煤矿井下人员定位系统的探讨

蔡泽宇

（国家能源神东煤炭集团石圪台煤矿， 陕西 榆林 719315）

1 数字化矿山建设的常见阻力

数字化矿山具有功能丰富、经济高效、操作便捷等优点，但发展初期成本高、布线复杂、联动低效、维护困难等问题，增加了矿山管理阻力。其设备种类繁杂，且单体设备间融合需投入较多资金。系统联建期间，因线路较多而造成工程量增加，且会产生施工误差，最终影响系统联动效果，导致系统管理缺乏统一性，智能化程度不尽如人意。除此之外，系统独立运行会增加设备安装、运维、故障排查等阻力，进而减损了矿山数字化的成效。

2 井下人员定位系统在煤矿生产中的应用分析

皖北煤电麻地梁煤矿地处鄂尔多斯市准格尔旗西南部，该煤矿配备相同规模的选煤厂，且煤炭储量丰富（亿t），采用智能化、信息化的管理方式。当前麻地梁煤矿处于生产型矿井建设关键期，为实现达产见效、降本增效目的，该矿邀深圳市翌日科技有限公司为其提供“一网一站+”支持，以满足矿井智能开采、井下人员精准定位、网络数据高效共享等需要。

井下人员定位技术在区域定位技术、场强定位技术基础上发展而来，它在信号飞行实践定位中具有高精度、高效率等优点。将其用于人员定位管理，既能掌握人员踪迹，又能获知人员数量及分布情况，进而为考勤管理提供依据。

2.1 系统组成

井下人员定位系统由监控主机、传输光缆、目标识别器、KJ761-K3标识卡卡、KLX4LM（A）信息矿灯、监测定位分站等部分组成。除基础设备外，配备矿业专用服务器、工控机主板、工控机箱，根据国家级煤矿设备质量要求，分站采用全钢防爆外壳。各设备间协调配合，全面发挥系统功能优势。

2.2 系统特点

在信号飞行定位技术辅助下，调度中心根据该技术提供的信息内容准确获知人员位置，定位误差控制在3 m之内。同时，单个基站快速、准确获知定位方向及距离。多个分站联用能够保证信号铺设的全面性，信号辐射范围直径约800 m。这些特性对于煤矿救援工作来说，能够缩短救援时间、提高救援效率。

2.3 系统功能

井下人员定位系统功能包括六方面：精准监控、轨迹跟踪、求救报警、紧急撤离、考勤管理、精确搜救。

精准监控功能在GIS技术辅助下得以实现。相关责任人无需现场监工，通过观看软件界面即可了解井下作业情况。这既能能降低井下监工风险，又能够高效推进人力资源管理工作。

轨迹跟踪功能即系统及时掌握人员活动路径，且及时存储监控信息，支持运动轨迹回看，进而全面、准确地了解人员轨迹。对于考核评价、现场救援、行为分析等工作来说，能够以此为线索展开调查。

求救报警功能即井下人员一旦发现异常现象，或者人身安全、生命安全受到威胁，可通过传递求救信号来获得外界帮助。当求救信号成功传递后，信号在界面醒目显示求救位置、求救时间，为救援工作指明方向，最终提高救援成功率。

紧急撤离功能启动后，待撤离人员根据指令提示快速、有序撤离，同时系统动态更新撤离情况，避免出现遗落、分散撤离现象，尽可能降低事故几率。

考勤管理功能即煤矿企业对员工个人编号，利用信息化考勤软件记录员工打孔情况。为准确记录员工出勤率，细分部门、工种、职务，以个体为单位录入指纹或进行面部识别，经系统自动记录、分类显示完成考勤管理任务。煤矿企业将考勤结果与薪资、升职相关联，以此调动员工工作热情。

精确搜救功能即搜救队在事故处理中使用搜救设备快速、准确获知被救对象位置，确保搜救任务高效、及时完成。

2.4 系统移动设备

当前移动设备广泛普及，基于安卓系统开发的移动端软件可全面发挥上述功能优势，一定程度上能够提高煤矿管理的有效性，为煤矿自动化经营、智能化开采提供可靠技术支持。

1）KLX4LM（A）信息矿灯。此款矿灯是最新研制的产品，具备定位标识功能，是井下人员定位系统的辅助设备之一。它既支持照明，又具备警报提示、精确定位等功能，能满足人员定位、考勤管理、求救及撤离信号传递等需求，安全可靠、节能环保。

2）KT314-S网络监测仪。此产品基于安卓系统开发，在故障检测、数据整合与分析等方面具有较高应用价值。使用监测仪期间要保证无线网全面覆盖，以保障数据交换的流畅，避免出现网络中断、网络信号不稳等现象，以此缩短故障检测时间，大大提高故障排除率。

3）KJ761-K标识卡。该卡支持位置确定、考勤管理、求救或撤离信号发送。将其下发到井下每位工作人员手中，意味着监控人员能够随时了解井下作业情况。这一标识卡具有双向通讯、报警提示、传感检测等功能。KJ761-K标识卡规格如表1所示。

4）YR-HCR验卡搜救仪。此产品主要用来检测标识卡的状态和搜集到的信息，以便检测出异常卡并及时换新，避免影响井下人员定位系统效能。将其用于紧急搜救，能够提高搜救成功率，进而减少安全事故的发生。应用YR-HCR验卡搜救仪可获知射频信号，据此了解基站运行情况，根据信号分析结果做出相关调整，为人员定位系统的正常运行给予支持。

3 井下人员定位系统的应用效果

皖北煤电麻地梁煤矿应用井下人员定位系统后，能够精确掌握井下人数，并全面了解井下作业进程，通过风险预测、信号分析启动相应预案，将煤矿生产的安全风险降到最低，减少设备维修成本，满足皖北煤电麻地梁煤矿数字化建设需要。

表1 KJ761-K标识卡规格参数

4 结语

煤矿数字化建设趋势不可阻挡，在煤矿生产环节中合理运用井下人员定位系统，有利于提高井下人员定位准确性，并且能够加快煤矿业信息化、智能化发展步伐。因此，结合我国煤矿业建设需要，大力研发井下定位技术，可为煤矿业良性发展助力。