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

    針對(duì)煤礦事故頻發(fā)的安全生產(chǎn)形勢(shì)，國務(wù)院在2007年4月已經(jīng)頒布了《生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例》，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)事故的報(bào)告機(jī)制和調(diào)查處理程序做出了詳細(xì)規(guī)定，明確了相關(guān)法律責(zé)任。作為補(bǔ)充細(xì)則，同年7月，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布了《〈生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例〉罰款處罰暫行規(guī)定》。

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

需求持續(xù)走高
    煤礦是個(gè)說大不大說小不小的領(lǐng)域。作為國家主要能源之一，煤礦在國家經(jīng)濟(jì)中的地位不言而喻，更是出現(xiàn)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(nèi)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(jīng)濟(jì)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)。或者僅僅安裝一些最基礎(chǔ)最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)以應(yīng)付相關(guān)部門的檢查，因此，總的來說，煤礦安防整體市場(chǎng)并不特別大。另一方面，由于煤礦的特殊環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品和系統(tǒng)都有其特殊需求，多數(shù)情況下都采用煤礦研究機(jī)構(gòu)所辦企業(yè)產(chǎn)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(xiàn)出持續(xù)走高的趨勢(shì)?！斑@跟國家的管理機(jī)制息息相關(guān)”，北京可視通電子技術(shù)有限公司銷售部經(jīng)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(dān)的責(zé)任和風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。目前的責(zé)任事故多半是因?yàn)楣芾聿坏轿?、監(jiān)督不到位或者事后救援組織不及時(shí)所造成的，而安裝安防系統(tǒng)，完善安全機(jī)制后，便相對(duì)降低了自己的信用風(fēng)險(xiǎn)。“如果礦主嚴(yán)格按照安監(jiān)局的要求，將應(yīng)該采用的技術(shù)措施都安裝到位了，所承擔(dān)的責(zé)任則相對(duì)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(dāng)不錯(cuò)。因?yàn)樗綘I小煤礦往往是事故最為頻發(fā)的礦種，這幾年國家對(duì)礦難的處理非常嚴(yán)厲，相對(duì)大型煤礦，小煤礦對(duì)“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(shí)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(shí)責(zé)任也更大，以前可能只需要管好自己的煤礦，現(xiàn)在則要保證合并的每一個(gè)煤礦都不出事故，所以他們也更愿意在安全方面做好預(yù)防措施，降低風(fēng)險(xiǎn)。

    另據(jù)礦業(yè)大學(xué)王汝琳教授透露，早在十年前國家就有規(guī)定，每生產(chǎn)一噸煤必須留一元錢安全費(fèi)，由銀行代扣，現(xiàn)在已上升至每生產(chǎn)一噸煤8-10元安全費(fèi)，這筆費(fèi)用只能用于安全投資。根據(jù)這一數(shù)據(jù)，結(jié)合我國年產(chǎn)27億噸煤，如此推算，我國用于煤礦安全投資費(fèi)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(shè)備故障、火難等方面。筆者通過整合相關(guān)資料得出2008年礦難原因分布示意圖（如圖1）。[nextpage]

    針對(duì)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(lǐng)域的安防系統(tǒng)需求。

    一般而言，煤礦安全涵括生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)報(bào)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(dāng)中許多子系統(tǒng)都是與煤礦的自動(dòng)化和信息化相關(guān)聯(lián)的。根據(jù)《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求（AQ6201—2006）》的規(guī)定，安全生產(chǎn)檢測(cè)報(bào)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(zhǎng)最為顯著的子系統(tǒng)。

    浙江大華技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品中心總工辦主任李偉強(qiáng)介紹，生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及瓦斯巡檢系統(tǒng)主要用于檢測(cè)井下甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風(fēng)速、負(fù)壓、溫度、煙霧、饋電狀態(tài)、風(fēng)門狀態(tài)、風(fēng)窗狀態(tài)、風(fēng)筒狀態(tài)、局部通風(fēng)機(jī)開停、主通風(fēng)機(jī)開停等，并實(shí)現(xiàn)甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)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(duì)井下車場(chǎng)、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(chǎn)場(chǎng)地等進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像監(jiān)視。其中，井上監(jiān)控的功能需求與其他領(lǐng)域相差不大，可以使用一般的監(jiān)控產(chǎn)品，而井下監(jiān)控由于環(huán)境復(fù)雜則一般要選擇防爆、防潮等性能較好的產(chǎn)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(chǎn)調(diào)度人員之間的通訊和統(tǒng)計(jì)下井人數(shù)。

    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(shù)，讀卡距離可達(dá)15米左右。金三立視頻科技（深圳）有限公司市場(chǎng)總監(jiān)楊偉強(qiáng)就其具體應(yīng)用介紹道，井下人員定位系統(tǒng)是通過在不同的工作面設(shè)置定位器，然后每個(gè)礦工身上安裝一個(gè)發(fā)射器，當(dāng)?shù)V工經(jīng)過接收器所在工作面時(shí)，信號(hào)便會(huì)傳至后臺(tái)。如此一來，可對(duì)每個(gè)礦工的井下位置狀況、出入?yún)^(qū)域進(jìn)行管理，也利于對(duì)固定資產(chǎn)進(jìn)行管理。并且，還能對(duì)保障礦工安全起到很大作用，例如，如果有礦工進(jìn)入到瓦斯集中區(qū)域，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警，便于管理人員及時(shí)阻止礦工進(jìn)入危險(xiǎn)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(gè)工作面，通常情況下，發(fā)生事故的都是一個(gè)工作面或者幾個(gè)工作面，如果出現(xiàn)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(nèi)有多少礦工需要援救。據(jù)了解，當(dāng)前在部分地區(qū)（如山西），人員管理系統(tǒng)已經(jīng)被要求強(qiáng)制安裝。從大局來看，雖然目前并不是每個(gè)煤礦都安裝了該系統(tǒng)，但隨著人們對(duì)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(guān)注。

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

    其實(shí)，上文中所提到的子系統(tǒng)中，絕大多數(shù)都是在為生產(chǎn)安全服務(wù)，或者多少與此有關(guān)。例如，瓦斯監(jiān)控主要是為及時(shí)掌握井下瓦斯?jié)舛?，預(yù)防因瓦斯?jié)舛冗^高引發(fā)礦難；而井下實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)也主要用于生產(chǎn)安全方面的數(shù)據(jù)采集和管理，一般都與煤礦綜合業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)相結(jié)合，如生產(chǎn)報(bào)表等，一旦某處發(fā)出報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控中心大屏幕隨即彈出該處畫面，并顯示該處各項(xiàng)氣體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)具體情況對(duì)該區(qū)域的采煤設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行控制，排除險(xiǎn)情。而在井下監(jiān)控部分，設(shè)備監(jiān)控是重中之重，要防止因設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱造成火災(zāi)。

    除傳統(tǒng)子系統(tǒng)外，一些新技術(shù)的引入更進(jìn)一步保證了生產(chǎn)安全。在煤礦開采現(xiàn)場(chǎng)，使用傳感技術(shù)，對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)桨脖O(jiān)部、省局和辦事處，安監(jiān)部、省局和辦事處通過遠(yuǎn)程終端軟件可以對(duì)各煤炭企業(yè)的危險(xiǎn)源進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警。這就促使煤礦安全檢查方式從單純的外部監(jiān)察，轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)內(nèi)在素質(zhì)、觀念和能力的提升，實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)本質(zhì)安全。

    為了實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的本質(zhì)安全（從源頭切除事故發(fā)生的可能性，將事故降低甚至實(shí)現(xiàn)零事故），煤礦安防業(yè)也頗費(fèi)心思。開灤集團(tuán)公司信控中心自動(dòng)化控制科副科長(zhǎng)/高工程玉祥認(rèn)為，對(duì)生產(chǎn)安全的重視在一定程度上也就是對(duì)人的安全的重視，歸根結(jié)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(dāng)，以前高壓開關(guān)柜有過好幾個(gè)人員傷亡，安裝由開灤集團(tuán)自行設(shè)計(jì)制造的高壓報(bào)警裝置后，當(dāng)發(fā)生誤操作時(shí)，語音告警就會(huì)啟動(dòng)，從而有效防止工程人員帶電進(jìn)入后間隔觸電。再如，礦井井巷分豎井和斜井等，當(dāng)中屬斜井（有直接出口通達(dá)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(shí)候不行人，行人的時(shí)候不行車，以防礦車跑車撞到礦工。目前國外已經(jīng)研究出這樣一套系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別人和車，保證兩者不同時(shí)出現(xiàn)在斜井中，國內(nèi)一些大煤礦也已經(jīng)開始試用，輔助生產(chǎn)的同時(shí)保證人身安全。

設(shè)備必須適合煤礦環(huán)境
    煤礦對(duì)安防產(chǎn)品的要求主要體現(xiàn)在井下部分。煤礦是一個(gè)高危險(xiǎn)的工作場(chǎng)合，易聚集各種危險(xiǎn)氣體如甲烷、一氧化碳等，并且井下長(zhǎng)期潮濕，環(huán)境復(fù)雜，所有采用的設(shè)備都必須具備較高的性能，適合煤礦環(huán)境。

    針對(duì)井下惡劣的環(huán)境，安防產(chǎn)品必須要具備良好的防爆、防高溫、防塵、防水、防腐、防震、防強(qiáng)磁場(chǎng)、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(jí)必須達(dá)到IP67；礦用產(chǎn)品還要能在高溫下運(yùn)作，以及防腐蝕要求，以便適應(yīng)潮濕、酸堿度高的環(huán)境。于此同時(shí)，山西離柳焦煤集團(tuán)安全生產(chǎn)指揮調(diào)度中心總指揮長(zhǎng)杜建平以實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)告訴筆者，所有礦用產(chǎn)品都必須具備煤礦安全許可證、防爆合格證、生產(chǎn)商生產(chǎn)許可證，只有三證齊全才能下井。針對(duì)防爆安防產(chǎn)品，所有廠家生產(chǎn)的防爆監(jiān)控設(shè)備都必須經(jīng)過國家防爆檢測(cè)檢驗(yàn)中心——南陽防爆電器研究所的檢驗(yàn)認(rèn)證，并經(jīng)過統(tǒng)一編號(hào)才能進(jìn)入煤礦領(lǐng)域。

    不僅如此，為了適應(yīng)井下惡劣的環(huán)境，煤礦對(duì)解決方案也有所選擇。由于煤礦內(nèi)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(jī)；其次，坑道內(nèi)只有660V和127V兩種電壓，需要考慮電源轉(zhuǎn)換；而為了保證突發(fā)事故時(shí)，井下通訊能正常進(jìn)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(jí)以上的壓力。

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

    隨著政府對(duì)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督力度的加大，甲方對(duì)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(chǎn)品，符合煤礦這個(gè)特殊行業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

整合與聯(lián)網(wǎng)，煤礦安防的下一步
    當(dāng)前，各煤礦安防系統(tǒng)一般都是自成系統(tǒng)，并沒有進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，給現(xiàn)場(chǎng)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(wǎng)將是煤礦安防將來最為重要的趨勢(shì)。

    正如北京華緯訊電信技術(shù)有限公司副總經(jīng)理張浩所說，相對(duì)于增加傳統(tǒng)的子系統(tǒng)，用戶對(duì)把已有系統(tǒng)進(jìn)行整合的欲望更加強(qiáng)烈。隨著煤礦本身經(jīng)濟(jì)效益的增加以及安監(jiān)部門對(duì)煤礦安全的要求越來越高，安防系統(tǒng)也越來越復(fù)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(tái)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)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(shí)，同一平臺(tái)更方便統(tǒng)一調(diào)度。另一個(gè)整合方向是與煤礦業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整合，較為典型的是視頻監(jiān)控與稅務(wù)系統(tǒng)的整合。據(jù)金三立楊偉強(qiáng)介紹，這套系統(tǒng)主要是用于防止礦主謊報(bào)產(chǎn)量，偷稅漏稅，具體做法是在煤車經(jīng)過的地方安裝一臺(tái)稱重設(shè)備，同時(shí)輔以監(jiān)控系統(tǒng)，將兩個(gè)系統(tǒng)整合，將稱重所得數(shù)據(jù)疊加到視頻圖像上直接上傳至稅務(wù)機(jī)關(guān)。

    聯(lián)網(wǎng)是煤礦安防的另一個(gè)方向。隨著將小煤礦合并為煤礦集團(tuán)政策的出臺(tái)，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(guān)聯(lián)的兩個(gè)或幾個(gè)煤礦進(jìn)行集中管理，聯(lián)網(wǎng)是最行之有效的方法。另外，政府雖然設(shè)置有專門的部門進(jìn)行礦務(wù)管理工作，但通常一個(gè)礦務(wù)局管理很多礦，而礦務(wù)局到這些煤礦之間的距離通常都比較遠(yuǎn)，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(wǎng)需求。從技術(shù)層面來看，聯(lián)網(wǎng)早已是安防的“小菜一碟”， 視頻監(jiān)控設(shè)備普遍具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，可靈活配置和擴(kuò)展，在加強(qiáng)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(wù)器和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備，就可以構(gòu)建一套數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)還可以方便地與現(xiàn)有安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如瓦斯、液壓液位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等有效集成，形成聯(lián)動(dòng)，真正做到“分散監(jiān)控，集中管理”。