PAGE某鐵礦井下安全避險“六大系統”人員定位及無線通訊系統工程方案設計某設計研究院2015.2目錄TOC\o"1-3"\h\u240681工程概況 1208601.1工程名稱 199521.2工程概況 115352方案設計 1160462.1設計依據 1303822.2基本原則 2153492.3方案概述 2107493系統組成 4218164系統功能 599205人員定位系統功能 5243076無線通訊系統功能 6319117系統網絡及設備 7108997.1系統網絡及設備 7158507.2主要設備描述 8220178主要設備布置 12233198.1布置設計原則 12227158.2井下人員識別卡設置 1367308.3井下系統網絡設置 13

1工程概況1.1工程名稱某鐵礦井下安全避險“六大系統”人員定位及無線通訊系統工程。1.2工程概況某鐵礦井下設有100米分段、120米分段、130米分段、140米中段、150米中段及采區斜坡道，為了準確的監控井下人員數量及其各個區域人員的動態分布情況，準確統計礦工入井、升井時間，實現井下作業安全生產的管理，出入井人員除在地表井口登記外，設置井下人員定位系統進行人員監控。根據《金屬非金屬地下礦山人員定位系統建設規范》AQ2032-2001和《金屬非金屬地下礦山通信聯絡系統建設規范》AQ2036-2001要求，鼓勵有條件的礦山將人員定位系統和通信聯絡系統（井下無線通信系統）進行總體設計、建設。為此設計井下無線通信和人員定位二合一系統。2方案設計2.1設計依據1、金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統”安裝使用和監督檢查暫行規定安監總管一〔2010〕168號2、金屬非金屬地下礦山人員定位系統建設規范AQ2032—20113、金屬非金屬礦山安全規程GB16423-20064、礦山安全標志GB14161-20085、安全防范工程技術規范GB50348-20046、金屬非金屬地下礦山通信聯絡系統建設規范AQ2036-2001以及中冶京城（秦皇島）工程技術有限公司關于河北鋼鐵集團黑山鐵礦井下人員定位系統設計資料。2.2基本原則1、井下人員定位及無線通訊系統方案充分考慮現場的安裝環境和實際特點，合理設置井下分站，既要保證分站的代表性，又要體現其特殊性，系統要能有效、準確地反映井下工作人員活動情況，實現無線通訊全覆蓋。2、井下人員定位及無線通訊系統既要有一定的先進性，又要有良好的實用性和可操作性并要兼顧投資經濟性。3、井下人員定位及無線通訊系統要具有及時發現活動異常人員的能力，同時在突發事件時提供及時的救援信息。4、在保證系統穩定可靠的前提下，積極采用自主研發的新技術。2.3方案概述根據某鐵礦實際需要，在井下區域和巷道中根據現場具體情況（比如井下主要巷道、交叉道口、必經之路等重要位置）設置一定數量的礦用分站。典型情況下每隔200米放一臺分站，可保證網絡覆蓋范圍內無線手機移動通話。而在條件十分惡劣的地區，可適當縮短分站之間的距離，使兩分站的通信距離與通信狀況調整到最佳狀態。為下井人員佩帶一個礦用定位卡，當井下人員進入井下以后，只要在井下網絡覆蓋范圍內，在任何時刻任意一點，分站都可以感應到信號，并上傳到信息工作站，經過軟件處理，得出各具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間），同時可把它動態顯示（實時）在監控中心的大屏幕或電腦上，并作好備份。井上人員可隨時了解井下人員的狀態。管理者也可以根據大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區域，計算機即會把這一區域的人員情況統計并顯示出來。管理者能實時的觀察到井下工作人員的即時位置，實現井下人員定位。另外一旦井下發生事故，可根據電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點的人員情況，以便幫助營救人員以準確快速的方式營救出被困人員。一旦井下發生突發情況，井下人員可通過所攜帶的定位儀（識別卡）發出警報。井下人員只要按定位儀上的報警按鈕即可發出報警。在井上監控室的動態顯示界面會立即彈出紅色報警信號。為需要人員（如班組長、維修人員等）佩備一部礦用手機，當人員進入井下以后，只要在井下網絡覆蓋范圍內，就可方便地實現井下無線手機通話功能。該系統將無線通信和人員定位跟蹤及考勤管理功能合二為一，既方便管理又可以降低系統成本。3系統組成系統由井上部分和井下部分兩大部分組成。井上設備是整個系統的核心，主要由電視墻、語音服務器、定位服務器、核心交換機及UPS電源組成，主要負責整個網絡的綜合管理和監控，以及地面辦公區部分的網絡通信；井下部分設備由井下二合一人員定位分站、移動手機、人員識別卡及光纖傳輸網絡組成，主要負責整個礦井下的通信和數據傳輸，信號覆蓋。系統組成如下圖所示：4系統功能系統整體功能結構如圖所示。圖4-1系統整體功能結構5人員定位系統功能（1）實時監控井下地圖顯示，生動再現井下全貌，監控人員可實時觀測到所有人員車輛的真實分布情況，所見即所得。（2）精確定位每個井下人員和機車上攜有一張定位卡，該卡不斷地自動向地面監控中心發送信息，系統據此可準確判斷出其當前位置，發生事故時可迅速鎖定人員遇難地點，為救援贏得時間。（3）軌跡回放可對人員和機車的運動軌跡進行跟蹤回放，掌握其詳細工作路線和時間，在進行救援或事故分析時可提供有效的線索或證明。（4）井下報警井下的人員或設備出現異常的情況時，可通過定位卡向系統發出報警求救信號，地面監控界面立即顯示出報警提示，對警報發出人和所在地點一目了然。（5）緊急撤離地面人員掌握到異常情況，需要指揮井下人員迅速撤離時，可通過系統向所有人員發出緊急指令，并可動態掌握撤離進行情況。（6）考勤統計系統詳盡記錄了所有井下人員的工作時間，由此可方便地對個人、班組、部門進行考勤統計，或根據工種、職務等進行統計。（7）遠程管理可通過互聯網對系統進行操作，實現遠程管理和監控，管理人員出差在外也可隨時查看井下實況，特別是發生事故時不在現場也可及時掌握第一手情況，進行救援指揮。（8）大屏顯示地面監控終端可連接大型屏幕，更加醒目地動態顯示井下人車實況，便于監控中心和井口的監控人員掌握井下情況。6無線通訊系統功能（1）無線通話井下手機之間可以互相通話，也可井上、井下的固定電話或井上手機通話。（2）通話監控以不同的圖標表示手機的使用狀態，并可掌握誰與誰在通話以及通話時長、通話地點。（3）通話查詢可對系統內所有通話記錄進行查詢、統計，包括通話雙方號碼、使用者姓名、通話時間、通話時長，并可打印為報表。在進行救援或事故分析時，通話查詢可提供有效的線索或證明。（4）收發短信監控中心可通過電腦終端向井下手機單發或群發短信，手機與手機之間也可以相互發送。（5）短信查詢所有的短信發送記錄都保留在系統中。可通過手機號查詢誰向誰發過短信，發送時間以及短信內容。（6）調度管理強拆/強插。監控中心可切斷手機之間的通話或者插入與雙方一起通話。多方通話。監控中心可與多部手機同時通話。7系統網絡及設備7.1系統網絡及設備系統網絡及設備示意圖如圖所示。7.2主要設備描述（1）定位通信分站KT112-F通信分站安裝在巷道或工作面，用來接收定定位卡/手機的無線信息，并將接收到的信息傳送至網絡系統，也將來自系統的的信息發送至定位卡/手機上。基本性能

1）工作電壓：DC12～18V；

2）功率7.5W;

3）基站本體外形尺寸:410mm(L)*375mm(W)*73mm(H)

4）重量:約4.5Kg

5）防護等級IP64.

6）防爆等級ExibI本質安全型.

7）網管型網絡交換機.無線接入

1）無線接入數量：共2個；

2）無線工作頻率：2400MHz～2483MHz；

3）無線通信協議：IEEE802.11b/g；

4）基站之間支持WDS無線級聯；

5）無線通信距離：基站之間1km；基站與手機之間最大500m；基站與定位卡之間最大500m；

6）天線接口：共4個（每個無線接入點有主、副2支天線），可選定向天線和全向天線。有線接入

1）接口數量：4，內置百兆交換功能；

2）傳輸方式：單模光纖，1310nm；

3）傳輸速率：100Mbps；

4）光纖和電源均采用即插式接口，施工時無需井下開蓋熔接和焊接；

5）基站的電源和光纖線纜可以通過JB系列礦用本安型通信接線盒接續。網絡性能

1）支持VLAN；

2）支持QoS；

3）支持STP,可組成環網；

4）支持SNMP;

5）支持Web形式和遠程集中管理兩種管理模式；（2）礦用定位卡KJ530-K定位卡相當于“井下身份證”，所有下井人員和機車各攜一張，該卡不斷地自動向通信分站發送信號，遇異常情況時可發送報警信號，也可接收撤離通知。物理特性外形尺寸：62mm*40mm*17mm重量：約35g防爆型式：礦用本安型；防爆標志：ExibI；型式：便攜式；防護等級：IP65。電氣性能工作頻率：2400MHz～2483MHz/125KHz(低頻接收)無線工作協議：IEEE802.11b；發射功率：+19dBm；通信距離：≤500米（與KT112-F連接）；工作時間：≥1年；電池：3.6V鋰亞柱式1/2AA；（一次性電池）；功能通過定位服務器實現定位；通過標識卡上的按鍵向定位服務器發出信息（可用于報警）；定位時間間隔：125ms～32s可調；定位精度：30米（直線大巷，信號覆蓋好的情況下）；可通過內置低頻無線電路實現精確近程定位（5米以內），此功能需要額外增加近程定位器可以實現防撞功能，此功能需要在機車上安裝ImPactVIP設備（車載無線數據收發器）圖KJ530-K礦用本安型定位標識卡、精確定位器和車載無線設備（3）礦用手機KT112-S礦用手機是專門為礦井設計的無線通話終端設備。通過該手機可方便實現井下與井下、井下與井上通話。該手機具有便捷、可移動性、使用方便等特點。物理參數外形尺寸:153mm(L)*68mm(W)*28mm(H)；重量:約220g；防爆型式:礦用本質安全型；ExiaI；防護等級：IP54；電氣性能；設備應能在下列條件下正常工作；通信協議：IEEE802.11b/g；工作頻率：2400MHz～2483MHz；待機時間:≥72小時；連續通話時間≥5小時；（在ImPact（KT112/KJ530）網絡系統中）；無線通信距離≥500米（與KT112/KJ530-F連接）；電池：鋰聚合物電池3.7V/1350mAh；顯示屏：320×240TFTLCD音量：最大85分貝（適合高噪音現場）耳麥設備應能承受的最惡劣的貯運條件：高溫：＋60℃；低溫：－40℃；平均相對濕度：95％（25℃）；振動：20m/s2；沖擊：500m/s2。軟件功能：與系統內其它手機通話功能，可通過系統內的語音網關等設備實現撥打外線；具有發送、接收短消息功能；一鍵告警：通過按下告警鍵強制向網絡內的終端發送告警語音；分組對講：類似對講機功能；電話本，通話記錄等；定位和搜索；定位服務器可以定位手機（等同于定位卡）；可通過手機程序實時查詢人員或設備，設備和系統的信息手機和手機之間可實現點對點方式通信（在無基站情況下應急使用）；支持本地設置和遠程集中管理兩種管理模式；可無線升級程序和參數（電話本等）；通話協議：SIP2.0標準；語音編碼：G.711u﹑G.711a﹑G.729；手機在基站之間可自動切換，切換時間≤50ms(KT112-F基站)。8主要設備布置8.1布置設計原則（1）分站的位置設置原則如下：—入井口—巷道交叉口—各中段馬頭門—斜坡道口—主要機電硐室—井下避災硐室—巷道分支口—進入采掘面入口—進入危險區域入口—進入廢棄巷道入口—禁止進入區域入口（2）系統設備布置一般來說工作面都會要求信號全部覆蓋，大巷的話根據情況部分覆蓋。工作面因為人多，定位和通話要求較高，而且環境比較惡劣，所以一般每隔150-200米左右安裝一個分站，保證定位和通信的要求。設備具體布置如表和如圖所示。無線通信與人員定位二合一系統分站布置點和數量表序號安裝位置數量備注1120米平硐入口1