據中國煤炭工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2008年全國煤炭工業(yè)統(tǒng)計快報》顯示，2008年我國煤炭產量完成27.16億噸，國內共爆發(fā)120起礦難，共死亡3210人，平均每生產一千萬噸煤死亡11.82人！這一數目不能不說觸目驚心！礦難頻發(fā)，安防能為安全生產帶來什么？煤礦安防建置怎樣？有哪些主要應用系統(tǒng)？未來發(fā)展趨勢如何？本期“應用面面觀”將一一為您解答。

    針對煤礦事故頻發(fā)的安全生產形勢，國務院在2007年4月已經頒布了《生產安全事故報告和調查處理條例》，對煤礦安全生產事故的報告機制和調查處理程序做出了詳細規(guī)定，明確了相關法律責任。作為補充細則，同年7月，國家安全生產監(jiān)督管理總局頒布了《〈生產安全事故報告和調查處理條例〉罰款處罰暫行規(guī)定》。

    隨著國家監(jiān)管力度的加強，各煤礦紛紛上馬相關安防系統(tǒng)，以求達到“防范于未然”，及時發(fā)現、阻止礦難發(fā)生的目的。那么，安防系統(tǒng)真能達到預期效果嗎？它到底能為煤礦安全帶來什么？又是如何實現的呢？

需求持續(xù)走高
    煤礦是個說大不大說小不小的領域。作為國家主要能源之一，煤礦在國家經濟中的地位不言而喻，更是出現了許多因煤礦而發(fā)展起來的城市，如平頂山、河北唐山（開灤煤礦）等。然而，從安防角度來看，煤礦在以前并未被業(yè)內看好。

    究其原因，一來雖然我國煤礦眾多，但仍以小礦、民營煤礦居多，出于經濟利益和不愿被監(jiān)管的心理，這些煤礦并不樂意安裝安防系統(tǒng)?；蛘邇H僅安裝一些最基礎最簡單的系統(tǒng)以應付相關部門的檢查，因此，總的來說，煤礦安防整體市場并不特別大。另一方面，由于煤礦的特殊環(huán)境，對產品和系統(tǒng)都有其特殊需求，多數情況下都采用煤礦研究機構所辦企業(yè)產品和系統(tǒng)，留給安防企業(yè)的空間就更小了。

    然而，近兩年，煤礦的安防需求有了大幅度的提升，并呈現出持續(xù)走高的趨勢?！斑@跟國家的管理機制息息相關”，北京可視通電子技術有限公司銷售部經理李昭輝如是說。隨著監(jiān)督力度的加大，一旦發(fā)生安全事故或爆發(fā)礦難，礦主所承擔的責任和風險也越來越大。目前的責任事故多半是因為管理不到位、監(jiān)督不到位或者事后救援組織不及時所造成的，而安裝安防系統(tǒng)，完善安全機制后，便相對降低了自己的信用風險?！叭绻V主嚴格按照安監(jiān)局的要求，將應該采用的技術措施都安裝到位了，所承擔的責任則相對比較小，因此，他們也樂意加大這方面的投入”。

    前幾年做得好的主要是國營礦，而近來民營礦的反響也相當不錯。因為私營小煤礦往往是事故最為頻發(fā)的礦種，這幾年國家對礦難的處理非常嚴厲，相對大型煤礦，小煤礦對“處罰”的承受力也有限，相比之下，安防投入比事故的“善后”更劃算。另外，今年第二季度開始實行的小煤礦合并政策，雖然給予了小煤礦更多的利益空間，同時責任也更大，以前可能只需要管好自己的煤礦，現在則要保證合并的每一個煤礦都不出事故，所以他們也更愿意在安全方面做好預防措施，降低風險。

    另據礦業(yè)大學王汝琳教授透露，早在十年前國家就有規(guī)定，每生產一噸煤必須留一元錢安全費，由銀行代扣，現在已上升至每生產一噸煤8-10元安全費，這筆費用只能用于安全投資。根據這一數據，結合我國年產27億噸煤，如此推算，我國用于煤礦安全投資費用將不少于270億！綜合上述原因，煤礦安防近年的需求將持續(xù)火熱。

子系統(tǒng)眾多，井下人員定位是新寵
    歷來，我國重大礦難發(fā)生的直接原因主要有瓦斯爆炸、塌方/冒頂、水難、氣體中毒/窒息、設備故障、火難等方面。筆者通過整合相關資料得出2008年礦難原因分布示意圖（如圖1）。[nextpage]

    針對這些易引起事故的原因和煤礦的特殊環(huán)境，衍生出了煤礦領域的安防系統(tǒng)需求。

    一般而言，煤礦安全涵括生產安全監(jiān)測報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、瓦斯巡檢管理系統(tǒng)、入井人員考勤管理系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、井下通訊系統(tǒng)等。不過，這些系統(tǒng)當中許多子系統(tǒng)都是與煤礦的自動化和信息化相關聯(lián)的。根據《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求（AQ6201—2006）》的規(guī)定，安全生產檢測報警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)和井下通訊系統(tǒng)是必需的子系統(tǒng)，因此，其也成為了這幾年煤礦安全系統(tǒng)中成長最為顯著的子系統(tǒng)。

    浙江大華技術股份有限公司產品中心總工辦主任李偉強介紹，生產安全監(jiān)測報警系統(tǒng)及瓦斯巡檢系統(tǒng)主要用于檢測井下甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風門狀態(tài)、風窗狀態(tài)、風筒狀態(tài)、局部通風機開停、主通風機開停等，并實現甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等。視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)分為井上與井下兩部分，主要用于對井下車場、無人職守變電所、主排水泵房、地面工業(yè)區(qū)的要害部位、生產場地等進行實時圖像監(jiān)視。其中，井上監(jiān)控的功能需求與其他領域相差不大，可以使用一般的監(jiān)控產品，而井下監(jiān)控由于環(huán)境復雜則一般要選擇防爆、防潮等性能較好的產品。此外，井下通訊系統(tǒng)和入井人員考勤系統(tǒng)主要用于井下工作人員與地面生產調度人員之間的通訊和統(tǒng)計下井人數。

    在眾多子系統(tǒng)中，井下人員定位系統(tǒng)是近來備受矚目的系統(tǒng)，其主要采用RFID技術，讀卡距離可達15米左右。金三立視頻科技（深圳）有限公司市場總監(jiān)楊偉強就其具體應用介紹道，井下人員定位系統(tǒng)是通過在不同的工作面設置定位器，然后每個礦工身上安裝一個發(fā)射器，當礦工經過接收器所在工作面時，信號便會傳至后臺。如此一來，可對每個礦工的井下位置狀況、出入區(qū)域進行管理，也利于對固定資產進行管理。并且，還能對保障礦工安全起到很大作用，例如，如果有礦工進入到瓦斯集中區(qū)域，系統(tǒng)就會自動產生報警，便于管理人員及時阻止礦工進入危險區(qū)。另外，在事故緊急救援方面，井下定位系統(tǒng)的作用也非常突出。煤礦在井下有許多個工作面，通常情況下，發(fā)生事故的都是一個工作面或者幾個工作面，如果出現事故需要救援的話，通過該系統(tǒng)也能清楚地掌握該工作面內有多少礦工需要援救。據了解，當前在部分地區(qū)（如山西），人員管理系統(tǒng)已經被要求強制安裝。從大局來看，雖然目前并不是每個煤礦都安裝了該系統(tǒng)，但隨著人們對礦工人身安全的日益重視，井下人員定位系統(tǒng)將受到越來越多的關注。

安防為生產安全服務
    與其他領域不同，煤礦安防更多是出于對生產安全的監(jiān)控，而脫離了一般領域出于防盜或事后追蹤的目的。顧名思義，所謂生產安全是指保證“生產過程”的安全，在煤礦領域，更直接的意義便是防止礦難的發(fā)生！[nextpage]

    其實，上文中所提到的子系統(tǒng)中，絕大多數都是在為生產安全服務，或者多少與此有關。例如，瓦斯監(jiān)控主要是為及時掌握井下瓦斯?jié)舛?，預防因瓦斯?jié)舛冗^高引發(fā)礦難；而井下實時監(jiān)控系統(tǒng)也主要用于生產安全方面的數據采集和管理，一般都與煤礦綜合業(yè)務管理系統(tǒng)相結合，如生產報表等，一旦某處發(fā)出報警信號，監(jiān)控中心大屏幕隨即彈出該處畫面，并顯示該處各項氣體監(jiān)測數據，根據具體情況對該區(qū)域的采煤設備、通風設備進行控制，排除險情。而在井下監(jiān)控部分，設備監(jiān)控是重中之重，要防止因設備運轉發(fā)熱造成火災。

    除傳統(tǒng)子系統(tǒng)外，一些新技術的引入更進一步保證了生產安全。在煤礦開采現場，使用傳感技術，對危險源進行實時的動態(tài)數據采集，將數據結果通過網絡傳輸到安監(jiān)部、省局和辦事處，安監(jiān)部、省局和辦事處通過遠程終端軟件可以對各煤炭企業(yè)的危險源進行遠程實時監(jiān)控，并實現自動預警。這就促使煤礦安全檢查方式從單純的外部監(jiān)察，轉變?yōu)槠髽I(yè)內在素質、觀念和能力的提升，實現煤炭生產本質安全。

    為了實現煤礦生產的本質安全（從源頭切除事故發(fā)生的可能性，將事故降低甚至實現零事故），煤礦安防業(yè)也頗費心思。開灤集團公司信控中心自動化控制科副科長/高工程玉祥認為，對生產安全的重視在一定程度上也就是對人的安全的重視，歸根結底是為了保障不出事故，沒有人員傷亡。他舉例說，煤礦中最多的是瓦斯，最忌火花，由于工人操作不當，以前高壓開關柜有過好幾個人員傷亡，安裝由開灤集團自行設計制造的高壓報警裝置后，當發(fā)生誤操作時，語音告警就會啟動，從而有效防止工程人員帶電進入后間隔觸電。再如，礦井井巷分豎井和斜井等，當中屬斜井（有直接出口通達地面的傾斜巷道）最常見，煤車在斜井中跑起來特別快，要保證人的安全就要保證行車的時候不行人，行人的時候不行車，以防礦車跑車撞到礦工。目前國外已經研究出這樣一套系統(tǒng)，自動識別人和車，保證兩者不同時出現在斜井中，國內一些大煤礦也已經開始試用，輔助生產的同時保證人身安全。

設備必須適合煤礦環(huán)境
    煤礦對安防產品的要求主要體現在井下部分。煤礦是一個高危險的工作場合，易聚集各種危險氣體如甲烷、一氧化碳等，并且井下長期潮濕，環(huán)境復雜，所有采用的設備都必須具備較高的性能，適合煤礦環(huán)境。

    針對井下惡劣的環(huán)境，安防產品必須要具備良好的防爆、防高溫、防塵、防水、防腐、防震、防強磁場、防雷擊的性能。煤礦幾乎有95%以上的地方都比較潮濕，防水等級必須達到IP67；礦用產品還要能在高溫下運作，以及防腐蝕要求，以便適應潮濕、酸堿度高的環(huán)境。于此同時，山西離柳焦煤集團安全生產指揮調度中心總指揮長杜建平以實際操作經驗告訴筆者，所有礦用產品都必須具備煤礦安全許可證、防爆合格證、生產商生產許可證，只有三證齊全才能下井。針對防爆安防產品，所有廠家生產的防爆監(jiān)控設備都必須經過國家防爆檢測檢驗中心——南陽防爆電器研究所的檢驗認證，并經過統(tǒng)一編號才能進入煤礦領域。

    不僅如此，為了適應井下惡劣的環(huán)境，煤礦對解決方案也有所選擇。由于煤礦內坑道沒有光線，且不能使用紅外射燈，因此通常選用低照度攝像機；其次，坑道內只有660V和127V兩種電壓，需要考慮電源轉換；而為了保證突發(fā)事故時，井下通訊能正常進行，井下采用了“鎧裝電纜”，即使指頭大小的電纜也可承受噸級以上的壓力。

    正是由于煤礦對安防產品的選擇有諸多限制，使得真正進入這一領域的安防企業(yè)并不多見，大部分井下設備都采用煤礦研究院自己開辦公司的產品，從對煤礦的了解和技術度上都更具優(yōu)勢。除此之外，常州裕華、常州佐安、北京普安、常州盛和、高博、強美等是比較常見的防爆監(jiān)控設備和防爆線材品牌，后端的傳輸、存儲、顯示部分則更傾向于選擇國際大品牌，網絡如思科、華為，存儲以IBM居多，大屏如東芝等。[nextpage]

    隨著政府對煤礦安全生產監(jiān)督力度的加大，甲方對安防系統(tǒng)重視程度逐步提高，投入比例也在不斷增加，更多的高端產品，符合煤礦這個特殊行業(yè)的產品、技術將會得到廣泛應用。

整合與聯(lián)網，煤礦安防的下一步
    當前，各煤礦安防系統(tǒng)一般都是自成系統(tǒng)，并沒有進行聯(lián)網，給現場的監(jiān)控、統(tǒng)一管理、事故的處理帶來極大的不便。整合與聯(lián)網將是煤礦安防將來最為重要的趨勢。

    正如北京華緯訊電信技術有限公司副總經理張浩所說，相對于增加傳統(tǒng)的子系統(tǒng)，用戶對把已有系統(tǒng)進行整合的欲望更加強烈。隨著煤礦本身經濟效益的增加以及安監(jiān)部門對煤礦安全的要求越來越高，安防系統(tǒng)也越來越復雜，如何使這些系統(tǒng)發(fā)揮最大的功效？莫過于整合。將所有系統(tǒng)整合到同一平臺，實現多個系統(tǒng)的互聯(lián)互通，有利于集中管理，特別是突發(fā)事件發(fā)生時，同一平臺更方便統(tǒng)一調度。另一個整合方向是與煤礦業(yè)務系統(tǒng)的整合，較為典型的是視頻監(jiān)控與稅務系統(tǒng)的整合。據金三立楊偉強介紹，這套系統(tǒng)主要是用于防止礦主謊報產量，偷稅漏稅，具體做法是在煤車經過的地方安裝一臺稱重設備，同時輔以監(jiān)控系統(tǒng)，將兩個系統(tǒng)整合，將稱重所得數據疊加到視頻圖像上直接上傳至稅務機關。

    聯(lián)網是煤礦安防的另一個方向。隨著將小煤礦合并為煤礦集團政策的出臺，集中管理的需求迅速竄起，要將原本無論從地理位置還是行政管理上都毫無關聯(lián)的兩個或幾個煤礦進行集中管理，聯(lián)網是最行之有效的方法。另外，政府雖然設置有專門的部門進行礦務管理工作，但通常一個礦務局管理很多礦，而礦務局到這些煤礦之間的距離通常都比較遠，少則幾公里，多則上百公里，這也在一定程度上激發(fā)了聯(lián)網需求。從技術層面來看，聯(lián)網早已是安防的“小菜一碟”， 視頻監(jiān)控設備普遍具有智能化、網絡化等特點，可靈活配置和擴展，在加強煤礦安全監(jiān)管力度、提高煤礦安全信息化水平等方面均能發(fā)揮良好的作用。通過采用視頻服務器和網絡攝像機等網絡視頻設備，就可以構建一套數字化、網絡化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時還可以方便地與現有安全監(jiān)測系統(tǒng)如瓦斯、液壓液位監(jiān)測系統(tǒng)等有效集成，形成聯(lián)動，真正做到“分散監(jiān)控，集中管理”。