智能爆破监控系统

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智能爆破监控系统
爆炸引起的煤矿事故造成的死亡人数，占整个煤矿事故死亡人数的30%左右，每年因此死亡2000人左右，爆破引起的重特大事故占到了重特大事故的60%多，而且，爆破事故占的事故比重还在不断上升。其根本原因在于，技术落后，以及因为技术落后导致的管理落后、标准落后等。
按照本质安全的理念，促进爆破和爆破管理技术的进步，无疑是遏制消灭爆破事故的根本所在。智能爆破监控系统的研发和应用，实现了"不安全就不能爆破、不安全就不能生产"的"超前预防、超前控制"的本质安全的管理理念和思想，是爆破技术和爆破管理技术巨大飞跃，为从根本上遏制消灭爆破事故，为实现矿山安全形势的根本好转提供了可靠的技术保障。
一、爆破事故是矿山安全的第一杀手
研究以往历年煤矿发生的重特大事故的时候，将会发现爆炸引起的重特大事故占到了重特大事故的60%以上。而且，仅仅在煤矿爆破引起的事故造成的死亡每年达2000人左右，占到了总死亡人数的30%左右。有的省份，特别是安全形势较好的省份---例如山东省，比重更大，在重特大事故中竟然占到了80%左右。非煤矿山的爆破事故也占到了36%左右。
"爆炸"已经成为煤矿，乃至整个矿山的第一隐患!安全的"第一杀手!"
二、消灭爆破事故的对策
1、改变思维、创新观念，用"本质安全"的理念，统领爆破设施的设计制造、有关标准制定、管理方式制度的制定，从设备上、从标准上、从管理系统上、从法律上确立不安全就不能爆破的"本质安全理念"。
2、技术创新是根本，以"本质安全"的理念制造本质安全型发爆器，制造本质安全型的爆破监控系统等，并依此带动标准的改变、制度的改变。
3、修改有关爆破器材制造、使用、管理的国家标准，完善爆破管理的技术标准，淘汰旧的发爆器和爆破管理技术，积极推广新式的发爆器和爆破监控系统。
对发爆器的国家标准和有关行业标准修改，加入爆破本质安全内容，对煤矿安全规程、煤矿质量标准化标准、爆破作业规程等修改，增加爆破本质安全内容;对国家有关安全法规法律完善，增加本质安全爆破内容。等等，使爆破本质安全成为标准化、制度化、法制化。
4、完善《煤矿安全规程》，坚持安全规程中三人连锁爆破的规定。
5、细化统计报告的事故分类方法，一定要按照引起事故的原因细化事故分类，突出对事故原因的分析统计，例如特别需要将瓦斯事故分为瓦斯爆炸和煤尘爆炸，再按照更详细成因(电火花、爆破等)分类，从而能够为更针对性的管理，提供直接的决策依据。
三、本质安全型爆破监控系统的基本构成
一)监控系统的组成
本质安全型爆破监控系统由系统主机、数据接口、 避雷器、数据传输分站、发爆器定位器、智能连锁发爆器、人员识别卡、系统软件以及传输电缆、本安电源等组成。系统可以与已有安全监控系统连接，实现数据共享。
系统可连接8-32个传输分站，每个分站连接1台发爆器，每个分站可以连接8个发爆器定位器。
二)智能连锁发爆器的基本结构
新式发爆器的结构，是一个CPU控制下的综合系统，总体上由三个部分组成，一是心脏---CPU主机;二是，爆破环境监测部分，有网络电阻监测、电压检测、三人连锁监测的音频识别、安全位置监测的射频识别，以及接受瓦斯、煤尘等外部监测信息的接口等;三是，起爆部分，负责充电和起爆。从而，形成一个智能系统。通过对检测到和收集到的安全环境信号进行分析判断，符合标准后，才能起爆。
四、基本功能实现的原理与途径
1、发爆器本身电量不足，不能爆破。系统开机首先监测发爆器本身的电量，电量不足不能充电爆破。
2、爆破安全距离不够，就不能爆破。爆破安全距离的控制是通过发爆器和位置定位器综合作用实现的，使用时要在规定安全距离的位置设定一个定位器，发爆器只有收到该定位器发出的信号时，才能启动进入工作状态，否则，不工作。
3、不进行三人连锁就不能爆破。通过音频识别技术结合射频识别技术，确保三人连锁的可靠。音频识别技术，是基于每个人的音频不同这一事实完成的。系统首先需要对爆破员、班组长、瓦检员、安全员的音频信息分类录入，并对录入信息进行训练，确保系统的识别。设备工作时，依次识别瓦检员、班长、爆破员、安全员的音频信息，当发现你不是对应类别人员、或者不是设定人员时，拒绝下一步操作，从而实现闭锁目的。
4、网络电阻不合格，可能出现瞎跑，就不能爆破。这种不合格状态有三种情况:一是，数值超标，不能爆破;二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，不能爆破;三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，不能爆破。
5、瓦斯超限不能爆破，瓦斯数据的来源可以通过两种途径实现，一个是在发爆器上直接接入瓦斯传感器，由传感器控制起爆系统。另一个是，爆破监控系统直接读取安全监控系统中瓦斯数据。
6、煤尘超限不能爆破。数据获取方式同瓦斯。
7、喷雾设施没有打开就不能爆破。数据获取方式同瓦斯。
8、有人在危险区域就不能爆破。数据获取方式同瓦斯。
9、存在其他安全隐患时，就不能爆破。数据获取方式同瓦斯。通过收集安全监控系统的数据，设定其他控制条件，例如风速、风向、一氧化碳、硫化氢等，对爆破作业进行控制。
10、远程控制爆破，系统可以设定为，所有安全条件都具备后，爆破作业也必须经过指挥部下达命令才能充电起爆，这个特别适于高突矿井。
11.发爆器的定位跟踪功能，实现从发放室--井口--工作地点--发放室的全程跟踪，防止发爆器被拿到社会上使用，造成社会危害。
12.其他系统功能
系统作为一个实时的检测控制系统，井下的爆破作业过程、发爆器的流动路线等数据和信息，全部实施传输到地面指挥中心，指挥中心可以对爆破信息、爆破过程进行监控管理。同时系统通过各项信息的自动处理，实现了爆破数据查询，爆破综合信息查询，爆破参数查询，爆破数据分析，爆破责任人信息查询，报警查询，发爆器流动路线查询等直观的查询管理功能，为准确把握爆破信息，实现针对性管理，提供了可靠依据。
五、效果展望
通过技术创新实现爆破作业的本质安全，是爆破管理的最有效的方法，爆破事故的消灭，可以减少煤矿30%多的事故死亡，使全国煤矿每年少事故死亡2000人左右。可以减少60%-80%的特别重大事故，使煤矿重大特大事故大大降低!消灭了爆破事故，将从根本上扭转煤矿安全的被动局面!
参考资料：
•        1．智能连锁爆破监控系统的研究  . .中国煤炭工业网 . 2014-11-29