一、系統架構

金屬非金屬系統六大系統嚴格按照 GB 16423-2020、AQ 2031、AQ 2032、AQ/T 2033、AQT 2034、AQ/T 2035、 AQ 2036、AQ/T 2052、AQ/T 2053 等國家級行業標準規范進行設計。系統采用創新融合分站解決方案，從頂層系統軟件到底層 硬件設備，將監測監控系統、人員定位系統及通信聯絡系統進行了融合。系統軟件功能除核心的有毒有害氣體監測、通風安全 監測、視頻監控和地壓監測外，還可選配接入人員定位系統、車輛定位系統、通訊聯絡系統等。系統主要由系統中心站、礦用 一般型交換機、礦用一般型分站、讀卡器、傳感器、標識卡、考勤機及顯示屏等設備組成。

監測監控子系統適用于對金屬非金屬礦井下環境參數、工況參數的監測與控制，它能接入和采集各種類型的傳感器：如氧氣、 溫度、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、硫化氫、二氧化硫、煙霧、風壓、風速、開停、頂板離層、錨桿應力、鉆孔應力等傳感器。 主要功能包括有毒有害氣體監測、通風安全監測、視頻監控以及地壓監測等。

精確定位子系統以 UWB 為技術核心，專為礦井人員定位及管理提供服務，定位精度高達 30cm，實現對井下生產環節中人員、 車輛等全方位的精確定位和管理。系統通過“移動追蹤、雙向呼叫、考勤統計、限員管理、融合聯動”等服務，將行業應用與 定位技術進行深度融合，真正實現了從硬件層、平臺層、應用層的全面打通，為井下不同場景提供高精度的位置和管理服務。 通信聯絡子系統適用于對礦山井下和井上有線通信、無線通信、應急廣播并進行調度管理的專業通訊系統，該系統將通信 聯絡及應急的音頻完美融合，能夠實現在統一網絡下的 SIP 有線或無線調度、廣播、對講。

二、系統特點

系統完全滿足并高于相關國家及行業標準；

系統全數字化傳輸，傳感器全部達到 IP65 防護等級；

系統支持二維 / 三維 GIS“一張圖”綜合平臺融合直觀展示；

系統具有融合分析聯動功能，并提供大數據編輯工具；

系統采用融合分站設計，簡化系統運維、降低建設成本（基于同一套融合分站硬件設備即可構建：金屬非金屬礦山監測監 控系統、人員定位系統、通信聯絡系統（WIFI、4G））；

更高精度：對靜態定位平均誤差可控制在 30cm，準確體現井下作業人員和車輛的精確位置，為人員管理、災后救援等提 供關鍵數據；

抗干擾能力強：自主創新降噪算法，增強抗干擾能力，適應復雜的礦井環境；

定位覆蓋廣：單臺定位信號覆蓋半徑達 400m 以上，相比傳統定位，真正意義上實現礦井全區域的定位成為可能，讓管理者全面掌握井下人員及設備的活動情況；

多系統融合：融合現有監測監控、通信聯絡、車輛管理等系統，充分利用全井定位和高精度定位的特點，實現系統間的聯 動智能化應用；

矢量圖形平臺：支持解析 DXF 等矢量格式文件，在非 AutoCAD 環境構建輕量級的 GIS 平臺，設備、功能等統一采用圖元 定義，為精確定位提供地理位置信息和圖形界面支撐；

基于標準的 TCP/IP 以太網傳輸協議、SIP 初始會話協議及雙音多頻 (DTMF) 信號開發，兼容性強；

視頻監控系統、應急廣播系統及無線通訊系統相融合，實現多網合一，統一管理、統一調度；

可以與公共電話交換網（PTSN）、程控調度電話系統對接，實現有線電話、廣播音箱、手機終端之間的互聯互通。

三、系統功能

3.1監測監控系統部分功能

系統具有井下環境有毒有害氣體濃度監測、顯示、報警功能，并具有頂板壓力監測、視頻圖像監測及顯示、通風在線監測 功能；

系統具備大數據分析能力，包括但不限于地壓預警分析、井下風量解算分析與控制、區域濃度變化趨勢分析等；

系統具備融合聯動能力，支持以監測監控系統為主的多個系統融合聯動，包括人員定位系統、廣播系統、視頻監控、電力 監控等；

系統具有數據存儲和查詢功能，數據存儲時長不少于 2 年；支持以地點、名稱、類型、測點號等關鍵字為索引的查詢請求；

系統具有自診斷功能，能夠提示設備定義錯誤、模擬量標校過期提醒、設備故障報警等；

系統具有分級報警功能，可根據不同的分級報警策略設置不同的報警等級，實現分級響應；

系統具備 GIS 地圖功能，采用一張圖實現調用、展示設備數據和信息；

系統具有自動掛接功能，能夠實現傳感器類型判別、自識別、自定義；

系統具備雙機熱切功能，主機故障，備機自動投入運行時間小于 60S；

系統具有后備電源遠程管理功能，能夠監測后備電源狀態，定時自動或手動充放電維護，有效延升電池壽命。

3.2人員定位系統部分功能

系統應具有對井下人員位置進行定位、運動軌跡進行識別和記錄，對人員數量進行統計的功能；

檢測攜卡人員出 / 入井時刻、出 / 入重點區域時刻、出 / 入限制區域時等；

識別多個人員同時進入識別區域；

識別卡人員出 / 入巷道分支方向；

檢測標識卡工作狀態及每位下井人員攜卡唯一性；

攜卡人員個人基本信息，包括姓名、卡號、身份證號、職務、工種、所在部門等；

出 / 入井攜卡人員總數、攜卡人員下井工作時間及出 / 入井時刻；

重點區域攜卡人員基本信息及分布；

工作異常的攜卡人員基本信息及分布，并報警；

攜卡人員下井活動路線信息；

攜卡人員統計信息，包括工作地點、月下井次數、時間等；

按部門、區域、時間、分站（讀卡器）、人員等分類信息查詢；

各類信息儲存、顯示、統計、查詢、聲光報警、打印等功能；

讀卡器應具有數據儲存功能，當系統通訊中斷時，讀卡器存儲標識卡信息，存儲數據時間應不小于 2h；系統正常時，上 傳至地面主機；

系統具有數據備份功能。

3.3通訊聯絡系統部分功能

系統應具有終端設備之間及與控制中心之間的雙向語音通信功能；

系統應具有控制中心與終端設備之間的無阻塞通信功能；

系統應具有由終端設備向控制中心發起的緊急呼叫功能；

控制中心應具有儲存備份通信歷史記錄和查詢功能；

控制中心應具有自動或手動啟動的錄音功能；

系統應具有由控制中心發起的組呼、全呼、選呼、強拆、強插、緊呼及監聽功能；

系統應具有緊急廣播功能；

系統應具有終端設備之間及與控制中心之間的雙向視頻通話功能；

系統應具有單播、組播、選播及背景音樂播放功能。

3.4緊急避險系統

依據 GB 16423-2020 金屬非金屬礦山安全規程、AQ/T 2033-2023 金屬非金屬地下礦山緊急避險系統建設規范等要求，為了保證避難硐室內人員的生存和設備的正常運行，設置了防火防爆系統、密閉緩沖系統、氣幕噴淋系統、供氧系統、通信系統、 監測監控系統、排氣排水系統、制冷系統及附屬系統。

3.5壓風自救與供水施救

依據 GB 16423-2020 金屬非金屬礦山安全規程、AQ/T 2034-2023 金屬非金屬地下礦山壓風自救系統建設規范、AQ/T 2035-2023 金屬非金屬地下礦山供水施救系統建設規范等要求，建設完善井下壓風、供水系統，為井下提供新鮮的空氣與飲用 水源。 供水施救系統的組成：地表水池、供水管路、閥門、供水施救裝置（包括減壓閥、節流、過濾、開關等部件）等。供水施 救系統借用生產所用的供水系統，利用地表水池，通過無縫鋼管向中段供水。 壓風自救系統的組成：地表空氣壓縮機、送氣管路、閥門、汽水分離器、壓風自救裝置（包括減壓、節流、消噪聲、過濾、 開關等部件及防護袋或面罩）。在地表建空壓機站，通過低壓流體焊接鋼管向中段供風，站內空壓機能保證在 10min 內啟動， 要求配備足夠的備件，確保壓風自救系統正常使用。