一、概述
综采工作面环境复杂、设备密集、作业风险高,是煤矿安全管控的核心区域。UWB矿用人员定位基站作为井下人员位置监测系统的核心前端设备,依托超宽带高精度测距技术,配合人员标识卡实现作业人员实时位置采集、轨迹跟踪、区域管控。基站随工作面动态推进灵活布设,可与红外热成像电子围栏系统融合联动,实现工作面“位置定位+视觉识别+设备闭锁”的一体化智能防护,有效解决工作面人员越界、违章滞留、设备误防护、监管盲区等问题。
二、工作面人员定位基站布设总体原则
基站安装严格遵循《煤矿井下人员位置监测系统 使用与管理规范》要求,结合综采工作面动态作业特性,坚持全域覆盖、无盲区无死角、随动适配、抗扰防尘、安全可靠的布设原则,兼顾定位精度、信号稳定性、设备安全性与后期运维便利性,全面适配工作面高粉尘、高潮湿、强震动、设备密集的恶劣工况。
三、工作面核心安装位置及布设作用
1. 工作面上下端头出入口(门禁管控点位)
在工作面进风巷、回风巷端头必经出入口各安装一台定位基站,作为工作面人员进出的核心门禁监测点位。该位置为人员进出作业面的唯一通道,信号无遮挡、监测稳定,可精准捕捉人员进出时间、人员身份、进出频次。主要用于管控工作面人员准入权限,实现无关人员禁入、作业人员考勤统计、工作面超员、超时滞留异常告警,从源头规范人员进出管理,杜绝无证上岗、擅自进入作业区域等违章行为。
2. 液压支架架间随动布设(工作面全域覆盖点位)
沿工作面倾向,每隔固定数量液压支架布设一台微型本安型定位基站,设备固定于支架顶梁、侧护板空旷无遮挡区域,随液压支架推移同步向前推进。该布设方式彻底解决传统巷道固定基站覆盖距离远、架间信号弱、动态盲区多的问题,可持续覆盖架前作业区、架间行人通道、支护作业区域,实现工作面全程连续高精度定位,保证人员在支架推移、换架、支护作业全过程无定位盲区。
3. 采煤机机身布设(高危设备动态监测点位)
在采煤机机身前后两端对称布设定位基站,跟随采煤机往复牵引移动,实时锁定采煤机精准位置、行走轨迹及动态作业范围。依托基站实时坐标数据,可动态生成采煤机高危禁入区域,匹配热成像电子围栏实现动态围栏联动,精准判别人员与采煤机的相对距离,有效防范人员靠近滚筒、机身挤压、牵引误伤等高危事故。
4. 关键高危设备区域增补布设(盲区补点位)
针对刮板输送机机头机尾、转载机、破碎机入料口、端头三角区、设备转载点等事故高发、信号易遮挡的高危区域,增补布设定位基站。用于弥补大型机械设备遮挡造成的信号弱区、盲区,强化高危区域定位精度,实现重点危险区域专人专项监测,杜绝人员误入溜槽、设备夹伤、物料冲击等安全隐患。
5. 安装工艺规范要求
所有基站安装位置需避开顶板淋水、落煤冲击、设备剧烈震动区域,远离变频器、大功率电机等强电磁干扰设备;天线朝向行人作业侧,保证信号均匀覆盖、穿透性良好;设备固定牢固、布线规整,满足井下防爆、防尘、防潮安全标准,保障长期稳定运行。
四、人员定位基站核心功能
1. 高精度实时定位与轨迹追溯
基站通过UWB超宽带技术与井下人员标识卡实时双向测距通信,高精度采集作业人员实时位置、移动速度、行走轨迹、区域停留时长。地面监控平台可实时展示工作面人员分布状态,全程记录人员作业路径,支持违章点位、作业行为、事故过程回溯分析,为安全考核、隐患追责、现场管理提供精准数据支撑。
2. 分级区域权限管控与异常告警
依托基站覆盖范围可灵活划分工作面普通作业区、高危禁入区、检修专属区域等分级管控区域。系统可自动识别人员违章行为,实现无证闯入告警、越界违章告警、区域超员告警、长时间滞留告警等多功能预警,精准管控人员违规靠近设备、滞留高危区域、跨区域作业等不安全行为。
3. 与红外热成像电子围栏融合联动(核心智能功能)
定位基站与热成像电子围栏形成互补式智能防护体系,解决单一热成像无法识别人员身份、易受设备高温热源干扰误停机的行业痛点。热成像负责画面视觉检测,识别区域内热源入侵行为;UWB基站负责人员身份、作业权限、精准位置校验。系统采用“双重逻辑判定”,仅在热成像检测到越界且UWB识别为无证、违章人员时,才触发声光报警与设备停机闭锁,大幅降低无效误停机,兼顾井下安全生产与开采效率。
4. 动态自适应防护,适配工作面推进工况
架间、采煤机机载基站随工作面设备同步前移,实时更新空间坐标与信号覆盖范围,系统可自动适配工作面动态推进工况,实时修正虚拟电子围栏边界、高危防护区域,无需人工频繁调试参数,实现防护区域自适应更新,保障连续开采过程中防护无中断、无盲区。
5. 人员统计与智能考勤管理
通过端头门禁基站精准统计工作面入井、出井人员数量及人员信息,自动完成岗位考勤、在岗人数统计、岗位人员匹配核验,杜绝脱岗、空岗、无证作业等问题,简化现场人员管控流程,实现工作面人员精细化、智能化管理。
6. 应急救援精准赋能
当井下发生水灾、火灾、设备故障等突发险情时,系统可通过基站上传的数据快速统计工作面在岗总人数、被困人员精准位置、人员分布区域,为地面调度指挥、井下应急搜救提供实时、精准的位置数据支撑,大幅提升应急救援效率,降低事故损失。
五、应用优势总结
综采工作面人员定位基站布设科学、功能全面,兼具全域定位、权限管控、智能联动、追溯管理、应急保障多重价值。通过与红外热成像电子围栏深度融合,构建了“视觉识别+位置校验+设备联动”的双重智能防护体系,有效解决了传统单一防护手段误报率高、无身份识别、盲区多、适配性差的短板,全面提升综采工作面人员安全智能化管控水平,助力矿井安全生产标准化、智能化建设。