1）
KJ211A系统位置监测分站安装位置表
见表3—3—1
序号
安装位置
单位
数量
备 注
1
西副井入井口
台
1
分站设在井口房
2
西副井井底
台
1
井底候罐室
3
东副井入井口
台
1
分站设在井口房
4
东副井井底
台
1
分站设在井底车场
5
轨道运输大巷
台
1
分站设在三联巷口
6
皮带运输大巷
台
1
分站设在三联巷口
7
27轨道巷口
台
1
分站设在27平台
8
22皮带巷
台
1
分站设在27一部头
9
22341轨道运输巷
台
1
分站设在22341轨道运输巷口
10
22341皮带运输巷
台
1
分站设在22341皮带运输巷口
11
31皮带
台
1
分站设在31皮带一联巷口
12
31轨道
台
1
分站设在31轨道一联巷口
13
31猴车道
台
1
分站设在27泵房口
14
31061上付巷
台
1
分站设在31061上付巷口
15
31061下付巷
台
1
分站设在分站设在31061下付巷口
16
26猴车巷
台
1
分站设在26猴车尾
17
26皮带巷
台
1
分站设在26皮带九联巷
18
31141上付巷
台
1
分站设在31141上付巷口
19
31141下付巷
台
1
分站设在31141下付巷口
20
31轨道底
台
1
分站设在31泵房口
21
27031上巷
台
1
分站设在27031上巷
22
27031下巷
台
1
分站设在27031下巷口
3。4人员考勤定位监测系统装备量（见表3—3-2）
人员考勤定位监测系统装备量表 表3—3-2
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
监控主机
研祥工控机P43.0/2G/320/DVD/19”液晶
台
2
备用一台
2
传输接口
KJ211A—J
台
1

3
位置监测分站
KJ211A—F
台
26
备用四台
4
电源箱
KDW0.2/127
台
14
备用2台
5
识别卡
KJ211A—K
个
1240
帽卡式，备用10%
八、人员考勤定位监测系统设备选型与配置
1、地面中心站
监测主机配置工控机2台，传输接口1台，查询机1台,井口大屏一台，避雷器1个,USP电源1台(带电池，停电后可工作2小时以上），打印机1台，空调1台，主机要求有终端接口及联网功能。
2、井下分站
井下位置监测分站位置覆盖各副井井口及井底、井下回采工作面、工作面掘进头、机电硐室、水泵房、运输大巷及轨道大巷、人流量大的行人大巷及拐弯分支点等场所。
按照煤矿劳动组织定员标准和《河南省控制煤矿井下作业人数的规定》的要求配备识别卡.我矿井年产量为45万吨,劳动定员入井最多作业职工人数为每班280人，现共有识别卡1240张，备用150张。
3、扩展功能
根据煤矿发展要留有一定容量,随时可增加分站及识别卡，以满足煤矿发展的需求。
九、人员考勤定位监测系统安装及要求
1 、分站布置
地面分站设置在便于检修、观察、无干扰源、温度适中的室内,井下分站要布置在便于人员观察、调试、检修、支护良好，无滴水、无杂物的进风巷和硐室中,安装时应固定于巷道侧壁,使其距地不低于1。5m。
2 、电缆敷设
装置使用不延燃的煤矿专用电缆,电缆均采用电缆钩吊挂敷设与通信电缆布置在一侧，并与电力电缆分开敷设，如果确实分不开，则在井筒中两者相距300mm，在巷道中，两者相距100mm，并且监控电缆在电力电缆之上,其它方面的要求要符合《煤矿安全规程》规定。
3 、系统线路安装要求
（1）、人员定位系统通信线路要保持畅通,悬吊要整齐，与动力电缆间距符合《煤矿安全规程》第469条要求，接口连接要规范，严禁出现明接头等失爆现象。
（2)通信线路必须在入井处装设熔断器和防雷电装置。
(3）井下通信线路要采取保护措施，防止灾变破坏.
（4)接地线必须和任何导线完全隔离和绝缘,且仅能在建筑物的真正接地线盒电源中性线相接或直接接地。
（5）为避免电磁干扰,宜采用将多种接地的接地线分别接到接地母线上,由接地母线采用一根接地线单点与接地体相连接的单点接地方式。由设备至接地母线的连接导线应尽量缩短连接距离，尽量使各接地点处于同一等电位上。
（6）接地线不是电源的中性线.
（7）接地线接地电阻阻值<5欧姆.
(8）电源输出插座测得的中性线与接地线之间的电压<1伏。
(9)电缆敷设前应该绝缘测试,确定电缆完好后，方可敷设,敷设完毕后，应做同样的绝缘测试。电缆的耐压试验结果，泄漏电流和绝缘电阻必须符合交接试验标准，做过试验后的电缆要充分放电.
(10）敷设过程中，一定要符合以下规定:电缆严禁有裂纹、绞拧、铠甲压扁，保护层断裂式表面严重划伤等缺陷。
（11)电缆终端头和终端头的制度必须符合下列规定：电缆头牢固固定可靠、相序正确，各项测试指标均符合要求。
（12）电缆敷设要求：电缆敷设位置正确,电缆标志牌设置准确、
清晰、齐全。
（13）电缆在水平面敷设要平直，要避免交叉。电缆头制作的大小、高低应齐。控制电缆芯线按设计标出芯线号，号头不易掉色,电缆在始、终、拐弯处挂设标志牌，标明型号、规格、走向、长度、起始点。
(14）井筒敷设电缆时应每隔15米用电缆卡牢固固定在井筒罐道梁上。
（15）敷设质量要求:
①按图施工，接线正确。
②电气回路的连接应牢固可靠。
③电缆芯线和所配导线的端部均应标明其回路编号，编号要清晰正确,标号不易脱落.
④接线整齐、清晰、美观、导线绝缘良好，无损伤。
十、人员考勤定位传输系统设计
1 、传输系统
地面传输接口与各分站间通讯采用双向主从半双工通讯方式，数据传输采用矿用4芯信号电缆，传输速率为2400bit/s， 传输距离不小于20公里，位置监测分站有效接收区直径在0—200m之间可调，允许被测目标最大移动速度不大于6m/s。
2 传输电缆
井筒电缆采用MHYVP 1×4×0。43矿用信号电缆,地面中心站到各分站及分站间电缆采用MHYVP 1×4×0.43矿用信号电缆，分站电源采用矿用橡套电缆MVV3×2.5。
3 、接线盒
接线盒采用矿用本安型JHH—3型系列接线盒，一般常用的有三通接线盒、二通接线盒、四通接线盒.
十一、 人员定位监测机房设计
1、概述
为了更好的保证人员定位监测机房的温度、湿度、照度、及防静电、防干扰、防震动、防雷电、实时监控等，能充分满足系统的安全可靠地运行,延长系统设备使用寿命的要求，同时又给系统管理员创造一个舒适、典雅的环境。根据国家标准GB2887－89《计算机场地技术要求》并结合系统的技术要求，煤矿人员定位监测机房的设计方案及有关技术要求，建设范围等内容如下:
2、设计依据
2。1．国家标准《电子计算机机房设计规范》（GB50174－93）。
2。2．国家标准《计算站场地技术要求》（GB2887－89）。
2。3．国家标准《计算机机房活动地板的技术要求》(GB6650－86）。
2。4．国家标准《计算机机站场地安全技术》（GB9361－88)。
2.5．国家标准《电气装置安装工程接地装置施工验收规范》（GB50169－92)。
2。6．郑煤集团公司关于机房的具体情况及要求。
十二、监控机房装饰
1、配电、消防、空调
机房安装一台小型动力配电箱，对空调、计算机、照明等到用电设备进行供电（配电箱内安装一个电源防雷保护器）。配电箱引入电源为交流220伏单相三线制，采用双回路供电。故障时由UPS供电。进线直接引入专用配电板总输入开关。
机房计算机、空调、照明供电分为三个独立回路，其中计算机供电由UPS提供并按设备总用电量的1－3倍进行预留。空调采用格力小绿州1.5P壁挂式空调2台，电源为220伏，额定制冷功率1150W，额定制热功率1160W，适用面积为15－22㎡。
关于消防本方案配备3台MFZ/ABC8消防灭火器.
配电系统详见PZ30－M配电箱供电系统图1—4－1所示。
十三、 施工组织及安全措施
(一)施工组织及施工计划
1、现井上监控中心软硬件安装与调试工程由我矿人员与人员定位系统厂家人员相互配合都已完成;
2、井下设备的运输安装以及调试
运输与安装由系统维修员与人员定位系统厂家共同负责，由监控主任负责读卡器的调试,其全过程为:敷设主通信及各类传感器线缆——安装井下电源箱——安装井下人员定位分站-—携带读卡器井下调试。
3、系统综合调试（测试露卡率及软件信息处理功能），由我矿主管人员与生产厂家人员共同测试。
4、培训监控中心值班员及井下人员定位设备维检员.
（二）施工期间的安全措施
为提高施工期间的安全管理，我矿制订了严格的、全面的井上、下施工安全措施。
1、 严格遵守国家《煤矿安全规程》规定；
2、 下井前必须召开班前安全会议，检查所需工具是否齐全，完好；
3、 严格执行我矿人员定位领导组织的调度安排；
4、 下井时必须装备齐全，不得携带危险物品，严禁酒后下井;
5、 下井后，必须按照《操作规程》进行作业；
6、 在运输设备时，要保护好设备，必要时采取一定的防护措施；
7、 接通井下电源必须由机电部门专业电钳工作业；
8、 严禁乘坐皮带、绞车，严格遵守“行车不行人，行人不行车”准则；
9、 严禁在井下睡觉；
10、 必须有领导跟班监督、检查;
11、 操作人员必须经过培训合格，方可入井作业。
12、 施工必须严格按照《质量标准化评分办法》的规定进行作业。
13、 施工时要把安全放在第一位,严禁“三违”。
14、 安装时，必须有生产厂家技术人员在场指导；
15、 安装完毕后，必须经过调试无误，且数据传输与接收顺畅,经过综合测试合格后,方可宣告完工。
（三）培训计划
主要培训对象为监控值班员、井下维护员,主要培训内容如下：
1、 培训操作系统和数据库的安装与使用。
2、 培训KJ211A人员监测系统的安装.
3、 培训KJ211A人员系统的使用与软件日常故障的处理.
4、 井下硬件的安装与维护.包括传输接口、分站、识别卡的接线方式及日常维护.
5、 井下设备日常故障的处理。
十四、系统安全及管理、维护、维修
1、目前，我矿监控系统未联网，但按照有关规定必须安装煤矿安全监控系统的服务器有两台，两台服务器装有杀毒软件。杀毒软件要定时更新病毒库，不得关闭实时监控，同时要打开入侵检测。
2、监控值班人员要严格遵守《监控中心值班制度》、《监控中心交接班制度》、《监控中心管理制度》的规定，任何人未经允许不得私自操作系统，如有需要，必须由监控值班员进行操作。
3、监控值班员每班必须认真填写《人员定位运行日志》，《系统故障维护、维修记录》，不得在服务器上进行游戏等其它操作,保证系统稳定正常运行。
4、如发现人员定位故障，需立即汇报相关部门、领导，并说明情况。
5、维修人员对人员定位系统的运行全面负责，完成系统分站,按着的安装，调试和拆除工作。
6、系统维护人员负责正常的设备维护维修及故障处理，完成按时的校验工作。
7、 维护人员要保证人员定位设备的正常运行，当班出现的故障要及时下井处理，8小时内必须处理完.否则，立即更换设备，严禁甩开断电装置进行检修。
8、任何人不得破坏人员定位设备,如发现严肃处理，进行设备安装维护时，必须编写相应的安全技术措施。
9、维护人员完成监测数据，故障维修登记表的处理装订工作，做好故障维护登记和设备仪表台帐的记录工作。
10、维护人员必须对工作认真负责，不得擅自脱岗，离岗.
11、设备如有技术问题故障,必须立即更换设备,并要求生产厂家进行及时维修，说明故障原因，确保人员定位系统安全可靠。
十五、人员配置
(一）监控中心人员配置
监控中心配置3人，分三班进行交接班值班：
（二）井下安装、维护、维修工人员配置
井下安装、维护.维修工配置1人，定期进行巡查检修工作。
附：《人员定位系统图》
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