紫百合佛罗伦萨

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煤礦重大事故應急救援指揮系統

一、 系統背景及意義
  近年來,隨著全國煤礦產量的不斷提高,煤礦企業井下各種災害事故也不斷發生,且危害性大、波及范圍廣。一旦井下發生危險,如果能夠采取及時正確的撤離、搶救處理措施,可最大限度地減少災害影響,減少人員、財產損失。反之,如果搶救不及時,貽誤時機,會使損失或傷亡事故擴大。特別是在發現重大險情的情況下,現場人員無法及時通知井下所有工作人員撤離,導致發生重大人員傷亡事故,影響安全生產的正常進行。
  目前,國內主要礦井在井下發生瓦斯突出、透水、火災等重大險情,需要人員緊急撤離的情況下,多采用以下幾種方式通知人員撤離和有效避險:

1、地面調度人員通過電話撥號中的群呼或組呼方式通知現場人員;

2、井下無線通信系統完善的礦井采用手機呼叫方式通知現場人員;

3、安裝了人員定位系統的礦井采用緊急呼叫通知井下人員

  但是,以上3種方式的避災引導均存在不足。首先,由于礦山企業特點,不可能井下每名員工附近都有固定電話或人手一部移動通訊工具,即使無線通信比較完善的礦井也存在緊急情況下因為信道數量的限制而只有少部分人同時通話的問題;人員定位中的呼叫功能也存在著被呼叫人員不知道井下發生何種險情以及如何撤離的問題。另外,井下巷道眾多,環境復雜,遇險人員在面對緊急事故時難以保持正常心態,從而使得地面指揮中心無法對井下遇險人員進行準確迅速的指揮和引導。這些問題在很大程度上影響了救災指揮的效果和效率。
  當礦井發生突發事故時,通過煤礦重大災害應急救援指揮系統,地面指揮人員可以快捷、直接、迅速地通知、全程指揮、引導現場所有受威脅人員安全疏散、撤離,有效地減小了緊急情況時由于井下通信不暢而造成的安全隱患,為礦井安全生產提供了有力保障,對提高礦井救災指揮的效率具有重要意義。
二、系統結構
  本系統由應急救援專家分析子系統、應急救援資源管理子系統、避災預案管理子系統、應急救援仿真指揮子系統和應急救援輔助指揮子系統構成統一的智能化應急救援指揮系統;系統將實時可視化技術與事故監控、指揮、救援通信、管理系統相結合,提供整體、集成的可視化環境,為救援管理部門提供一個進行自動化實時信息查詢、輔助決策的基礎工具。它可以幫助指揮人員分析井下巷道、通風排水、瓦斯監測、機電系統、人員分布的實時情況,并將這些數據與實際空間拓撲相關聯,與生產作業、人員、設備設施、安全指標和其它數據信息建立全面的協作,平時用于監控預測、防止各種安全事故的發生,而在突發安全事故時,能大大提高救援機構對安全事故的反應速度并提供全面的救援決策支持。
  系統主要由本安LED信號牌、本安LED漢字顯示牌、通信信號裝置以及應急救援指揮專家系統組成,系統結構圖如下:

  逃生指示牌適用于煤礦井下,它可根據總線命令顯示相應的逃生方向(紅綠箭頭)指示并發出聲光報警。指示牌安裝于井下各個重要巷道口,在發生緊急狀況時通過各個路口的指示牌聯動指示以及聲光報警來提醒危險區域人員向安全區域快速撤離。
  本安LED漢字顯示牌適用于煤礦井下,它可根據總線命令顯示相應內容,可作為信號指示或信息發布裝置,該裝置安裝在井下主要行人入口處及重點區域,在發生緊急狀況時可以用文字方式顯示預設信息或通過地面實時輸入信息來指揮人員有效撤離,并幫助井下人員及時了解事故的進展,擺脫恐慌心理,快速、有序撤離。
  逃生播報裝置可將任意文本信息轉換成電腦語音,根據總線命令播報相應內容,也可以單獨用作語音報警器或者廣播終端。裝置安裝在井下各人員集中區域和重點區域,當井下發生緊急狀況時可以播報預先設定好的撤離報警信息或者實時播報地面輸入的信息,有效提醒周邊人員撤離。
三、主要功能
  1、事故信息實時采集:通過各數據接口裝置從瓦斯監測系統、人員定位系統、供電監控系統以及排水系統實時采集井下瓦斯濃度信息、人員分布信息、井下供電信息、排水信息以及主扇運行信息等。
  2、災害分析:根據采集到的綜合信息,對災害危險源進行辨識、分析。
  3、避災路線分析:綜合分析災害信息,分析并列出可以用來避災的路線,并按照避災路線遠程啟動避災預案,引導井下人員按照避災路線逃生。
  4、救災路線分析:針對不同的事故以及事故發生時的各種信息,分析并列出可以進入災害地點進行救護的路線,為救護隊員提供路線參考。
  5、處理措施分析:針對不同的事故以及事故發生時的各種信息,提供相應的救災計劃。
  6、災害氣體爆炸分析:計算混合氣體的爆炸上、下限,如果多種可燃氣體的濃度之和在計算的混合氣體爆炸界限范圍之內,則該混合氣體具有爆炸性。當救災時充入惰性氣體后,可計算出惰性氣體混入后混合氣體的失爆點,從而判斷出混合氣體有無爆炸性。
  7、煙流蔓延分析:當井下發生火災時,可根據巷道的基本信息和煙流的生成量和風量,計算風網中各點的煙流濃度,并根據風速和巷道當量長度計算出煙流到達風網中各個節點所需時間,為井下救援提供參考。
  8、瓦斯積聚分析:根據正常時期瓦斯涌出量,計算停風時瓦斯積聚量。
  9、應急救援專家知識庫:專家知識庫涵蓋國內煤礦重大災害事故案例以及處理方法,為救災決策提供案例參考和救災方法指導。知識庫涵蓋主要災害的處理方法,如:瓦斯、煤塵爆炸事故分類及其處理方法、礦井明火火災事故的處理方法、煤與瓦斯突出事故的處理方法、礦井突水事故的處理原則及方法等。
  10、避災預案管理:實現各種避災預案的定義(即添加)、刪除、修改等操作,避災預案的定義即按照特定的預案定義某些設備執行特定的動作,如定義各逃生指示牌的逃生方向指示、聲光報警;定義各LED顯示牌顯示什么信息;各逃生播報裝置播報什么內容等,從而達到真正意義上的在遇到特定緊急情況時應急救援指揮系統能夠控制井下各種設備為井下人員提供提示和引導信息。
  11、一鍵啟動預案:實現快速啟動避災預案,當遇緊急事故時(如瓦斯突出),指揮人員可以從應急救援指揮系統選擇"瓦斯突出,安全避險路線"預案,一鍵啟動,控制井下各個應急救援指揮設備投入到特定工作,引導井下人員快速撤離危險區域。
  12、圖形化快速指揮:當現有預案完全不能滿足井下突發狀況時,通過應急救援指揮系統里的圖形化界面,對逃生播報裝置和LED漢字顯示牌可以直接輸入需要播報和顯示的內容;對逃生指示牌可以用鼠標直接在圖形界面上控制指示牌上的逃生路線指示,繪制安全有效的避災路線,引導井下人員快速撤離。
  13、專用圖紙管理:對應急救援中可能用到的圖紙進行管理。可由管理員對圖紙按照災害類型和地點進行分類,并發布上傳到服務器,使得救災人員在災害發生時,可以及時的調閱圖紙,為救援指揮提供參考。
  14、應急救援輔助指揮:當井下發生事故時,調度員根據上報的事故情況,通過該子系統向網絡中的各個應急救援機構發布事故信息,如果指揮機構的領導審批通過,調度室立即啟動事故應急預案,在各個應急救援機構的子系統中就會出現需要執行的救援方案,當各個救援機構提交所執行的救援措施之后,在系統界面上會顯示出執行措施的負責人以及執行時間和間隔時間。在救援方案啟動以后,各個救援機構也可以根據事故的隨時變化向調度室反饋情況和意見,調度室還可以提交新的補救方案。
  15、應急救援仿真指揮:實現事故預案模擬演習功能,通過事故預案模擬演習能夠加強煤礦的安全管理和生產人員的安全培訓,強化工人的安全生產意識和自身素質,提高對安全隱患的應急處理能力;同時有助于檢驗預案編寫的可行性和合理性,以便對預案進行修改,使得預案更加完善、全面;還有助于提高指揮員在實戰中決策能力,提高應急救援反應、逃生的能力,從而減少和降低事故發生時所造成的人身傷害和財產損失。
  16、應急救援資源管理:以樹形結構列出系統所涉及到的應急人員、救援機構、救援物資、以及救護裝備等信息,當發生煤礦事故時,可以方便的查到救援所需的資源。通過對各種資源的管理,可以提高人員對事故的應急響應能力,有力地保障煤礦事故發生時救援物資的合理調度,從而保證了救援過程中從人員到物資的統一部署。

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