RFID技術在煤礦安全生產的應用

在對近期發生的幾個煤礦重大事故進行分析時，發現了幾個普遍存在的問題：地面與井下人員資訊溝通不及時； 地面人員難以及時動態掌握井下人員分佈及作業狀況，準確定位人員； 一旦發生煤礦事故，緊急救援、救災和安全救援效率低，搜救效果差。

為此，如何正確處理安全與生產、安全與效率的關係，如何準確、即時、快速履行煤礦安全監控職能，有效管理礦工，保障搶險救災、安全救援顯得尤為重要且迫切。

面對新情勢、新機會、新挑戰，對安全生產工作提出了更高的要求和期望。 因此，提升安全生產資訊化管理水平，強化以防災減災、高效搜救為主要目標的安全生產長效機制，是我國安全生產工作的必經之路。

概述

RFID技術是一種直接繼承雷達原理並從中發展出來的新型自動識別技術。 利用反射功率進行通訊奠定了RFID的理論基礎。 RFID標準化問題日益引起人們的關注。 RFID產品種類更加豐富，應用產業規模不斷擴大。 特別是沃爾瑪和美國軍方的使用極大地推動了RFID的研究和應用。

在南非，RFID技術已成功應用於礦場管理，成功解決了礦場考勤、防盜、安全等礦場管理難題。 在我國，礦區管理與電腦的整合程度主要侷限於地上部分，包括日常企業流程管理、財務管理、運輸管理等。 煤礦井下管理的核心是經驗管理。 隨著煤炭產業資訊化、網路化的發展，大多數煤礦企業在實際生產過程中基本上採用了各種煤礦管理系統，並在實際應用中發揮了重要作用。 隨著RFID技術的引進，國內煤礦也開始採用RFID技術進行管理。 如：西山礦務局、大同礦務局。

基本組成及工作原理

RFID技術是一種非接觸式自動辨識技術。 其基本原理是利用射頻訊號和空間耦合傳輸特性來實現對被辨識物體的自動辨識。 系統一般由三個部分組成，分別為電子標籤、讀寫器和應用介面。 電子標籤與讀寫器之間透過耦合元件實現射頻訊號的空間耦合。 在耦合通道中，根據時序關係實現能量傳輸和資料交換。 系統的基本模型如圖1所示。

從圖1可以看出，在RFID系統的工作過程中，資料交換總是基於能量，透過一定的定時方法來實現的。 讀寫器為電子標籤提供工作能量。 當電子標籤進入無線射頻識別場時，讀寫器發射的射頻波啟動標籤電路，相互交互，完成資料交換。

對於多個標籤同時讀取，可以先傳送閱讀器，也可以先傳送標籤。 為了實現多個標籤無衝突的同時讀取，對於讀寫器優先的方法，讀寫器首先向一批標籤發出隔離命令，使得讀寫器讀取範圍內的多個電子標籤被隔離，最後只有一個標籤處於活動狀態，與閱讀器建立無衝突的通訊鏈路。 通訊完成後，指示標籤進入物理休眠，並指定新標籤執行無衝突通訊指令。 重複此操作即可完成多個標籤的同時讀取。

對於標籤優先方法，標籤隨機且重複地傳送自己的識別ID。 不同的標籤可以在不同的時間段被讀寫器正確讀取ds，完成多個標籤的同時讀取。 對於任何電子標籤來說，它都有一個唯一的ID號碼。 無法變更標籤的此 ID 號碼。 在大多數應用中，標籤的資料屬性是透過使用後端資料庫來支援的。

通常由電子標籤和讀寫器組成的識別系統服務於應用，而應用的需求是多樣且不同的。 閱讀器和應用系統之間的介面由開發工具呼叫的標準函數表示。 其功能大致包括以下幾個方面。 應用系統根據需要向讀寫器發出設定指令和其他指令。 讀寫器向應用系統傳回其目前的配置狀態和各種指令的執行結果。

在井下人員定位管理的應用

實現對井下煤礦作業人員進出的有效識別和監控，使管理系統充分體現“人性化、資訊化、高度自動化” 實現數位化採礦的目標。 煤礦井下人員定位管理實現的基本功能包括：

①任何時候，地下或某個地方有多少人，這些人是誰？

②每個人在井下任意時刻的活動軌跡；

③查詢一名或多名人員目前實際所在位置（井下人員定位），以便調度中心能夠快速準確地透過電話聯繫人員，查詢相關人員在任意地點的到達時間和總工作時間，並系列信息，可以監督並確保重要檢測人員（如氣體探測器、溫度探測器、風探測器等）是否按時、按點進行各項數據的檢測和處理，從根本上杜絕造成的相關事故由人為因素。

計劃在地下各個隧道和人們可能經過的通道中安裝多個閱讀器。 具體數量和位置根據現場隧道的實際情況和要實現的功能要求確定，並透過通訊線路連接到地面監控中心的電腦。 進行數據交換。 同時，每個井下人員佩戴的礦燈或其他設備上都放置電子標籤。 井下人員進入井下後，只要經過或接近任何放置在隧道內的讀卡器，讀卡器就會感應到信號並立即上傳到監控中心的計算機上，計算機即可確定具體信息（如（如是誰、在哪裡、特定時間），並顯示在監控中心大螢幕或電腦顯示器上並進行備份。 管理人員還可以在大螢幕或電腦上的分佈圖上點擊井下某個位置，電腦就會統計並顯示該區域的人員情況。

同時，控制中心的計算機會根據該時段的人員進出訊息，整理出該時段每個井下人員的各種考勤報表（如：出勤率、總出勤時間、遲到、退出等）記錄、缺勤時間等）。 此外，一旦井下發生事故，根據電腦中的人員定位和分佈信息，可以立即識別事故現場的人員，然後利用探測器進一步確定事故現場人員的精確位置。現場幫助救援人員準確、快速地施救。 被困的人。 井下人員定位監測示意圖如圖2所示。

在隧道安全、考勤統計、設備管理的應用

不同等級的人員進入隧道的權限不同。 安裝在隧道出口的閱讀器可以自動識別想要通過的人。 根據後台資料庫中設定的信息，對隧道的旋轉門進行相應的控制。 當人們允許進入時，它會自動打開。 當不準人員進入時，旋轉門就會關閉。 同時，來到隧道入口的人員會自動記錄並儲存，方便查詢和產生報告。 考勤方面，顯示每個人下井的具體時間和上井的時間。 並依工種（規定滿班時間）判斷不同類別人員是否滿班，從而判斷其下礦行程是否有效。 月統計報告中對下井時間、下井次數（有效次數）等進行分類統計，以便於評估。 列印每月考勤報告、任意時段的井下統計資料及其他相關報告。 記錄礦車等重要設備的具體即時位置，計算每台礦車每天的運輸次數和進出頻率，方便管理。 設備的設定和使用原理與人員定位基本相同。

結論

RFID在礦場的應用以井下安全監管為基礎，可從人員安全管理、隧道安全管理、安全物資管理等方面進行分類應用。 利用RFID技術建立資訊收集和處理解決方案，實現資訊傳輸和共享，為企業管理提供支撐，實現井下管理資訊化、標準化、視覺化。 最大程度保證人員安全。