大红山铜矿井下综合通讯系统的构建与应用研究

尹久龙

(玉溪矿业公司大红山铜矿,云南玉溪 651101)

大红山铜矿井下综合通讯系统的构建与应用研究

尹久龙

(玉溪矿业公司大红山铜矿,云南玉溪 651101)

在现代地下矿山井下工程中,如何实现井下语音通信、视频监测、人员与设备跟踪定位等成为矿山企业管理者首先面对的问题。通过对井下网络拓扑结构、无线接入点的布置和视频点位置的设计,构建了大红山铜矿井下综合通讯系统。其构建的井下综合通讯系统不仅能加强井下生产人员的安全和提高生产效率,而且对于实现矿山企业的信息化和网络化具有重要的意义。

井下通信;地下矿山;构建;安全

对于地下矿山,在数字矿山的建设中,如何构建井下综合通讯系统是核心的内容。井下综合通讯系统建立,可以实现井上下语音通信、对井下重要区段进行视频监控、人员与设备的跟踪定位及安全生产管理[1～3]。本文结合大红山铜矿的实际,介绍了该矿井下综合通讯系统的建设情况,该系统的实施,实现了大红山铜矿井下无线电话、跟踪定位、视频监视等功能,对促进矿山安全管理的科学化、现代化具有重大的现实意义。

1 大红山铜矿井下通信系统构建

大红山铜矿位于云南省玉溪市新平县戛洒镇境内,设计开采总规模为日采选矿石4 800 t,一期设计生产能力为2 400 t/d,二期设计生产能力为2 400 t/d。经过多年的发展和建设,工程量巨大,巷道连接复杂,中段多。因此,为了确保这些工艺和设备能够充分发挥应有的效益和效率、降低生产过程中各类事故的发生率、提高生产环境和过程的安全性、增强管理与决策过程的主动性,决定在该矿建立综合通讯平台,并初步实现语音、跟踪定位、视频监视等功能,后期将通过在此平台上的功能扩充,实现其设备远程控制等。

1.1 井下综合通讯系统网络布置的范围

从服务于井下生产过程管理和控制目标出发,确定综合通讯网络系统的建设范围。根据大红山铜矿实际,确定重点覆盖485中段运输水平以及该中段各分段B26以东的生产区域,同时还要覆盖其他中段相关部位(如535水平水泵房、550水平一期炸药库、485中段以上各水平的矿废石井及监督站),以及副斜井、东措施井、箕斗井等部分重要开拓系统。

1.2 井下网络拓扑结构与分区

通过对大红山铜矿开拓、采准系统的分析,对其分成四个区域:副斜井640井口、575水平人行管缆井口、485监督站、500破碎站入口。在这四个位置各安装1台两层千兆网络交换机,每台交换机将对本区域形成辐射,并可实现把辐射区域的各种信息接入矿山井下局域主干网。这四个位置的交换机加上井口位置的交换机共同组成了一个环形网——井下局域主干网。

考虑到网络的稳健性及后期应用的扩充,此5台交换机之间由12芯单模光纤构成1个环形结构,选用智邦公司支持SPAN TREE(生成树)协议的ES4524C交换机。

井下4台交换机上连接的复合光纤表明该交换机所服务的区域,井下4个分区如图1所示。

1.3 无线接入点布置

无线接入点(WAP)相当于井下无线通讯的基站,无线信号的覆盖效果与接入点的安装位置以及采用的天线息息相关。在接入点位置设计时,主要遵循两条原则:

1.接入点之间的距离不大于500 m。一是因为在狭长空间内接入点的无线信号覆盖能力有限,二是因为多模光纤的有效传输距离不超过500 m。

图1 大红山铜矿井下综合通讯网络分区示意图

2.在井巷拐弯处安装接入点。按照上述原则,对井下各井巷内的无线接入点数量及位置进行了设计。

1.4 视频点位置布置

大红山铜矿井下视频监视子系统是构架在综合通讯网络平台上的网络视频监控系统。该系统只需在监控现场安装网络摄像机,以及在监控中心配置视频监控计算机,即可在终端电脑上直接通过IE实现对摄像机的参数设置、运行控制及视频信号处理等。

目前,大红山铜矿在无轨斜坡道各中段岔口、副斜井各中段甩车道、水仓、炸药库、井下提升机房、放矿点等共安装摄像头55部,在矿部生产调度控制指挥中心,建成大屏幕1套。

2 井下综合通讯技术在大红山铜矿的应用

大红山铜矿井下综合通讯系统自2008年2月完成安装后,先后对井下485中段、无轨斜坡道、副斜井、500水平等处无线接入点(WAP)的无线信号覆盖程度进行了测试。测试时,当信号强度在-70Db以上时可以保证通常的语音通讯。且每个WAP将在以其为中心、较大范围内具有良好的语音信号。而在巷道转弯的地方,由于在此处信号受到了巷道的遮挡作用,其信号较平直的巷道弱。但通过区域内安装多个WAP后,信号覆盖范围及程度可大大增强,如在500水平西部、东部、副斜井内由于相邻WAP的共同作用,基本上在沿线区域均有较强的无线信号,极大程度地缩小了信号盲区所占的比例。

2.1 基于综合通讯平台的业务应用系统的建设

2008年5月份,因大红山铜矿矿山局域网IP地址调整,对综合通讯平台所有设备的IP地址进行了修改,2009年5月因生产区域发生了变化,将640 m、620 m中段的通讯设备移至435 m中段。2009年年底开始,基于此平台,实现了大红山铜矿485水仓设备的远程监控系统[4]建设,目前正在进行风机远程集控系统的构建,预计2010年年底将初步建成。

2.2 系统运行效果与经验教训

该系统自建成之后,经多次调整,总体上达到了预期的功能目标,但是几年来的运行过程及效果也表明:该系统的管理维护必须作为一个日常工作及时开展,因为井下生产工程进度快,大量无轨设备的忙碌运行以及频繁的工程爆破工作,都可能造成系统的破坏,必须制定严格的管理制度,建立切实有效的维护管理组织机构。

3 结论与展望

大红山铜矿井下综合通讯系统的成功应用,对矿山企业产生了很多积极的影响,主要体现在以下几个方面:

1.提高企业科学管理水平。井下生产人员及设备等有经常流动性的特点,井下综合通讯系统可以使其科学地定位、方便查找、灵活调度,提高了设备的利用率,促进了人员的合理流动,加速了矿山企业的信息化进程,提高了企业的科学管理水平。

2.促进井下安全生产作业。在矿山井下中,由于井下人员及设备等繁杂性,如何避免意外的安全事故已成为每个企业的管理人员要面对的问题。井下综合通讯系统可以有效地解决这个问题,该系统主要依赖先进的视频系统及语音系统对突发事件进行处理。

3.具有良好的示范作用。我国矿山企业生产水平总体落后于一些矿业发达国家,安装井下综合通讯系统的企业并不多。该系统的应用及其性能的可靠性将会对国内其他矿山企业起到很好的带头作用。

[1] 董维武.国外矿山通讯系统(TTE)研究现状[J].中国煤炭, 2007,33(2):74-76.

[2] 李怀武.煤矿地下无线通讯的研究[J].煤矿自动化,1994, (3):44-46.

[3] 张申,丁恩杰,武增.煤矿井下综合业务数字网网络结构的研究[J].煤炭学报,2002,27(2):206-207.

[4] 刘关峰.大红山铜矿485水仓排水系统自动控制技术研究[J].湖南有色金属,2010,(4):57-59.

Abstract:In modern underground mine engineering,the primary concerns of the enterprise managers are how to construct underground audio communication system,video monitoring system,personnel&equipment tracking system and so on.Through building network topology,wireless access points and video design points,it constructs an integrated communication system for Dahongshan copper mine.The construction of underground integrated communications system not only strengthenes the safety of underground production for humans and improves production efficiency,but also lays significance in building the information and network systems of the mining enterprise.

Key words:underground communication;underground mine;construction;safety

Study and Construction of Dahongshan Copper Mine Underground Integrated Communications System

YIN Jiu-long
(Dahongshan Copper of Yuxi Mining Company,Yuxi651101,China)

TD65+5

A

1003-5540(2011)02-0007-03

2010-11-02

尹久龙(1982-),男,工程师,主要从事矿山信息化管理工作。