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九、系统的运行维护与管理23
一、方案设计原则
根据河南煤矿安全监察局2012年3月13日下发的《河南省煤矿井下安全避险“六大系统“验收标准及评分办法(试行)》文件要求,矿井对人员定位系统方案设计进行了修订,本次修订本着先进性、适用性、经济性、易操作性和可维护性为原则,在保持必要的技术先进性和满足生产、安全管理要求的前提下,保障建成后的系统技术先进,运行稳定可靠,维护操作方便,后期升级扩容能力强,投资经济有效。
并且本方案的设计内容完全符合新出行业标准所规定的全部条例。
二、方案设计依据
《煤矿安全规程》2011年版;
《矿井通风安全质量标准化标准》;
《煤矿监控系统总体设计规范》;
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》;
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》;
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》;
《KJ251A型矿井综合安全监控系统产品标准》;
《煤矿安全质量标准化标准》;
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007)》;
《煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006)》;
《矿井通风安全装置使用管理规定》(煤安字[1995]562号)。
三、方案设计标准
人员定位设备选型原则:
1.人员定位设备应符合国际、国家及行业的有关规程、规范、标准。
遵循先进、成熟、适用、可靠的原则,选用通过国家技术监督局认证、经有关部门检验取得“MA安全标志准用证”的产品。
2.优先选用本质安全型设备。
3.当主机和系统发生故障时,系统必须保证井下人员信息存储的全部功能。
当电网停电后,安全监测、监控系统保证正常工作时间不小于2h。
4.为防止雷电通过矿井人员定位系统引起井下瓦斯爆炸,系统设备必须具有防雷保护。
四、矿井概况
龙山煤矿位于河南省安阳县水冶镇南约6Km处,南距鹤壁市17Km,井田东起F165断层,西至F304断层。
南以煤层露头和老窑开采为界,北部以F303断层为界。
井田走向长3.68Km,倾斜宽2.65Km,面积5.1388Km²
。
龙山煤矿设计生产能力为50万吨/年,核定生产能力45万吨/年。
截止到2010年底保有地质储量2125.26万吨,可采储量985.5万吨,开采二叠系二1煤层,矿井剩余服务年限为15.6年。
图1工区地理位置与交通示意图
矿井所采二1煤层厚度为4~6m,倾角为7°
~28°
,围岩顶底板岩性为Ⅱ-Ⅲ类,煤尘爆炸指数最高为9.04%,无爆炸危险性,煤自燃倾向性为三类,不易自燃。
2011年矿井瓦斯等级鉴定为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯相对瓦斯涌出量为27.11m³
/t,绝对瓦斯涌出量25.51m³
/min。
煤层的瓦斯压力为0.67~1.89MPa,煤层瓦斯含量为9.68-23.51m3/t,煤层的透气性系数为0.05~8.36m2/MPa2·
d,三个月的抽放半径为2.4m。
矿井开拓方式为综合开拓,有5个井筒(4个斜井和1个立井),开采方法为单水平上下山开采,开采水平为-220m。
矿井现有1个生产采区(11采区)、2个准备采区(21采区和25采区)。
五、KJ251A型煤矿人员定位系统
鉴于国家对煤矿安全的日益重视和监管力度的不断加强,从提高自身管理水平,确保安全生产的需要,管理人员需要实时知道井下人员分布、出入井的准确人数、领导跟班情况及特殊工种人员的活动轨迹等情况。
由于没有科学的管理手段,无法对员工的作业情况进行跟踪和核查,经常出现计工不正确,漏报、误报现象较为严重,劳资管理人员每月需要人工录入大量的考勤数据,烦琐易错。
鉴于矿山生产的这些实际情况,煤炭科学研究总院重庆分院于2003年开发了KJ251人员定位考勤管理系统,实现对入井人员的科学化管理。
1.主要功能特点
1.1KJ251人员定位考勤管理系统能实现如下主要功能:
1.1.1平时进行日常的考勤,督促相关工作人员及时到位。
1.1.2井下发生异常情况时,可以知道人员的分布位置及数量,及时找到被困人员。
1.1.3发生事故后,可为事故调查提供参考依据。
概述:
射频识别(RFID)技术利用无线射频方式在读卡器和射频卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。
与传统的条型码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能,能同时处理多张卡片。
在国外,射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。
最基本的RFID系统由四部分组成
射频卡:
由耦合元件及芯片组成,其中含有内置天线,用于和射频天线间进行通信。
读卡器:
读取(在读写卡中还可以写入)射频卡信息的设备。
天线:
在射频卡和读卡器间传递射频信号。
通信:
读卡器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机)连接,进行数据交换。
1.2系统的基本工作流程
读卡器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活,射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;
系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到读卡器,读卡器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;
主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。
1.3读卡器控制单元的功能
1.3.1与应用系统软件进行通信,并执行应用系统软件发来的命令;
1.3.2控制与射频卡的通信过程(主-从原则);
1.3.3信号的编解码;
1.3.4对一些特殊的系统还有执行反碰撞算法(碰撞问题是影响数据完整性的一个重要方面,有读卡器碰撞和标识卡碰撞之分,解决碰撞的方法就称为反碰撞算法);
1.3.5对射频卡与读卡器间要传送的数据进行加密和解密;
1.3.6对射频卡和读卡器间的身份验证等附加功能。
1.4射频识别系统的读写距离
影响射频卡读写距离的因素是:
天线工作频率、读卡器的RF输出功率、读卡器的接收灵敏度、射频卡的功耗、天线及谐振电路的Q值、天线方向、读卡器和射频卡的耦合度,以及射频卡本身获得的能量及发送信息的能量等。
大多数系统的读取距离和写入距离是不同的,写入距离大约是读取距离的40%~80%。
1.5射频卡几种分类
按供电方式分为有源卡和无源卡;
按载波频率分为低频卡、中频卡和高频射频卡;
按调制方式的不同可分为主动式和被动式;
按作用距离可分为密耦合卡(作用距离小于1厘米)、近耦合卡(作用距离小于15厘米)、疏耦合卡(作用距离约1米)和远距离卡(作用距离从1米到10米,甚至更远);
按芯片分为只读卡、读写卡和CPU卡。
1.6系统概述
煤矿井下人员跟踪定位管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品,该产品是通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理,实现对人、车、物在不同状态下的自动识别,从而实现目标的自动化管理。
1.7系统工作原理
井下分站将低频加密数据载波信号经发射天线向外发送,井下人员随身携带的KGE116~116D标识卡进入KJF210读卡器工作区域后被激活,并将卡内信息已高频载波发射方式传送到读卡器,读卡器以RS485通讯方式将此信号传送到人员管理分站,分站将此信息传输至地面中心站,从而实现目标的自动化管理。
隔爆电源箱具有备用供电、断电和保护功能。
1.8系统构成图
图2系统结构图
1.9产品组成及其功能
该产品由地面中心站软件﹑数据传输接口﹑井下人员管理分站(包括电源箱和分站)﹑读卡器和标识卡组成,用于完成信息采集﹑识别和信息化管理。
1.9.1人员管理系统中心站
(1)软件对系统的要求:
①服务器
CPU要求:
IntelPentiumⅣ1.8GHZ
内存(RAM):
最低256MB,推荐512MB(适用SQLServer2000)
最低512MB,推荐1GB(适用SQLServer2005)
硬盘:
40G
显示器分辨率:
1024×
768
网卡:
10/100Mbps(选用双机热备要求双网卡)
串口:
COM1,COM2
光驱:
VCD/DVD
②客户端
IntelPentiumⅣ1GHZ
最低128MB,推荐256MB
20G
网卡:
10/100Mbps
(2)系统软件环境要求:
操作系统部分
Win2000Server(服务器操作系统)+IIS5.0(信息服务器5.0版本)+IE6.0(浏览器6.0版本)+SP4(第4个补丁包);
Win2000AdvancedServer(宽带平台操作系统)+IIS5.0(信息服务器5.0版本)+IE6.0(浏览器6.0版本)+SP4(第4个补丁包);
WindowsServer2003StandardEdition(政府用服务器版本)+IIS6.0(信息服务器6.0版本)+IE6.0(浏览器6.0版本)+SP1(第1个补丁包);
WindowsServer2003EnterpriseEdition(向企业和市政单位推出的政府公用版本)+IIS6.0(信息服务器6.0版本)+IE6.0(浏览器6.0版本)+SP1(第1个补丁包)。
②数据库
SQLServer2000(数据库管理系统)+SP4(第4个补丁包);
SQLServer2005(数据库管理系统)+.NetFrameWork2.0(底层运行环境)。
③客户端:
支持win98及其以后的所有操作系统。
④浏览器:
IE6.0。
1.9.2软件简介
该系统软件采用三层架构体系。
数据采集与分析、存储、应用表示三部分既相对独立又是有机融合。
从而使整个系统某部分更改不影响全局,使系统的安装、发布、使用、升级变得相对简单和容易。
系统的开发遵循通用的国际和国家行业标准,数据存储采用标准的结构,从而与第三方系统的集成非常容易。
不会存在信息孤岛。
1.9.3软件安装
(1)安装所要求操作系统和所有的驱动程序。
(2)安装SQLServer2000/2005数据库。
(3)运行安装光盘中的默认安装文件。
(4)运行安装目录下程序进行初始化配置。
注:
以上详细步骤可以参见光盘中相关电子文档说明。
1.9.4中心站软件
(1)中心站软件的启动和通讯端口配置
确认数据库服务器正常运行,中心站软件的配置参数正确无误后,可启动中心站软件。
根据实际情况选择相应的通讯方式、串口和速率。
单击”确定”,便进入主页面。
中心站软件主界面显示了各测点的位置、类型和通讯状态等信息。
图3中心站软件主界面图
(2)系统设置
安装中心站软件成功后,初次运行时必须进行系统的定义工作,主要包括用户管理、测点定义、显示牌定义。
①用户管理
为了加强系统的保密性和操作严格性,对中心站软件进行的所有操作都要求输入用户名和密码。
具有管理员权限的用户可以增减用户。
点击“系统设置”菜单下的“用户管理”,弹出用户管理向导对话框,如下图所示。
图3用户管理界面图
若要新增加一个用户,在用户管理向导对话
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