rfid在煤礦井下安全管理中的應(yīng)用

rfid在井下安全管理中的應(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)為應(yīng)用對(duì)象。通過建立一個(gè)完整、實(shí)時(shí)和靈活的井下管理系統(tǒng)，對(duì)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(dòng)等進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)井下管理信息化和可視化，同時(shí)提高煤礦生產(chǎn)管理和作業(yè)安全水平。

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(shí)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(shì)，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(jìng)爭(zhēng)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(huì)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(duì)象。將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于煤礦管理系統(tǒng)，通過建立一個(gè)具有完整性、實(shí)時(shí)陛和靈活性的井下管理系統(tǒng)，對(duì)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(dòng)等進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)井下管理信息化和可視化，同時(shí)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(shí)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(jiǎn)單，讀寫器可在5 in以上的距離對(duì)卡片進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，符合井下作業(yè)設(shè)備力求簡(jiǎn)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(huì)對(duì)井下作業(yè)產(chǎn)生危險(xiǎn)。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(tái)操作可采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式連接，模仿區(qū)域布網(wǎng)模式，閱讀器與后臺(tái)間距離可達(dá)2 000 m以上，把閱讀器設(shè)在井下工作車場(chǎng)平臺(tái)，經(jīng)過后臺(tái)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(duì)巷道布點(diǎn)，安裝閱讀器，通過閱讀器的自動(dòng)分組和自動(dòng)識(shí)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(shí)，可有效地進(jìn)行搶險(xiǎn)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(shí)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(duì)識(shí)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(gè)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，如圖1所示。

2．1．1 卡片管理

帶有編號(hào)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(cè)，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(shí)人員2類。其中長期職工為基本作業(yè)人員，臨時(shí)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(dòng)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(shí)卡2類。

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

2)臨時(shí)卡。根據(jù)臨時(shí)人員的特點(diǎn)，臨時(shí)卡設(shè)計(jì)思路略有不同。系統(tǒng)獨(dú)立開辟供臨時(shí)人員使用的標(biāo)簽，存儲(chǔ)信息與長期卡不同。由于臨時(shí)卡具有信息更新快、使用時(shí)間短等特點(diǎn)，臨時(shí)卡可重復(fù)使用，因此系統(tǒng)可以設(shè)置臨時(shí)卡的發(fā)放和回收功能。同樣，操作員可對(duì)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(shí)數(shù)據(jù)的選擇查詢。系統(tǒng)通過綜合查詢，自動(dòng)生成報(bào)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。