人员安全防护系统在矿井的应用

为强化井下危险作业区域管理，有效防范大型机械伤人事故，提高矿井本质安全水平，国家矿山安全监察局山西局、山西省应急管理厅以及山西省能源局于3月28号联合发布《关于推进全省煤矿井下危险作业区域安设“电子围栏”的通知》。而早在2021年，由国家能源局与国家矿山安全监察局发布的《煤矿智能化建设指南 （2021 年版）》 ，也在井工煤矿智能掘进系统部分提出要通过“采用掘进工作面设备群和人员精确定位系统，实现设备间相对位置的精确监测和安全防护，不同设备之间实现智能协同控制”，建设多机协同控制系统。

矿井安全是非煤矿山开采过程中关注的焦点问题，在智能化的背景下，如何向技术借力，引入自动化和信息化技术，加快建设完善井下安全避险“六大系统”，进步一提高矿井安全生产保障能力，加强对安全监控的认知，提升设备设施本质化安全水平是确保井下作业安全运行的关键。

矿井机械化采掘工作面，井下无轨设备众多，在日常工作中，司机、作业人员的粗心大意或是现场作业环境的缺陷都有可能造成安全事故的发生：

 

● 环境复杂，潜藏安全隐患：井下采掘作业现场弯道、岔口、拐点、硐室较多， 环境复杂，机车体积庞大，车辆运行过程中噪音较大，司机在驾驶室操作时视线存在盲区，对近距离人员或障碍物无法及时发现。

● 车辆运营，潜藏安全风险：铲运机等车辆在井下采掘使用率较高，运行距离长，铲运机在日常生产作业过程中时常处于20km/h-26 km/h高速运行状态，只有在弯道、岔口、溜井处或是遇到行人时进行鸣笛减速，现场车辆人员安全运行存在着潜在安全隐患。

● 工人行为，增强安全风险：井下采掘工作面庞大，作业人员均为分散式作业并不集中，经常出现铲运机和人员交叉作业的情况，人员作业时未按“红区”管控要求设立或解除红区警戒绳，导铲运机无法提前预估危险，造成事故的发生，对铲运机安全运行带来了极大的风险。

方案详情

 

上述安全风险迫切需要一种能够科学、高效、准确的人员、车辆管理和安全管理系统。利用北京广义恒鑫科技有限公司UWB单基站和长距离基站无线脉冲测距技术，借由车辆所安装的高精度定位单基站及人员所佩戴的定位标签，可精确测量车辆与人员间的实时距离，也可测量车辆与车辆间的实时距离，做到实时全方位的安全测距防护，精度高达10厘米。同时利用UWB单基站和长距离基站定位技术，实时精准的将矿井作业人员的区域位置信息动态反映到井上管理平台计算机显示器中，实时掌握矿井人员的位置及轨迹，不但便于合理的调度管理、人员考勤管理，而且如果发生灾变，还可以高效的通过人员区域位置的分布及时作出救援方案和撤退路线。

根据政策要求，北京广义恒鑫科技有限公司基于UWB高精度单基站和长距离基站定位系统，兼顾融合红外感应、机器视觉识别等技术手段，搭配人员/车辆定位标签、矿用摄像头、声光报警器等硬件产品，打造矿用电子围栏人员接近保护系统解决方案。

 

技术对比

 

通过对常用的RFID射频测距定位、红外测距定位、蓝牙测距定位、ZigBee测距定位、超宽频UWB测距定位等技术进行比较分析后，项目选择采用超宽频UWB测距定位来实现车辆报警功能，因其侧向测距测角具备了360°远距离无死角监控，且可以锁定测物目标、不受被测物运行状态影响的特点，采用无线脉冲波测距，抗干扰能力强，信号传输受视距的影响较小，在90°转弯的工况环境下也可以实现准确测距，同时具有人车交互双向报警的功能。

 

硬件优势

 

北京广义恒鑫科技有限公司的车辆、人员测距报警防撞解决方案，通过在大型工厂车辆上固定高精度定位单基站，实时监控几十米半径范围内定位标签的相对距离，精度达到10厘米。叉车防撞定位系统标签收集准确的位置数据，小型标签由人携带或附着在物体上，根据不同的作业环境，搭配基站使用的标签产品不同，如腕带型标签、工牌型标签、安全帽型标签等。

 

人、车实时精准定位

 

通过绘制现场电子地图，对现场作业人员和车辆进行精准定位，并将其实时运动轨迹在电子地图上进行显示。通过划定点名区域，对各作业现场人员车辆进行统计，可以全面掌握作业现场人员车辆分布情况、工作状态、是否安全（及必要的安全提示），提高矿井现场的调度指挥能力。

 

电子围栏报警

 

在电子地图上或对某个基站的监控范围划定一个危险区域（如矿石溜井、毛仓），当人员或车辆进入该危险区域或在设定的时间内未离开该区域时，人员携带的定位标签会触发震动报警，系统后台会触发围栏报警，提高了危险区域的人员安全管控能力。

 

视频联动

 

定位系统支持与视频监控系统进行视频联动，多目标多画面跟踪指定人员或车辆，通过视频联动可以第一时间掌握人员车辆工作状态，提高现场行为纠偏处置能力。对于长时间停滞的标签，可以通过视频联动观察标签目前工作状态，存在危险情况时，可以通过后台向标签下达预警信号，及时提醒作业人员规避安全风险。

 

应急处置

 

当发生危险情况时，作业人员可通过按下所携带的定位标签上的定位按钮发出警报，同时监控室的动态显示界面会立即触发报警事件并进行记录，定位系统将保留人员车辆的最后活动位置，为精确紧急搜救提供重要参考。发生重大危险情况，需要整个作业区域人员全部撤离时，可通过定位管理系统高效组织撤离，提高现场应急指挥能力。

 

提高采场“红区”管控能力

 

现场生产管理人员可通过定位系统掌握采场人员车辆分布情况，当采场作业人员未全部撤离时，禁止铲运机进行铲出矿作业。在作业过程中可通过定位系统有效制止人员误入和违章作业现象，提高采场“红区”管控能力。

 

提高应急演练质量

 

通过超宽频单基站高精度人员安全防护系统，实时掌握模拟危险区域人员车辆分布状况，在应急演练过程中提高应急指挥能力，在后期可通过轨迹回放功能对演练过程进行数据分析，为演练方案调整优化提供技术支持。

 

方案总结

 

针对不同的业务需求和应用场景，北京广义恒鑫科技有限公司人车防撞测距报警系统为企业提供了更专业的安全防护体系，结合UWB精准定位技术，一次性投入成本低、收益大，该系统应用后，大大降低了矿井内人车安全事故的发生率，在保证安全的情况下提高了车辆运行效率，同时减少了企业因为安全事故造成的经济损失，效益十分显著。适用于煤矿多种危险作业场景及大型煤机装备，可按需选择定位维度，为客户提供高性价比危险作业区域人员接近保护解决方案，有效防范机械伤害事故，助力推进煤矿智能化建设和本质安全水平提升！

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北京广义恒鑫科技有限公司基于UWB单基站和长距离基站高精度定位系统，兼顾融合红外感应、机器视觉识别等技术手段，打造矿用人员接近保护电子围栏融合防撞系统解决方案，可广泛应用于掘进工作面煤仓、密闭墙、带式输送机等井下关键危险区域的安全预警。通过精准测距防撞预警、兼容红外热成像感知，该方案可辅助矿企实现作业人员进入危险区域时，及时发出声光报警或触发设备停机，从而避免机械伤害事故发生，有效降低安全事故发生率，助推矿山智能化安全建设!

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补充：矿用精确定位系统——赋能矿企智能运输，实现车辆高效调度

建立并完善矿山智能辅助运输系统，是对井下通畅、便捷、高效运输工作的保障，更是对矿工生命安全的保障。北京广义恒鑫科技有限公司井下人员/车辆精确定位系统，通过UWB高精度定位、三维可视化等技术，助力矿企智能调度运输车辆、规避巷道拥堵。

矿井运输安全形势严峻，车辆精确定位成破局关键

矿井下多为巷道环境，空间受限、视野不良，交叉路口多、车辆密集，车辆交汇调度管理效率低下，另一方面行人、车辆共用巷道，易发生刮擦和碾压等安全事故。

传统的人工调度管理已难以满足现代化矿山的高效安全管理需求，亟需引入智能辅运系统，通过物联网感知、精确定位和AI算法等技术实现智能调度管理。近年来，国家矿山安监局、应急管理部及各地政府部门等密集出台推进智能化矿山建设的政策，其中对矿井智能辅助运输系统的建设也提出了明确规范要求，包括建设具有智能规划、任务分配功能的辅助车辆智能调度管理系统，鼓励矿井探索应用无人驾驶相关技术等。

UWB高精度定位，助力井下车辆调度

北京广义恒鑫科技有限公司的矿用精确定位系统能够辅助矿企实现对目标人员/车辆的精确定位。系统包含矿用本安型车载定位终端、矿用本安型读卡分站、矿用本安型读卡器、人员定位标识卡等设备。

基于UWB精确定位技术，实现人车精准定位与管理、车辆实时测速与报警等功能，再融合井下交通信号灯系统，实现井下车辆调度，能够极大程度上减少人、车碰撞的安全隐患。

系统亮点—井下红绿灯

系统通过融合精确定位技术与交通信号控制，实现井下车辆自动化调度管理。

1.自动调度管理

· 根据实时车流、距离数据自主切换信号灯；

· 指挥车辆有序地进入某一区域或停留在错车平台等候，实现车辆自动调度管理；

· 支持声光报警联动；

2.远程监控与干预

· 系统实时显示所有信号灯/报警器状态及地图位置；

· 支持手动强制调灯,并且不受井下逻辑控制影响，直到解除控制；

· 红绿灯一键闭锁：一键上行（让井下的上行信号灯全部强制变为绿灯）、一键下行；

3.全场景覆盖

· 适配H型、十字、丁字、转弯等所有井下路口类型；

· 内置错车优先算法，提升巷道通行效率；

通过车辆精确定位，辅助井下信号灯控制系统，有效解决井下车辆交汇冲突，降低人为调度成本，不仅提升了井下运输效率，更是为井下职工提供了一道安全防线。

其他功能

1.报警管理功能

系统可以自动诊断车辆闯红灯、超速、遇险呼叫、车辆滞留巷道内等异常情况，并且通过地面调度中心的监控终端，以声光等报警模式给予报警提示。系统具备报警管理功能，支持综合报警查询、超时报警查询、超速报警查询。

2.车辆下井信息统计

系统可统计井下车辆位置、区段车辆情况，具备实时定位跟踪、定时定点车辆查询、井下车辆数量查询、车辆下井次数统计、下井时长统计等功能。

3.车辆轨迹查询

系统具备车辆轨迹回放功能，支持通过卡号、时间查询轨迹，回放支持播放速度选择。历史车辆行驶速度回放为平均车速，避免超速报警。

结语

北京广义恒鑫科技有限公司的矿用精确定位系统，通过融合信号灯控制系统，可以帮助矿企实现车辆精准定位、自动调度与智能信号控制，对于提升井下运输效率、降低事故风险、保障矿工生命安全具有重要意义。