我國(guó)很多煤礦還停留在人工開(kāi)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(guó)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(guó)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(guó)大多數(shù)煤礦在生產(chǎn)過(guò)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(guó)內(nèi)煤礦也開(kāi)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(guò)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(guó)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(guò)后臺(tái)進(jìn)行各項(xiàng)操作，可解決設(shè)備布置問(wèn)題。

　　4)技術(shù)可行性。針對(duì)巷道布點(diǎn)，安裝閱讀器，通過(guò)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(guò)程中人員的安全，通過(guò)計(jì)算機(jī)查詢等功能，了解人員的具體位置分布，可通過(guò)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(guò)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。

　　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(guò)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(zhǎng)期職工和臨時(shí)人員2類。其中長(zhǎng)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(zhǎng)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(kù)中進(jìn)行相應(yīng)的操作處理。在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kāi)辟供臨時(shí)人員使用的標(biāo)簽，存儲(chǔ)信息與長(zhǎng)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(kù)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(guò)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(guò)更換卡片標(biāo)簽，不需改變數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)信息進(jìn)行修改、添加、刪除、查詢及報(bào)表的生成等操作。同時(shí)，由于巷道編號(hào)采用層次碼的編碼規(guī)則[3]，信息錄入后系統(tǒng)自動(dòng)生成與閱讀器相對(duì)應(yīng)的巷道編號(hào)，操作者可通過(guò)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(hào)可自動(dòng)生成，并通過(guò)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(duì)其進(jìn)行計(jì)劃安排。通過(guò)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(zhǎng)、送水飯工、列車員等8個(gè)工種)，生成新計(jì)劃，同時(shí)自動(dòng)選出符合要求的各工種人員，實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的時(shí)間、人員安排和參數(shù)設(shè)置。

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

　　實(shí)現(xiàn)過(guò)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(guò)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(kù)[4]表中最新的人員記錄，同時(shí)搜索數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)，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(kù)中，自動(dòng)刪除滿足該項(xiàng)目編號(hào)的人員，并添加到剩余人員中。

　　e ． 系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)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(shí)，通過(guò)RFID技術(shù)的識(shí)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(kù)中計(jì)劃人員的安排，當(dāng)所來(lái)人數(shù)在計(jì)劃內(nèi)時(shí)，則旋轉(zhuǎn)門打開(kāi)放行；允許進(jìn)入的人員所對(duì)應(yīng)的信息將在人員進(jìn)出記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中保存下來(lái)，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(kù)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(duì)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(huì)自動(dòng)顯示該位置的詳細(xì)人員信息，包括出入時(shí)間、滯留時(shí)間等。

　　2．2 巷道安全管理

　　巷道安全管理是針對(duì)有特殊要求的巷道進(jìn)行的，通過(guò)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(jí)，滿足權(quán)限要求的人員才能進(jìn)入富礦區(qū)域開(kāi)采。系統(tǒng)使用時(shí)，持卡者持合法卡信號(hào)通過(guò)控制器處理后，人員可合法進(jìn)入巷道，非法卡無(wú)法進(jìn)入，并在后臺(tái)計(jì)算機(jī)留檔。出門時(shí)再次將卡片通過(guò)閱讀器，通過(guò)信號(hào)處理完成對(duì)巷道人員的進(jìn)出管理。

　　不同級(jí)別的人員可以進(jìn)入的巷道權(quán)限各不相同。通過(guò)安裝在巷道出人口處的閱讀器對(duì)人員佩戴的電子標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別；根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)置的信息對(duì)巷道的旋轉(zhuǎn)門進(jìn)行相應(yīng)的控制。對(duì)于來(lái)巷道的人員記錄都自動(dòng)進(jìn)行保存，以便查詢和生成報(bào)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(guò)RFID技術(shù)及時(shí)跟蹤物資的流動(dòng)。

　　安全物資管理系統(tǒng)用于管理煤礦中的危險(xiǎn)物資，如炸藥、甘油、脂等。該系統(tǒng)主要有庫(kù)存管理、物料跟蹤2個(gè)功能模塊。庫(kù)存管理主要管理煤礦中危險(xiǎn)物資的出入庫(kù)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(yǔ)

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

來(lái)源：新浪網(wǎng)