地下矿山安全监测预警系统是井下安全管理的眼睛和耳朵。它的建设重点不是设备数量,而是三个能力:数据采集无盲区、报警上传不延迟、异常处置能闭环。本文按系统构成、点位布设、报警联动与运行维护四个层面,梳理可落地的建设要点。
一、法规依据与系统范围
地下矿山安全监测涉及的主要依据包括《安全生产法》对安全监测监控的总体要求,《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423)对井下监测监控系统、通信与应急设施的具体规定,以及地下矿山安全避险「六大系统」相关规范性文件对监测监控、人员定位与紧急避险等系统的建设要求。在建设方案评审与竣工验收环节,属地应急管理部门还会对系统覆盖范围与数据接入方式提出补充要求。
从系统范围看,地下矿山安全监测预警通常包括六个组成部分:安全监控系统(气体、风速、温度、水位等)、人员定位系统、通信联络系统、应急广播系统、压风自救系统与供水施救系统。其中前四类与数据采集分析直接相关,是数字化建设的重点。
需要区分两组口径:行业规定的地下矿山安全避险「六大系统」为监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救与通信联络。其中紧急避险系统(避难硐室、救生舱等)是法定组成部分,其内部环境参数监测应纳入安全监测预警范围;本节则按数字化建设对象划分为上述六个组成部分,应急广播属于通信联络系统下的具体能力,不宜与「六大系统」混同表述。
二、建设难点与常见盲区
地下矿山环境对监测系统提出了四类特殊挑战,也是建设中最容易出问题的地方:
- 空间封闭、通道狭窄:设备安装位置受限,传感器容易被粉尘、潮湿与振动影响,长期漂移问题突出;
- 信号传输困难:巷道弯折多、金属支护结构屏蔽强,无线信号覆盖不均,关键报警可能上传延迟;
- 人员位置不明确:井下作业点分散且流动频繁,事故状态下若无法快速确定被困人员位置,救援效率大幅下降;
- 供电与维护成本高:防爆设备安装与检修受生产节奏制约,维护不及时会导致数据中断。
三、系统构成与技术方案
推荐采用地表监测预警平台加井下感知设备的双层结构,中间通过工业环网与无线覆盖实现数据回传。各子系统的职责与关键指标如下:
| 子系统 | 核心功能 | 关键指标 |
|---|---|---|
| 安全监控 | 气体浓度、风速、温度、水位的实时采集与超限报警 | 报警响应秒级、传感器按期调校、无监测盲区 |
| 人员定位 | 井下人员实时位置、区域人数、超员报警、撤离指令 | 关键区域定位精度满足救援要求、标识卡续航满足班次 |
| 应急广播 | 报警联动广播、分区呼叫、紧急撤离指令下发 | 与报警系统联动、井下听清率达标 |
| 通信联络 | 井下与地表双向通话、调度指挥 | 关键作业地点通信可达、具备备用链路 |
| 数据平台 | 数据汇聚、报警分级、趋势分析、上报监管平台 | 统一编码、处置全程留痕、报表可导出 |
点位布设的基本原则是覆盖优先、重点加密:采掘工作面及回风侧、机电硐室、爆破器材存放与使用点、盲巷与密闭区域附近、主要回风巷道均应布设监测点;提升机房、井口、主要运输巷道等关键部位应同步覆盖人员定位与视频。
报警规则必须分级并明确响应动作。以气体超限为例,可设置为预警、报警、紧急报警三级:预警提示现场人员加强通风与检查,报警要求现场停止作业并报告调度,紧急报警则触发区域断电、广播撤离与调度台弹窗。分级规则应写入企业制度,避免系统报警后无人响应。
四、建设实施与运行维护
- 现状评估:清查既有传感器、分站、通信线路与供电条件,形成差距清单;
- 方案设计:确定点位布置图、网络拓扑、报警规则与投资估算,组织技术与安全评审;
- 施工安装:按设计完成设备安装、线路敷设与防爆检查,保留隐蔽工程记录;
- 联调与试运行:逐项验证采集、报警、联动、上报功能,试运行期不少于一个月;
- 运维机制:建立传感器调校周期、超限断电功能测试、值班记录与故障处置台账。
运行阶段最容易失守的是维护。传感器超期未调校、断电功能长期未测试、报警记录缺失,都会在监管检查中直接暴露。建议把调校与测试任务编入系统日历并自动提醒。
五、固泰安全的矿山安全监测能力
固泰安全的地下矿山安全监控与综合管控平台方案支持多类型传感器接入、人员定位与应急广播联动,并提供与上级监管平台的数据对接能力,帮助企业实现从数据采集到闭环处置的完整链条。
对处于建设前期的企业,建议先完成传感器覆盖评估与点位设计,再启动设备采购与施工,可减少后期返工。
常见问题(FAQ)
人员定位系统能不能同时用于考勤?
可以,但不建议把考勤作为主要目标。人员定位的核心价值是井下人数统计、区域超员报警、紧急撤离指令下发与救援时的被困人员定位。考勤只是定位数据的一个附带应用。如果把系统做成考勤工具,往往会在定位精度、续航与井下覆盖上妥协,反而影响安全功能。
井下有毒有害气体传感器需要布设多少点位?
点位数量没有固定数字,取决于矿井开拓方式、通风系统、采掘工作面数量与机电硐室分布。基本原则是:采掘工作面及其回风侧、机电硐室、爆破器材存放点、盲巷与密闭区域附近、主要回风巷道均需布设,并保证主要作业地点无监测盲区。建设前应结合通风系统图逐区域核定。
监测系统建设周期通常多久?
一期安全监测与人员定位系统的建设周期一般为 2 至 4 个月,主要包括现场勘查与点位设计、设备采购、井下安装与线路敷设、系统联调与试运行。如果井下环网需要同步改造,周期通常会延长 1 至 2 个月。分阶段实施可以边建设边见效。
原有监测设备还能继续使用吗?
只要设备具备标准通信接口、处于有效检定期内并满足现行安全标志要求,就可以通过协议网关接入新平台继续使用。需要更换的通常是数据接口封闭、已停产无备件、或精度与量程不满足当前要求的设备。建议先做一轮设备清查,再决定更换清单。