煤与瓦斯突出矿井应急广播系统应用研究
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摘 要：应急广播系统是煤矿安全生产的“保障线”。文章探讨了某煤矿瓦斯突出矿井应急广播系统的应用，通过对矿井以太环网的应用、对应急广播设备组别和区域的有序划分，不仅降低了设备和材料的投入，还保证矿井应急广播设备的安装位置布局合理，通过改善相应的供电及通讯线路，从而使其通讯距离及应急传播质量得到显著提高。
关键词：瓦斯突出矿井;应急广播;煤矿
中图分类号：TD77+4 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）31-0183-02
Abstract： Emergency broadcast system is the "guarantee line" of coal mine safety production. This paper discusses the application of emergency broadcasting system in a coal mine gas outburst mine. Through the application of Ethernet ring network， the orderly division of emergency broadcasting equipment groups and regions， the investment of equipment and materials is reduced. It also ensures that the installation position of mine emergency broadcasting equipment is reasonable， and the communication distance and emergency transmission quality can be significantly improved by improving the corresponding power supply and communication lines.
Keywords： gas outburst mine; emergency broadcast; coal mine
瓦斯监测治理直接关系到煤矿生产的安全性。多年来，在瓦斯治理方面投入了大量资金，许多新技术被引进应用，瓦斯管治水平得到根本提高，完善预报预测、监控监测等都达到了地面可视化。为进一步提升应对煤矿突发安全事件的能力，许多煤矿企业安装了瓦斯应急广播系统，并不断升级改进，实现了语音广播、语音报警等功能，在瓦斯管理上发挥了更加人性化和清晰化的监控作用，不但能够显著改善井下生产环境，强化信息交流，还能作为提升煤矿企业精神文化建设的重要工具[1]。在瓦斯突出矿井应用应急广播系统平台，一旦发生突发性事件需紧急撤离，地面调度指挥者能够通过此广播系统向事件现场扩音喊话发送指令，能够迅速指挥现场人员安全、有序、迅速地撤离危险作业区，同时，安全事件现场人员也可利用此系统中的任意井下终端就地对讲、喊话，向地面汇报现场状况，进而最大程度地降低了灾害影响及损失，减少了灾后救援中的次生性灾害。
1 矿井应急广播系统概况
1.1 KTK113广播通信系统概况
本文选用KTK113广播通信系统作为本矿井应急广播的应用系统。该产品的广播模式丰富，能够支持定点、定时广播、区域广播、经济广播和支持全体广播等多种模式，且功能强大，可双向对讲和监听，具有自动报警、录音及远程控制等，性能稳定，能够自动检测和修复故障，扩展性及开放性良好，并能依据需求进行系统配置[2]。
KTK113廣播通信系统由南京北路自动化系统有限责任公司研发，配套设备有KDW127/12B型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDW660/18B型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDW660/12B型矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、地面语音网关、本安型音箱，以及核心语音交换机等设备。该系统的应用优势是能够于井下各个地点播放宣传知识、新闻、音乐，改善作业环境，强化信息交流。同时，一旦发生突发事件需要紧急撤离时，地面调度员能够通过该系统向井下扩音广播喊话，发送其现场指令，及时指导作业人员安全、快速有序地撤离危险区。井下现场作业者也能在井下任意终端点向地面调度中心喊话对讲汇报井下情况。此外，KTK113应急广播通信系统在实现地面与井下对讲的同时，还能实现地面调度中心同井下任意终端点的对讲喊话及监听、井下终端点间的对讲喊话监听等。最重要的是，该系统的设备较为简单，安装应用的投入相对较小，且维护及安装较为方便。
1.2 系统构成及工作原理
该系统井上部分主要有IP语音交换机、地面语音网关、编码器、BL-8000C、广播控制台、BL-A-Z、功放、音柱、话筒等设备构成，井下部分主要有矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、矿用主（副）音箱、无线基站及矿用手机等设备构成。将其同安全监控平台构成联动能够对井下透水、火灾、瓦斯超限等安全参数及时发出报警信号。
KTK113应急广播系统不同于地面广播系统和调度电话，即直接将电话机与电缆连接就行，而是通过局域网络系统原理进行设计和构建的IP数字网络广播平台，并以此传输数据。该系统能够实现INTERNET传输，网络状况佳，音质好，能够支持8Kbps-540Kbps的音频码率自适应，支持UDP、IP、TCP网络协议及MP3格式文件，支持音频数据组播接收，能够将音频信息经数字化出来后压缩、打包、编码处理。而后对模拟音频信号进行量化、采集、编码及压缩后形成MP3格式的数字化文件，并经以太网将其传输至井下语音广播的终端，经终端D/A转换器将其转换为音频信号进行播放。
当然，在实施 KTK113应急广播系统中，不仅能够减少相应的投入，还能确保网络的稳定及畅通，但怎样依据逻辑分组或区域分组广播、全矿广播、分区域广播，怎样确保网关信号同广播终端连接的稳定性、确保网关同广播终端电源间的可靠性等则是非常重要的环节，尤其应注意系统运行中信号传输、设备供电的关键性因素。 1.3 系统特征
应急广播系统的功能及特点较为丰富，其能够在任何时间及状态下随时广播，按照需要对全部区域、单个区域或多个区域实施紧急广播，可在第一时间内传达至地面生产调度指挥中心，使救援及生产效率显著提升。该系统还能够按照煤矿企业要求播放不同内容，以及录制相应的广播内容[3]。当然，地面调度中心还可以设置多个、单个按照月度、日期、时间或季度的广播任务，达到指定时间系统会自动执行相应的设定任务，而无需人为操作。井下作业一旦发生紧急状况，应急广播系统能够直接呼叫有关人员，可同井下人员直接语音通话对讲。同时，应急广播系统还能够自动远程在线诊断检测故障，检测所用副音箱、主音箱等的工作状态，一旦发现隔爆兼本安电源箱、通信电缆等出现故障，系统会自动提示故障位置信息，为检修维护人员提供可靠信息。
2 瓦斯突出礦井应急广播系统的安装
2.1 安装方法及其相应要求
敷设信号电缆、矿用电源线、网线及光缆，电缆管道及电缆钩时必须先勘察路线，以保证缆线敷设的顺利进行。首先检测电缆是否有损伤，线芯同屏蔽绝缘层、线芯是否合格，电缆盘的完好程度，并确保电缆弯曲半径满足施工标准及行业规范要求。敷设电缆必须应用整条电缆，尽量避免接头，将其整齐地排放、固定在电缆钩内。制作电缆接头的工艺必须统一，以确保其美观整齐。巷道内的电缆必须整齐排列，且具有清楚的层次，电缆标识牌中必须有电缆起点、规格、终点和标号，标识必须清楚。设备通电之前要利用万用表对电源电缆的线芯对地电压进行测量，使其符合相关规范要求。敷设好电缆后要通过五码测试仪回环测试通道，并确认其无误后方能通电使用。敷设完网线后要利用网络测试仪对相关接头进行测试，以确认其接触是否良好。安装应急广播系统的终端及其他相关设备中，应注意严格按照安装施工图及接线图进行接线，并应用手持标签打印机将各类缆线做好标记或吊挂好缆线走向牌，尤其是在安装协议转换设备及配线架时，必须依照相应的图纸进行施工。
2.2 设备安装
应急广播系统设备的安装必须依据通用要求来施工，安装前应调整和检测设备，确保其能够正常运转，而后将其牢固地安装在固定位置或平台上，尾纤长度应不影响设备，并对其架设保护装置或措施。施工中要尽量避免逆光，室外安装过程中，如果设备较周围建筑高，则要设置避雷设施。安装和搬动广播终端时，设备内部的防护外壳不可打开。设备安装位置应选择在便于检验、调试、观察且支护牢靠的巷道中，且保证其无淋水。设备架的高度应超过300mm。缆线连接设备的密封圈要合适，依次将喇叭嘴、金属圈和密封圈穿入缆线，将缆线头放入接线腔内，使缆线护套至器壁10mm左右。
同时，在安装设备时，应尽量保证供电电源同单台终端设备间的距离在2000m范围内，供电电源同2台终端设备间的距离应在1000m范围内。安装应急广播应依据就近原则，在交换机或无线基站不远处安装，若使用网线连接交换机，则同井下交换机的距离不得超过50m，若距离交换机较远则应铺设光纤，广播终端与无线基站或交换机的走线应为串联式单线走线，12V/18V（DC）为广播电源输入，出线应为CAN1/CAN2，电源线的接线方式，采用4芯型号为MHYV1*4*7/0.52缆线串联出线。安装电源设备时，应用AC127V、AC660V为输入电源，以就近原则进行取电，比如安装在矿井地面风井、排水泵房、矿井瓦斯抽采泵房、采掘工作面、采区配电点、人车车场、绞车房、避难硐室、变电所及皮带机头等附近。
在巷道两侧分别敷设动力与监控缆线，监控缆线不应悬挂在管道上，不得遭受淋水。电缆上严禁悬挂任何物件。电缆与压风管、供水管在巷道同一侧敷设时，必须敷设在管子上方，并保持0.3m以上的距离。为了便于缆线的吊挂、维护，应急广播系统的信号传输缆线（包括光缆）以及供电电缆均敷设在风水管路对侧或其上方保持300mm以上的距离;有动力电缆的巷道，信号传输缆线（包括光缆）均敷设在动力电缆对侧或其上方保持100mm以上的距离。信号传输缆线之间的吊挂保持在50mm以上的间距，缆线必须固定在电缆钩上，以柔性材料或绑扎带悬挂临时敷设的线缆，悬挂点间距控制在3m范围内，使其具有适度驰度[4]，严禁使用铁丝吊挂缆线。
3 结束语
矿井应急广播系统可以播放音乐改善井下作业环境，使作业人员能够愉快轻松地作业，促进其工作效率的提高，为安全作业提供保障，能够降低因矿井作业调度通信系统故障所带来的安全事故隐患，一旦矿井出现灾变，应急广播系统能够即刻提供有力的报警信息，并确保通信系统的安全畅通，从而能够降低事故损失及人身伤亡，为矿井安全生产提供保障。
参考文献：
[1]王岩.煤矿应急救援中融合型应急广播系统的应用[J].现代矿业，2018，34（02）：118-122.
[2]庄严，张伟杰.监控与应急广播系统联动的实现[J].煤矿安全，2018，49（01）：126-128.
[3]顾对芳，林健，胡子豪，等.平煤八矿多网融合通信与应急广播系统研究与应用[J].中国高新技术企业，2017（11）：287-288.
[4]涂兴子，乐旭，张玉玺，等.煤矿井下局部扩播与应急广播系统融接技术的研究与应用[J].煤矿机电，2016（06）：45-48+50.
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