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博士畢業論文:新橋硫鐵礦人員定位系統的運行維護與管理研究

  • 發布日期:2018-03-23
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本文是一篇博士畢業論文,博士畢業論文是碩士研究生所撰寫的學術論文,具有一定的理論深度和更高的學術水平,更加強調作者思想觀點的獨創性,以及研究成果應具備更強的實用價值和更高的科學價值。共分為12大類。(以上內容來自百度百科)今天為大家推薦一篇博士畢業論文,供大家參考。
 
第1章 緒論
 
1.1 課題研究背景及意義
當今礦山開采多為井下開采,井下采場巷道多狹窄,井下工人工作環境較差,不能夠杜絕井下事故的發生。作為地表調度人員,如不能夠及時掌握井下人員的詳細信息,當有意外情況出現時,實施施救工作時就會極為不便。近幾年發生的礦山井下事故中,因不能準確知道井下事故人員的具體位置,耽誤了施救時機的事情時有發生。井下礦山的安全生產已成為社會課題,怎樣正確的處理安全、生產和經濟收益的關系,怎樣確切、及時地實施礦山安全在線監測功能,加強礦山工人的管理,確保救災,安全高效運行尤顯關鍵而緊急。根據國家安監總局關于《金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統”安裝使用和監督檢查暫行規定》的要求,新橋硫鐵礦于2013年7月完成“六大系統”建設,其中就包括了井下人員定位系統建設。該系統建成后能夠準確、實時、快速的反映礦山井下人員的實時位置、井下人數,為礦山安全生產提供了保障。但通過一年多的運行維護及管理情況發現,仍有不足之處,這也是其他礦山企業在運行維護管理中普遍存在的問題。本文整理出系統運行管理發現的一些問題,并提出解決方案,為礦山的安全生產提供支持。
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1.2 國內外研究現狀
 
1.2.1 國外概況及現狀
1991年南非 De Beer 公司的 Finsch 礦山對于鏟運機采用實踐運用的自動測位系統為定位系統研究的最早研究。該系統的原理如下:在鏟運機活動區域的重要位置點都布置一組紅外線鄰近效應探測器,當鏟運機經過某探測器附近區域時,安置于鏟運機上的紅外線發射器即向此探測器發射一條用于識別此鏟運機車的代碼,代碼隨機被傳送至控制計算機進行軟件定位。但該系統缺點較明顯,其投資費用較高,靈活性不高。澳大利亞芒特艾薩礦業公司在1995年開發運行了一種人員探測系統,該系統基于射頻識別(RFID)技術,用以監視工人是否進入危險特殊地帶。該系統運用在危險特殊地帶巷道頂板上裝置的天線,通過天線監測礦工安全帽上的微型無源信標,然后通過計算機處理統計出各位置天線所覆蓋范圍內的人員數目等信息。研究室內定位技術成為近年來研究的新課題。劍橋大學所研究的Active Badge(1992)系統為此新課題的先行者。該系統運用紅外(IR)技術,人員須佩戴定位標簽,并在特殊位置安裝接收器陣列組,接收器陣列接收來自人員定位標簽每隔十秒所發出的紅外信號,計算機接受接收器發送過來的信息進行人員位置計算。但紅外技術有很大局限性,射頻(Radio Frequency,RF)技術成為新的研究重點。華盛頓大學SpotON(2000)系統和微軟研究院的 RADAR(2000)系統等都是如今運用射頻技術進行室內定位研究的系統。為精準定位,超聲與射頻電磁波相融合的定位技術應運而生。像麻省理工學院的Cricket 室內定位系統和AT&T實驗室的Active Bats(2004)系統等。該定位技術利用標識有人員信息編碼的射頻信號和精確位置的超聲波兩種信息載體模式進行人員的精確定位。國外礦山對于以上系統的研究運用已較廣泛,效果顯著。在人員定位系統的日常運行維護及管理過程中,已形成較完善的精細化管理模式和規范的規章制度。二十世紀八十年代信息技術設施庫(ITTL)概念開始出現,在項目實施者、行業專家及相關顧問的共同努力下,該概念已然成為信息技術也包括人員定位系統維護管理服務領域最好的實踐國際標準,值得國內企業推廣運用。
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第2章 新橋硫鐵礦人員定位系統運行維護與管理概述
 
根據新橋硫鐵礦與廈門礦通科技有限公司簽訂的《人員定位系統升級改造建設承包合同》,廈門礦通科技有限公司自 2013 年 4 月份開始進入安裝礦井安全避險“六大系統”,依照合同要求完成了系統的建設。其中包括人員定位系統的建設。
 
2.1 系統概況
新橋硫鐵礦人員定位系統的建設主要由井下-180m、-230m、-270m、-300m、-330m等五個中段工作面、中段分層及地面基站的建設組成。系統建成后,井下人員考勤、定位跟蹤、報警呼救、日常管理、災后救急等功能皆可實現。井下各中段區域內下井人員的統計信息能及時準確的傳輸到地面調度中心控制計算機上,使調度人員可以隨時知曉井下人員實時分布狀況及單個人員的歷史軌跡,以便進行更合理的調度管理。
 
2.1.1 系統描述
地面信息機房內安裝光纖核心交換機及服務器等設備,利用工業環網,在各個副井馬頭門、措施井馬頭門及井下重要位置分別安裝礦用本安型讀卡分站,這樣就可實現人員定位區域的劃分,結合礦方提供的圖紙本礦需要讀卡分站共 46 臺。系統拓撲圖如圖 2-1 所示。
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2.2 系統運行維護和管理概況
自 2013 年 7 月下旬人員定位系統建成投入正常使用以后,新橋礦業有限公司的人員定位系統運行情況良好,能夠實現對人員上下井記錄的查詢登記、準確掌握井下各個區域作業人員數目的基本功能。人員定位系統的建設主要由井下-180m、-230m、-270m、-300m、-330m 等五個中段工作面、中段分層及地面基站的建設組成。合計46 臺人員定位基站設備。定位設備通過井下各中段及各分層的的工業光纖環網網絡相連接,數據集中傳輸至地面信息中心辦公大樓一樓服務器機房雙機熱備數據庫服務器上。并在副井井口安裝了一臺LED 顯示屏,滾動刷新最新井下具體的人員信息,固定顯示實時井下總人數、各主要單位部門的人員數量等信息。系統軟件運行情況良好,能夠按照建設規范要求,實現各項功能。調度管理人員可在調度中心的控制主機上查詢實時井下總人數、具體區域的人員信息、個人行動軌跡及歷史記錄等信息、能夠實時知曉井下突發情況時,人員報警信息提示,并可向井下人員發出回電、撤離及警示信息。信息管理人員可在人員定位服務器端對系統進行日常操作。包括日常人員信息管理、定位卡信息管理、定位基站設備管理、數據庫數據備份等操作。人員定位系統建成并投入使用后,新橋礦業有限公司就專門制訂了相關的管理規定,包括《井下安全避險“六大系統”運行管理部門、單位職責》及《安全避險“六大系統”規章制度》。明確了各部門單位對于人員定位系統維護管理的職責分工,以及人員定位系統維護管理相關人員的崗位責任制及操作維護保養制度等,如:人員定位系統值班人員崗位責任制、人員定位系統值班人員交接班制度、人員定位系統維護與維修人員崗位責任制、人員定位系統操作規程、人員定位系統日維修及維護管理制度及調度中心機房管理制度等相關管理制度。
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第 3 章 人員定位系統運行維護與管理存在的問題和不足........19
3.1 人員定位系統本身存在的不足....19
3.1.1 硬件系統存在的不足........19
3.1.2 軟件系統存在的不足........19
3.2 人員定位系統運行維護與管理中存在的不足..............20
第 4 章 人員定位系統運行維護管理完善對策和管理優化........23
4.1 人員定位系統更新優化 .........23
4.2 人員定位系統運行維護井下現場線纜優化.....28
4.3 人員定位系統運行維護與管理....30
4.3.1 人員定位系統運維與管理體系框架.......30
4.3.2 人員定位系統運維的組織....33
第 5 章 新橋硫鐵礦人員定位系統管理優化總結.....37
5.1 人員定位系統優化成效總結......37
5.1.1 硬件故障率降低、穩定性提高...........37
5.1.2 軟件操作便捷化、穩定性提高...........37
5.1.3 人員定位系統管理維護系統化、標準化..............38
5.1.4 維護成本大幅降低..........38
5.2 人員定位系統后期展望 .........38
 
第5章 新橋硫鐵礦人員定位系統管理優化總結
 
礦山井下人員定位系統建成后能夠準確、實時、快速的反映礦山井下人員的實時位置、井下人數,為礦山安全生產提供了保障。新橋硫鐵礦人員定位系統在初級建成并使用過程中,由于礦山井下實際情況,發現了系統軟件、硬件及整個系統運行維護管理中存在的不足及問題,并通過軟件的更新優化、硬件的更新及運行維護管理的優化處理,有效的提高了人員定位系統的運行穩定性、技術可靠性、維護便捷性,并用事實證明人員定位系統的維護管理成本大幅降低。展望未來,隨著新橋硫鐵礦露天轉井下項目的實施,井下巷道將會大幅增加,人員定位系統亦會隨之鋪開擴充建設,該公司將運用現有的人員定位系統的可擴展性,在此基礎上運用前期系統優化經驗對后期工程進行標準化的延伸建設,某種程度上講前期的優化管理亦是后期建設投入成本的節約,并使礦山人員定位系統更好的為礦山建設服務!
 
5.1 人員定位系統優化成效總結
人員定位系統定位板更新后,硬件自身故障率大幅降低,半年多來,由于定位板自身故障引起的設備不在線故障沒有發生,穩定性有所提高。人員定位系統軟件系統更新、使用 B/S 架構后,軟件直接可在礦山任意一臺聯網的電腦主機上訪問,通過不同的權限對軟件進行查看或修改操作。操作界面簡介且不失功能,操作便捷,能夠及時反應井下實際下井人員信息及人員定位系統設備信息等,系統軟件穩定性較高,半年多來,該系統運行情況良好。通過有效的對井下線纜的優化整改布放及系統管理維護執行力的科學運維管理提升,人員定位系統日常運行管理維護形成了系統化、標準化維護制度,定期井下線纜巡檢;發現故障及時處理、形成處理記錄臺帳;建立設備現場編號及庫存進出庫臺帳;建立系統維護合同臺帳;建立系統維護費用年度報表等等舉措有力的保障了人員定位系統的正常運行,為礦山安全建設保駕護航。
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結論
 
通過有效的運行維護管理優化后,該系統日常維護的費用大幅降低。系統優化前,在保證系統井下人員定位基站設備故障率小于 10%(即實時故障數目≤5)的要求下,每年的人員定位系統因井下卸礦漏斗處放炮損傷線纜及機車撞損線纜而發生的維護經費平均需10萬元。系統優化后,在保證系統井下人員定位基站設備故障率小于 2%(即實時故障數目≤1)的要求下,一年多來沒有發生因井下卸礦漏斗處放炮損傷及機車撞損而導致的線纜故障情況發生,維護費用為0,大大減少了維護成本,為礦山的降本增效做出貢獻。展望未來,隨著新橋硫鐵礦露天轉井下項目的實施,井下巷道、中段及分層將會大幅增加,人員定位系統亦會隨之按照建設標準鋪開擴充建設,該公司將運用現有的人員定位系統的可擴展性,在此基礎上運用前期系統優化經驗對后期工程進行標準化的延伸建設,某種程度上講,前期的運行維護優化管理亦是對后期建設投入建設及維護成本的節約,使礦山人員定位系統更好的為礦山安全建設服務!
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