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RFID在煤礦井下安全管理中的應(yīng)用

2008/12/26 10:53:23       

我國很多煤礦還停留在人工開采水平上,生產(chǎn)效率低,安全隱患多,如瓦斯爆炸、地下滲水等事故時有發(fā)生。管理上仍以經(jīng)驗(yàn)管理、人工管理為主。因此,加快采礦工業(yè)技術(shù)和管理的現(xiàn)代化任重而道遠(yuǎn)。

  為了改變目前煤礦安全管理工作的落后狀況,保障職工生命安全和身體健康,有必要運(yùn)用安全管理系統(tǒng)分析的方法。因此,傳統(tǒng)煤礦井下管理須和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合。

  我國煤炭工業(yè)科技發(fā)展總體思路是繼續(xù)堅(jiān)持“科技是第一生產(chǎn)力”的指導(dǎo)思想,適應(yīng)人世的新形勢,依靠科技進(jìn)步,加大企業(yè)技術(shù)改造力度,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,增強(qiáng)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力、抗災(zāi)能力,提高企業(yè)競爭力,堅(jiān)定不移地實(shí)施“科教興煤”和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,促進(jìn)煤炭工業(yè)向安全、高效、潔凈、優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。其中重點(diǎn)任務(wù)之一是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)控制論,建立高效、安全的集約化煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng),加快煤礦安全技術(shù)的重點(diǎn)建設(shè)[1] 。

  國內(nèi)礦區(qū)管理與計(jì)算機(jī)結(jié)合的程度目前主要限于井上部分,其中包括日常的企業(yè)流程管理、財(cái)會管理、運(yùn)輸管理。隨著煤炭行業(yè)信息化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,我國大多數(shù)煤礦在生產(chǎn)過程中基本都采用了各種各樣的煤礦管理系統(tǒng),并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了重要的作用。隨著RFID技術(shù)的引進(jìn),國內(nèi)煤礦也開始使用RFID 技術(shù)進(jìn)行管理[2]。

  1 RFID在井下管理應(yīng)用的特點(diǎn)

  RFID在井下管理上的應(yīng)用,主要是以煤礦計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)——井下管理系統(tǒng)為對象。將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于煤礦管理系統(tǒng),通過建立一個具有完整性、實(shí)時陛和靈活性的井下管理系統(tǒng),對包括井下作業(yè)工人的作業(yè)計(jì)劃安排、工人進(jìn)出巷道的權(quán)限管理、巷道人員分布、作業(yè)工人資料、安全物資流動等進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)井下管理信息化和可視化,同時提高煤礦生產(chǎn)管理和作業(yè)安全水平。

  與傳統(tǒng)的地面作業(yè)不同,煤礦井下管理更強(qiáng)調(diào)其安全性,主要考慮人員安全,同時還要和巷道安全相結(jié)合。

  RFID技術(shù)的井下應(yīng)用可行性分為以下幾種:

  1)操作可行性。電子卡片攜帶方便、操作簡單,讀寫器可在5 In以上的距離對卡片進(jìn)行自動識別,符合井下作業(yè)設(shè)備力求簡單、方便的要求。

  2)安全可靠性。RFID采用射頻技術(shù),理論上不會對井下作業(yè)產(chǎn)生危險。該技術(shù)已經(jīng)在國外金屬礦中得到應(yīng)用。

  3)設(shè)置可行性。礦井一般深度在地下500 m以下,在具體操作中,閱讀器與后臺操作可采用現(xiàn)場總線方式連接,模仿區(qū)域布網(wǎng)模式,閱讀器與后臺間距離可達(dá)2 000 m以上,把閱讀器設(shè)在井下工作車場平臺,經(jīng)過后臺進(jìn)行各項(xiàng)操作,可解決設(shè)備布置問題。

  4)技術(shù)可行性。針對巷道布點(diǎn),安裝閱讀器,通過閱讀器的自動分組和自動識別,實(shí)現(xiàn)人員管理和巷道管理的功能。

  2 RFID煤礦井下安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  RFID礦井管理以井下安全管理為依據(jù),按照人員安全管理、巷道安全管理和安全物資管理等方面進(jìn)行分類。

  2.1 人員安全管理

  人員安全管理強(qiáng)調(diào)井下作業(yè)過程中人員的安全,通過計(jì)算機(jī)查詢等功能,了解人員的具體位置分布,可通過圖形突出顯示。發(fā)生事故時,可有效地進(jìn)行搶險救災(zāi)工作,最大限度地保障人員安全。人員作業(yè)管理是利用RFID的識別功能進(jìn)行的。系統(tǒng)首先要生成閱讀器和卡片等相關(guān)信息,通過系統(tǒng)軟件對識別后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。人員作業(yè)系統(tǒng)按照功能劃分為4個模塊:卡片管理、閱讀器管理、作業(yè)計(jì)劃管理和人員出入管理。

  2.1.1 卡片管理

  帶有編號的卡片貼在安全帽上,下井人員必須攜帶安全帽通過系統(tǒng)檢測,滿足條件后才能進(jìn)入相關(guān)巷道。根據(jù)煤礦作業(yè)的實(shí)際情況,下井人員分為長期職工和臨時人員2類。其中長期職工為基本作業(yè)人員,臨時人員包括參觀、學(xué)習(xí)、檢查人員等,屬非作業(yè)人員,有流動性、變化性大的特點(diǎn)。另外,為了滿足不同人員的下井需求,在卡片分發(fā)上,可分職工卡和臨時卡2類。

  1)職工卡。職工卡存儲長期職工的信息,操作員可對職工的相關(guān)信息進(jìn)行修改或刪除。信息錄入后自動生成編號,并在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行相應(yīng)的操作處理。在后臺數(shù)據(jù)庫中,實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)的選擇查詢。

  2)臨時卡。根據(jù)臨時人員的特點(diǎn),臨時卡設(shè)計(jì)思路略有不同。系統(tǒng)獨(dú)立開辟供臨時人員使用的標(biāo)簽,存儲信息與長期卡不同。由于臨時卡具有信息更新快、使用時間短等特點(diǎn),臨時卡可重復(fù)使用,因此系統(tǒng)可以設(shè)置臨時卡的發(fā)放和回收功能。同樣,操作員可對人員的相關(guān)信息進(jìn)行修改、刪除、查詢和補(bǔ)卡,并在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行相應(yīng)的更新,實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)的選擇查詢。系統(tǒng)通過綜合查詢,自動生成報表。由于卡片使用量大,存在破損的可能,系統(tǒng)還應(yīng)專門設(shè)置補(bǔ)卡制度,通過更換卡片標(biāo)簽,不需改變數(shù)據(jù)庫中人員信息即可方便地完成數(shù)據(jù)的更新。

  2.1.2 閱讀器管理

  1)巷道閱讀器。安裝在巷道的閱讀器信息中除了填寫巷道相關(guān)信息外,還記錄巷道中采掘面數(shù)目,操作員可對信息進(jìn)行修改、添加、刪除、查詢及報表的生成等操作。同時,由于巷道編號采用層次碼的編碼規(guī)則[3],信息錄入后系統(tǒng)自動生成與閱讀器相對應(yīng)的巷道編號,操作者可通過編碼規(guī)則方便地了解到巷道的相關(guān)信息。

  2)采掘面閱讀器。安裝在采掘面的閱讀器信息中填寫與采掘面相關(guān)的信息。由于巷道信息中記錄了采掘面數(shù)目,因此采掘面編號可自動生成,并通過目錄形式在采掘界面中顯示。

  2.1.3 作業(yè)計(jì)劃管理

  1)功能描述。采掘面信息生成后,即可對其進(jìn)行計(jì)劃安排。通過相關(guān)的公式計(jì)算,分別算出各班點(diǎn)所需人員數(shù)目。按工種分類(打眼工、放炮工、采煤工、打密柱工、回柱工、班長、送水飯工、列車員等8個工種),生成新計(jì)劃,同時自動選出符合要求的各工種人員,實(shí)現(xiàn)整個項(xiàng)目的時間、人員安排和參數(shù)設(shè)置。

  2)作業(yè)安排。操作人員對要進(jìn)行計(jì)劃的采掘面進(jìn)行計(jì)劃操作。

  實(shí)現(xiàn)過程:

  a.操作者選擇默認(rèn)參數(shù)設(shè)置或者修改參數(shù)設(shè)置的模式。

  b.系統(tǒng)通過所設(shè)置的參數(shù)計(jì)算新計(jì)劃所需的各工種人員的數(shù)目。

  c.系統(tǒng)搜索數(shù)據(jù)庫[4]表中最新的人員記錄,同時搜索數(shù)據(jù)庫表中在上次計(jì)劃和當(dāng)前計(jì)劃已結(jié)束的項(xiàng)目所含人員數(shù)目。

  d.當(dāng)計(jì)劃生成時,檢查表中上次計(jì)劃和本次計(jì)劃結(jié)束的項(xiàng)目,在人員數(shù)據(jù)庫中,自動刪除滿足該項(xiàng)目編號的人員,并添加到剩余人員中。

  e . 系統(tǒng)自動選擇符合工種要求的人員,直到滿足人數(shù)要求。

  f.把所選人員添加到計(jì)劃表中,同時刪除剩余人員表中該人員的記錄。

  2.1.4 人員出入管理

  1)出入記錄。當(dāng)人員進(jìn)出時,通過RFID技術(shù)的識別功能,安裝在巷道或采掘面上的閱讀器可讀取卡片信息,并作如下處理:

  a.檢索人員計(jì)劃數(shù)據(jù)庫中計(jì)劃人員的安排,當(dāng)所來人數(shù)在計(jì)劃內(nèi)時,則旋轉(zhuǎn)門打開放行;允許進(jìn)入的人員所對應(yīng)的信息將在人員進(jìn)出記錄數(shù)據(jù)庫中保存下來,可查詢、打印。

  b.如果人員不屬于計(jì)劃內(nèi),系統(tǒng)則檢索卡上人員信息數(shù)據(jù)庫中非計(jì)劃人員的權(quán)限,滿足權(quán)限要求的人員即可進(jìn)入,并作記錄。

  2)查詢、打印。顯示巷道的所有進(jìn)出記錄,對進(jìn)出記錄查詢打印、滯留人員的查詢等。尤其是查詢滯留人員的數(shù)量、位置等詳細(xì)信息。

  3)巷道圖示查詢。只要單擊煤礦布局圖中巷道的位置,系統(tǒng)就會自動顯示該位置的詳細(xì)人員信息,包括出入時間、滯留時間等。

  2.2 巷道安全管理

  巷道安全管理是針對有特殊要求的巷道進(jìn)行的,通過設(shè)置巷道權(quán)限,限制特定人員的進(jìn)出,比如:

  根據(jù)礦含量分級,滿足權(quán)限要求的人員才能進(jìn)入富礦區(qū)域開采。系統(tǒng)使用時,持卡者持合法卡信號通過控制器處理后,人員可合法進(jìn)入巷道,非法卡無法進(jìn)入,并在后臺計(jì)算機(jī)留檔。出門時再次將卡片通過閱讀器,通過信號處理完成對巷道人員的進(jìn)出管理。

  不同級別的人員可以進(jìn)入的巷道權(quán)限各不相同。通過安裝在巷道出人口處的閱讀器對人員佩戴的電子標(biāo)簽進(jìn)行自動識別;根據(jù)數(shù)據(jù)庫中設(shè)置的信息對巷道的旋轉(zhuǎn)門進(jìn)行相應(yīng)的控制。對于來巷道的人員記錄都自動進(jìn)行保存,以便查詢和生成報表。

  2.3 安全物資管理

  將射頻標(biāo)簽安裝到需要跟蹤的物資上,通過RFID技術(shù)及時跟蹤物資的流動。

  安全物資管理系統(tǒng)用于管理煤礦中的危險物資,如炸藥、甘油、脂等。該系統(tǒng)主要有庫存管理、物料跟蹤2個功能模塊。庫存管理主要管理煤礦中危險物資的出入庫情況;物料跟蹤用于詳細(xì)記錄井下物資的使用情況。

  3 結(jié)束語

  從可靠性考慮,每個人員最好安裝2個RFID卡片,雖然成本會上升一些,但是對于事故的快速處理、減少事故損失還是有必要的。

來源:新浪網(wǎng)

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