煤矿应急救援通信模式的研究与示范_河南煤化集团

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,共,80,页,（当前,*,页）,2024年10月1日,共,80,页,（当前,1,页）,2024年10月1日,河南煤化集团,煤矿应急救援通信模式的研究与示范,中国矿业大学,钱建生,电话：,13905202507,Email,：,Qianjsh,2024年10月1日,共,80,页,（当前,2,页）,煤矿安全避险系统,的国家政策,煤矿应急通信保障系统现状,项目研究的目的和意义,矿业大学在此方面的贡献,项目的研究内容、创新点、关键技术等,煤矿应急通信系统应具备的功能,煤矿应急通信系统特点及组成,煤矿应急通信系统示范工程,主要内容,2024年10月1日,共,80,页,（当前,3,页）,煤矿安全避险系统,的国家政策,2024年10月1日,共,80,页,（当前,4,页）,煤矿安全避险,“,六大系统,”,矿井监测监控系统,井下人员定位系统,井下紧急避险系统,矿井压风自救系统,矿井供水施救系统,矿井通信联络系统,国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知,（国发,201023,号）,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,）,国家煤矿安全监察局办公室关于印发赵铁锤同志在推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作座谈会上讲话的通知,（煤安监司办,201033,号）,2024年10月1日,共,80,页,（当前,5,页）,国家对煤矿通信联络系统的要求,国家安全监管总局国家煤矿安监局关于,印发,【,煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范,(,试行,)】,的通知,（,安监总煤装,2011,33,号,）,2024年10月1日,共,80,页,（当前,6,页）,国家对煤矿通信联络系统的要求,2024年10月1日,共,80,页,（当前,7,页）,煤矿应急通信系统现状,2024年10月1日,共,80,页,（当前,8,页）,煤炭通信联络系统现状,多种通信方式并存,目前煤矿使用了多种方式的通信系统，从有线到无线，从模拟到数字，从总线到以太网，从十几年前的技术到目前较新的技术，在煤矿都能找到正在运行的系统。,多个通信系统,目前煤矿根据不同的应用使用了多个通信系统，有语音通话的电话系统，有广播系统，也有可进行半双工通话的皮带机扩音系统。,系统之间基本无联络和互动,煤矿已经建设的通信系统由于建设时间不一，使用的技术方式不同，加之建设时实际存在的种种原因，存在着每个通信系统自成一派，成为系统,“,孤岛,”,，系统之间没有相互联络和互动。,2024年10月1日,共,80,页,（当前,9,页）,河南煤化集团通信联络系统现状,焦煤集团,大部分矿井工业以太环网已形成（千兆），余下的矿井,2011,年正在规划建设,永煤集团,2011,年正在实施工业以太环网（千兆）。,鹤煤集团,2008,年开始实施人员定位系统，百兆工业以太环网已经形成,2024年10月1日,共,80,页,（当前,10,页）,多种通信方式并存,分类方式,通信系统,分类方式,通信系统,分类方式,通信系统,有线,调度电话,电话,调度电话,模拟,调度电话,扩音电话,小灵通,扩音电话,广播系统,WI-FI,手机,广播系统,数字扩音电话,广播,广播系统,数字,WI-FI,手机,无线,小灵通,扩播,扩音电话,小灵通,WI-FI,手机,数字扩音电话,数字扩音电话,2024年10月1日,共,80,页,（当前,11,页）,传统的程控调度电话交换系统组建的调度电话是煤矿主要的通信方式。,皮带机沿线的矿用扩播电话,煤矿广播系统,小灵通,WI-FI,系统,多种通信系统并存,2024年10月1日,共,80,页,（当前,12,页）,调度电话系统,不足,1,：需要有人接听方能通话，不能进行广播,不足,2,：不能做到覆盖全矿井,工作面,A,不足,3,：需要敷设大量从井上至井下的电缆,安装在关键节点上,2024年10月1日,共,80,页,（当前,13,页）,皮带机扩音电话系统,安装在皮带机沿线上,不足,1,：大巷等非皮带机沿线一般未部署,不足,2,：没有针对具体线路呼叫的功能,不足,3,：很难实现井上井下的通信，不能集中控制,主巷道,煤矿广播系统,2024年10月1日,共,80,页,（当前,14,页）,可根据需要选择向井上或者井下单独、分区、组合广播,不足,1,：只能广播，不能双向通话,不足,2,：井上井下广播必须单独敷设下井电缆,2024年10月1日,共,80,页,（当前,15,页）,煤矿,“,小灵通,”,电话系统,可实现井上井下语音通信,不足,1,：只能语音通信，不能传输数据,不足,3,：由于成本，不能做到人手一部手机，存在盲区,不足,2,：缺少指挥调度功能,不足,4,：由于即将退市，面临设备和终端供货机售后问题,2024年10月1日,共,80,页,（当前,16,页）,煤矿,“,WI-FI,”,电话系统,可实现井上井下语音及数据通信,不足,2,：缺少指挥调度功能,不足,3,：由于成本，不能做到人手一部手机，存在盲区,不足,1,：,WIFI,手机电池续航时间较短，很难满足井下通信需求,2024年10月1日,共,80,页,（当前,17,页）,基于,VOIP,的,调度,系统,能够实现井上井下的通话，但是由于,无法,覆盖全矿，而且遇到紧急情况需要有人在附近接听电话，不能实现自动播放，只能用于调度通话，不能作为,应急通信联动,系统。,煤矿,“,VOIP,”,调度电话系统,2024年10月1日,共,80,页,（当前,18,页）,系统之间互相隔离，成为,“,孤岛,”,系统,几种通信系统在一个矿中可能同时存在，但是每个系统又是相互独立的，,关键时刻,不能,互通和联络，缺乏,统一调度指挥,，不满足安监局“煤矿应急通信保障系统”的要求,。,2024年10月1日,共,80,页,（当前,19,页）,项目研究的目的和意义,2024年10月1日,共,80,页,（当前,20,页）,项目研究目的,本项目开发的目的是建立一套涵盖煤矿有线、无线相结合的应急通信,联络,系统,通过统一的软件平台，在平时生产中，,具有扩音、对讲、打点等功能，可作为皮带、水泵等自动化系统的组成部分，还具备广播、背景音乐播放功能，,从而提高矿井的生产效率,当事故发生时，,单键操作便可调度所有通信节点。在灾前，可在一分钟内通知到井下各作业区的所有矿工。在灾后，为抢险救援提供通信保障，可与井下救生舱实现对话，便于,及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。,2024年10月1日,共,80,页,（当前,21,页）,项目意义,能有效防止安全事故的发生。当井下某处发现塌方、瓦斯、透水等事故前兆时，通过先进的通讯系统，可及时通知其它作业地点的工作人员迅速撤离危险区域，避免人身伤亡事故发生。,能有效防止事故的扩大。特别是井下作业的矿山发生大面积的塌方、冒顶、透水事故后，先进、健全的通讯系统，可以有效地组织指挥所有井下人员按指定路线安全撤离，减少人员伤亡，降低事故损失。,能有效、及时地指挥组织救援工作，提高救援效率。事故发生后，时间就是生命，救护人员早一分钟赶到现场，遇险者就多一分生存的希望。,2024年10月1日,共,80,页,（当前,22,页）,矿业大学在此方面的贡献,2024年10月1日,共,80,页,（当前,23,页）,在,整个煤炭行业，已经成功的在光纤通信、计算机网络、企业信息化、矿井综合自动化、矿井安全监测监控及生产调度指挥系统等方面实施了数百有关工程或项目研究与应用,承担了江苏省科技项目“,煤矿井下人员安全管理与救援支持系统科技工程示范研究,”，顺利验收并在大屯姚桥煤矿成功建设了示范工程,申请了相关专利,矿用本安型应急救援无线音视频传输装置,矿用本安型人员跟踪定位射频识别装置,矿用本安型应急救援无线音视频中继器,等,2024年10月1日,共,80,页,（当前,24,页）,项目的研究内容、创新点、关键技术等,2024年10月1日,共,80,页,（当前,25,页）,项目的研究内容,一、连接煤矿各通信系统的软件平台,软件平台功能特点包括：,整合现有的语音通信系统，统一界面，统一管理,调度室直接对扩播、调度电话、手机各点进行紧急呼叫或广播,各分机点、线状态显示,分级管理，分级监控,一键通紧急广播,丰富灵活的软件接口，支持定制开发,2024年10月1日,共,80,页,（当前,26,页）,项目的研究内容,二、基于,IP,的数字式全双工煤矿扩播通信系统,将传统的扩播电话及程控电话以数字电路和数字网络理念重新设计，实现语音电话机数字化、信号传输数字化、基于现代工业以太环网集中控制的全数字语音电话系统。,三、具有广播功能的程控调度电话,原有的程控话机只能实现听筒通话功能,，新设计,话机带有源音箱，在接收到电话呼叫后振铃三声以内摘机，则实现普通听筒通话；若振铃三声未摘机，则电话机则自动接通，并把接收到的语音转接到有源音箱进行扩音播放。,2024年10月1日,共,80,页,（当前,27,页）,项目的关键技术,软件平台同矿井人员定位系统无缝连接技术,扩播话机数字式全双工,通信技术,系统与矿井宽带工业以太网综合接入技术,系统与煤矿现有扩播电话的互联,技术,与煤矿,WiFi,、小灵通等无线通信设备的互联,技术,2024年10月1日,共,80,页,（当前,28,页）,项目的创新点,系统与,工业,以太,环,网互连,，无需铺设大量线缆。将,系统,融入矿井综合监控系统，可实现事故联动广播功能,与现有的广播系统、程控电话、井下无线通信系统兼容,，可实现各系统的,互联互通,，满足管理、巡检、安全、救急人员等通信联络的需求系统,全覆盖,，,系统覆盖了生产区、管理办公区、休息区等包含井上井下在内的矿山全部重要区域,一键通,，,系统提供的“一键通”功能，在紧急情况下单键操作便可调度所有的通信节点，可在一分钟内通知到井下各作业区的所有矿工。在灾后，为抢险救援提供通信保障,系统联动,，系统预留,接口,，可实现与各类型监测监控、,自动化子系统等的,接入，提供强大高效的系统联动功能,2024年10月1日,共,80,页,（当前,29,页）,项目相比其他系统的优势,兖矿选用系统：,单纯的,广播功能,，不能进行对讲,新汶选用系统：,以,广播功能,为主，主音箱具备扩播电话功能，可与调度系统通话，副音箱只能广播,项目的优势,具备打点功能,实现井上下、井下各处之间全双工通话,系统联动，系统预留,接口,，可实现与监测监控、,自动化子系统的,联动功能,，进行语音告警,与人员定位、无线通信、调度通信等互联,将扩播电话融入矿井综合监控系统,系统与光纤以太网互连，无需铺设大量线缆,可实现事故联动广播功能,扩播电话之间采用全双工语音通信方式,互通所有通信系统,全网覆盖,井上可对打点及通信信息存储，便于事故分析,可与皮带控制等其他系统联动,系统优势,2024年10月1日,共,80,页,（当前,30,页）,2024年10月1日,共,80,页,（当前,31,页）,煤矿应急通信保障系统,应具备的功能,2024年10月1日,共,80,页,（当前,32,页）,煤炭通信联络系统建设原则,系统可靠性,系统必须稳定可靠，只有一个稳定的系统方能为煤矿安全提供可靠的通信。,全面覆盖,系统必须覆盖到全矿井下大部分工作区域及通行，不留死角,保护投资,为了保护投资，对于煤矿已经建设的系统需要保留，不搞重复建设，这样也有助于缩短建设周期,互联互通,通信联络建设完成后利旧的各系统之间必须实现互联互通,统一管理,建成后的系统必须具备统一调配指挥的能力,2024年10月1日,共,80,页,（当前,33,页）,功能,联络通信,煤矿应急通信保障系统软件平台,有线扩音广播系统,无线语音通信,有线调度电话,地面广播系统,井下广播系统,2024年10月1日,共,80,页,（当前,34,页）,危险，危险！,立刻撤离！,功能,调度电话系统,(,免提,),调度台调度电话、行政办公电话,接收到电话呼叫后振铃三声,自动接听，从,扩播电话中播出,2024年10月1日,共,80,页,（当前,35,页）,危险，危险！,立刻撤离！,功能,紧急一键通,井上指挥调度台按下,“,一键通,”,按钮,话音传递到井下相应的线路的所有扩音电话中播出，不需要井下人员接听,2024年10月1日,共,80,页,（当前,36,页）,功能,普通广播,广 播,在调度台屏幕上按下某一条或多条线路的选择按钮后，选择讲话或者播放特定音频文件，就可以把在井上进行普通广播,整条线路播放语音及音频,2024年10月1日,共,80,页,（当前,37,页）,功能,紧急呼叫,紧急呼叫,在矿下任意话机上按下紧急呼叫按钮，井上调度台接收到呼叫请求后建立连接，即可进行双方通话,收到呼叫请求后选择线路，建立通话,2024年10月1日,共,80,页,（当前,38,页）,功能,扩音,扩音,在调度台屏幕上按下某一条或多条线路的选择按钮后，按住通话按钮对着话筒讲话，就可以把话音传递到井下相应的线路的所有扩音电话中播出（不需要井下人员接听）,整条线路播放语音,2024年10月1日,共,80,页,（当前,39,页）,功能,打点,打点,在调度台屏幕上按下某一条或多条线路的选择按钮后，按下打点按钮，就可以让井下相应的线路的所有扩音电话中发出单频的打点声音（不需要井下人员接听）,整条线路播放语音,2024年10月1日,共,80,页,（当前,40,页）,功能,与外部系统互通,调度电话系统,无线小灵通系统,无线,WIFI,手机系统,皮带机扩音电话系统,井下广播系统,地面广播系统,其他通信系统,应急通信保障系统需要能与以上各个系统互联互通！,2024年10月1日,共,80,页,（当前,41,页）,功能,与人员定位集成,应急通信保障系统需要,与人员定位系统互联，通过人员定位卡上的紧急按钮实现紧急呼叫，并能够通过自身的紧急呼叫,/,广播功能出发人员定位卡上的物理报警装置,2024年10月1日,共,80,页,（当前,42,页）,煤矿应急通信系统,的特点及组成,2024年10月1日,共,80,页,（当前,43,页）,系统建设,井下部署数字扩音电话和数字语音网关,井上部署应急通信保证系统软件平台,对华宁的皮带扩音电话加装,VOIP,网关,对联力皮带扩音电话加装,VOIP,网关,以上系统均通过,VOIP,网关的以太网接口接入到井下工业以太环网,新装系统,兼容系统,系统连接,本,系统,将矿上常用的通信系统进行了整合，使之能够通过一个应急指挥中心进行管理，扩播电话可以用于皮带巷的广播，大巷的应急广播，隔爆音箱可以在停车场等地方使用，移动终端可以随身携带。这个方案充分利用了现有的系统，节省了费用，也便于实现广播的全网的覆盖,2024年10月1日,共,80,页,（当前,44,页）,系统方案介绍,既可以作为扩音电话又可以作为广播系统,将扩播电话融入矿井综合监控系统,系统与光纤以太网互连，无需铺设大量线缆,可实现事故联动广播功能,扩播电话之间采用全双工语音通信方式,互通所有通信系统,全网覆盖,井上可对打点及通信信息存储，便于事故分析,可与皮带控制等其他系统联动,系统优势,2024年10月1日,共,80,页,（当前,45,页）,系统特点,广播及应急救援通信,2024年10月1日,共,80,页,（当前,46,页）,根据需要灵活设置广播范围,可以对系统中单个或多个区域进行广播，按下井下分站或报警点的,“,紧急呼叫,”,按钮，可立即中断广播内容，实现井上井下紧急救援通信,2024年10月1日,共,80,页,（当前,47,页）,系统特点,一键通,突发事件,WiFi/,小灵通,一键通,紧急广播,扩播电话,隔爆音箱,调度电话,调度电话,第一时间利用尽量多的手,手段通知更多需要的人！,系统提供,“,一键通,”,功能，在紧急情况下单键操作便可调度所有的通信节点。在灾前，可在一分钟内通知到井下各作业区的所有矿工。在灾后，为抢险救援提供通信保障，可与井下救生舱实现对话。,全系统集中调度,与现有的广播系统、程控电话、井下无线通信系统完全兼容，可实现各系统的互联互通，满足管理、巡检、安全、救急人员等通信联络的需求。,系统要点,全兼容，互通所有通信系统,2024年10月1日,共,80,页,（当前,48,页）,生产,调度,安监,管理,生产区,办公区,休息区,区 域,职 能,系统要点,容易实施全矿井覆盖,2024年10月1日,共,80,页,（当前,49,页）,系统覆盖了井下生产作业区、管理办公区、休息区等包括井上下在内的矿山全部重要区域。,系统特点,人员定位紧急呼叫,2024年10月1日,共,80,页,（当前,50,页）,与人员定位系统互联，通过人员定位卡上的紧急按钮实现紧急呼叫,人员定位系统,应急通信保障系统,井上,井下,一键通指令下发,紧,急,事,件,指,令,下,发,人员定位卡振动，紧急灯亮,按下定位卡紧急按钮,紧,急,事,件,上,报,紧急事件通知,系统弹出紧急事件提示,扩播电话之间采用全双工语音通信方式，应急广播调度台与扩播电话或调度电话系统之间可随时随地进行打点及通话的双向操作。,打点、通话,系统特点,全双工语音通信,2024年10月1日,共,80,页,（当前,51,页）,可以和以下不同子系统之间,进行,联动；,工业电视系统,综合监测监控系统,自动化软件应用平台,安全监测系统,生产监测系统,地面供电系统,井下供电系统,主、副井提升系统,井下主煤流运输系统,轨道运输信集闭系统,地面选矸系统,压风机系统,井下供水系统,锅炉房监控系统,污水处理系统,通风机监控系统,井下主排水系统,束管监测系统,注氮防灭火系统,井下人员跟踪定位系统,GIS,系统,系统要点,联动,2024年10月1日,共,80,页,（当前,52,页）,终端通信采用的标准的以太网协议来实现，数字扩播电话采用的标准的,RS485,信号，全双工。数字电话的优点就是具有很强的扩展性，并预留大量接口用于其它子系统的接入及联动。,统一应急指挥中心软件具有灵活的架构，预留各类接口，可根据用户的不同需求进行定制开发。,系统要点,扩展灵活，定制方便,2024年10月1日,共,80,页,（当前,53,页）,2024年10月1日,共,80,页,（当前,54,页）,应急通信保障系统整体拓扑,全系统集中调度,2024年10月1日,共,80,页,（当前,55,页）,高带宽,高可靠性,三网合一,管理简单,扩展灵活,工业以太环网,2024年10月1日,共,80,页,（当前,56,页）,整合现有的语音通信系统，统一界面，统一管理,调度室直接对扩播、调度电话、手机各点进行紧急呼叫或广播,各分机点、线状态显示,分级管理，分级监控,应急通信保障系统软件平台,2024年10月1日,共,80,页,（当前,57,页）,RS,485,通信,通话及打点,背景音乐播放,全双工,全数字化,扩展灵活,本质安全,告警联动,数字扩播电话,高级话机,普通话机,2024年10月1日,共,80,页,（当前,58,页）,转换器主要完成井下扩播电话信号到,IP,信号的转换功能,模拟线路转,VOIP(,华宁、联力、贝克话机,),兼容主流扩播电话,可接入工业以太环网,应急沿线广播,扩播电话,IP,网关,2024年10月1日,共,80,页,（当前,59,页）,KDW800/24B,矿用隔爆兼本安型电源，是安装在危险场所向本质安全型电气设备供电的新型不间断电源。本电源具有双重稳压、过流保护功能。,1,、输入,额定电压：交流,127V/800V,频率：,50Hz,电压波动范围：,75%,110%,2,、输出,额定输出电压：,24V,两路,额定输出电流：,800mA(24V),3,、电池,切换时间：不大于,0.1,秒,放电时间：,2.5h,（,70%,额定电流放电）,4,、防爆型式为：,矿用隔爆兼本安型,ExdibI,本安电源,2024年10月1日,共,80,页,（当前,60,页）,煤矿应急通信系统,示范工程,2024年10月1日,共,80,页,（当前,61,页）,系统界面,登录,2024年10月1日,共,80,页,（当前,62,页）,系统界面,整体界面,(Gis,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,63,页）,系统界面,整体界面,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,64,页）,系统功能,分区部署,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,65,页）,系统功能,分区部署,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,66,页）,系统功能,线路管理,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,67,页）,系统功能,线路管理,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,68,页）,系统功能,通话与打点,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,69,页）,系统功能,通话与打点,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,70,页）,系统功能,音频播放,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,71,页）,系统功能,音频播放,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,72,页）,系统功能,告警提示,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,73,页）,系统功能,告警提示,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,74,页）,系统功能,一键通,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,75,页）,系统功能,一键通,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,76,页）,系统功能,设备管理,(GIS,版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,77,页）,系统功能,设备管理,(,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,78,页）,系统功能,系统管理,(GIS/,组态版本,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,79,页）,系统功能,用户管理及帮助,(GIS/,组态,),2024年10月1日,共,80,页,（当前,80,页）,2024年10月1日,谢谢！,