据中国煤炭工业协会发布的《2008年全国煤炭工业统计快报》显示，2008年我国煤炭产量完成27.16亿吨，国内共爆发120起矿难，共死亡3210人，平均每生产一千万吨煤死亡11.82人！这一数目不能不说触目惊心！矿难频发，安防能为安全生产带来什么？煤矿安防建置怎样？有哪些主要应用系统？未来发展趋势如何？本期“应用面面观”将一一为您解答。

    针对煤矿事故频发的安全生产形势，国务院在2007年4月已经颁布了《生产安全事故报告和调查处理条例》，对煤矿安全生产事故的报告机制和调查处理程序做出了详细规定，明确了相关法律责任。作为补充细则，同年7月，国家安全生产监督管理总局颁布了《〈生产安全事故报告和调查处理条例〉罚款处罚暂行规定》。

    随着国家监管力度的加强，各煤矿纷纷上马相关安防系统，以求达到“防范于未然”，及时发现、阻止矿难发生的目的。那么，安防系统真能达到预期效果吗？它到底能为煤矿安全带来什么？又是如何实现的呢？

需求持续走高
    煤矿是个说大不大说小不小的领域。作为国家主要能源之一，煤矿在国家经济中的地位不言而喻，更是出现了许多因煤矿而发展起来的城市，如平顶山、河北唐山（开滦煤矿）等。然而，从安防角度来看，煤矿在以前并未被业内看好。

    究其原因，一来虽然我国煤矿众多，但仍以小矿、民营煤矿居多，出于经济利益和不愿被监管的心理，这些煤矿并不乐意安装安防系统。或者仅仅安装一些最基础最简单的系统以应付相关部门的检查，因此，总的来说，煤矿安防整体市场并不特别大。另一方面，由于煤矿的特殊环境，对产品和系统都有其特殊需求，多数情况下都采用煤矿研究机构所办企业产品和系统，留给安防企业的空间就更小了。

    然而，近两年，煤矿的安防需求有了大幅度的提升，并呈现出持续走高的趋势。“这跟国家的管理机制息息相关”，北京可视通电子技术有限公司销售部经理李昭辉如是说。随着监督力度的加大，一旦发生安全事故或爆发矿难，矿主所承担的责任和风险也越来越大。目前的责任事故多半是因为管理不到位、监督不到位或者事后救援组织不及时所造成的，而安装安防系统，完善安全机制后，便相对降低了自己的信用风险。“如果矿主严格按照安监局的要求，将应该采用的技术措施都安装到位了，所承担的责任则相对比较小，因此，他们也乐意加大这方面的投入”。

    前几年做得好的主要是国营矿，而近来民营矿的反响也相当不错。因为私营小煤矿往往是事故最为频发的矿种，这几年国家对矿难的处理非常严厉，相对大型煤矿，小煤矿对“处罚”的承受力也有限，相比之下，安防投入比事故的“善后”更划算。另外，今年第二季度开始实行的小煤矿合并政策，虽然给予了小煤矿更多的利益空间，同时责任也更大，以前可能只需要管好自己的煤矿，现在则要保证合并的每一个煤矿都不出事故，所以他们也更愿意在安全方面做好预防措施，降低风险。

    另据矿业大学王汝琳教授透露，早在十年前国家就有规定，每生产一吨煤必须留一元钱安全费，由银行代扣，现在已上升至每生产一吨煤8-10元安全费，这笔费用只能用于安全投资。根据这一数据，结合我国年产27亿吨煤，如此推算，我国用于煤矿安全投资费用将不少于270亿！综合上述原因，煤矿安防近年的需求将持续火热。

子系统众多，井下人员定位是新宠
    历来，我国重大矿难发生的直接原因主要有瓦斯爆炸、塌方/冒顶、水难、气体中毒/窒息、设备故障、火难等方面。笔者通过整合相关资料得出2008年矿难原因分布示意图（如图1）。[nextpage]

    针对这些易引起事故的原因和煤矿的特殊环境，衍生出了煤矿领域的安防系统需求。

    一般而言，煤矿安全涵括生产安全监测报警系统、视频监控管理系统、瓦斯巡检管理系统、入井人员考勤管理系统、井下人员定位系统、井下通讯系统等。不过，这些系统当中许多子系统都是与煤矿的自动化和信息化相关联的。根据《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201—2006）》的规定，安全生产检测报警系统、视频监控管理系统和井下通讯系统是必需的子系统，因此，其也成为了这几年煤矿安全系统中成长最为显著的子系统。

    浙江大华技术股份有限公司产品中心总工办主任李伟强介绍，生产安全监测报警系统及瓦斯巡检系统主要用于检测井下甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、风速、负压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停等，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等。视频监控管理系统分为井上与井下两部分，主要用于对井下车场、无人职守变电所、主排水泵房、地面工业区的要害部位、生产场地等进行实时图像监视。其中，井上监控的功能需求与其他领域相差不大，可以使用一般的监控产品，而井下监控由于环境复杂则一般要选择防爆、防潮等性能较好的产品。此外，井下通讯系统和入井人员考勤系统主要用于井下工作人员与地面生产调度人员之间的通讯和统计下井人数。

    在众多子系统中，井下人员定位系统是近来备受瞩目的系统，其主要采用RFID技术，读卡距离可达15米左右。金三立视频科技（深圳）有限公司市场总监杨伟强就其具体应用介绍道，井下人员定位系统是通过在不同的工作面设置定位器，然后每个矿工身上安装一个发射器，当矿工经过接收器所在工作面时，信号便会传至后台。如此一来，可对每个矿工的井下位置状况、出入区域进行管理，也利于对固定资产进行管理。并且，还能对保障矿工安全起到很大作用，例如，如果有矿工进入到瓦斯集中区域，系统就会自动产生报警，便于管理人员及时阻止矿工进入危险区。另外，在事故紧急救援方面，井下定位系统的作用也非常突出。煤矿在井下有许多个工作面，通常情况下，发生事故的都是一个工作面或者几个工作面，如果出现事故需要救援的话，通过该系统也能清楚地掌握该工作面内有多少矿工需要援救。据了解，当前在部分地区（如山西），人员管理系统已经被要求强制安装。从大局来看，虽然目前并不是每个煤矿都安装了该系统，但随着人们对矿工人身安全的日益重视，井下人员定位系统将受到越来越多的关注。

安防为生产安全服务
    与其他领域不同，煤矿安防更多是出于对生产安全的监控，而脱离了一般领域出于防盗或事后追踪的目的。顾名思义，所谓生产安全是指保证“生产过程”的安全，在煤矿领域，更直接的意义便是防止矿难的发生！[nextpage]

    其实，上文中所提到的子系统中，绝大多数都是在为生产安全服务，或者多少与此有关。例如，瓦斯监控主要是为及时掌握井下瓦斯浓度，预防因瓦斯浓度过高引发矿难；而井下实时监控系统也主要用于生产安全方面的数据采集和管理，一般都与煤矿综合业务管理系统相结合，如生产报表等，一旦某处发出报警信号，监控中心大屏幕随即弹出该处画面，并显示该处各项气体监测数据，根据具体情况对该区域的采煤设备、通风设备进行控制，排除险情。而在井下监控部分，设备监控是重中之重，要防止因设备运转发热造成火灾。

    除传统子系统外，一些新技术的引入更进一步保证了生产安全。在煤矿开采现场，使用传感技术，对危险源进行实时的动态数据采集，将数据结果通过网络传输到安监部、省局和办事处，安监部、省局和办事处通过远程终端软件可以对各煤炭企业的危险源进行远程实时监控，并实现自动预警。这就促使煤矿安全检查方式从单纯的外部监察，转变为企业内在素质、观念和能力的提升，实现煤炭生产本质安全。

    为了实现煤矿生产的本质安全（从源头切除事故发生的可能性，将事故降低甚至实现零事故），煤矿安防业也颇费心思。开滦集团公司信控中心自动化控制科副科长/高工程玉祥认为，对生产安全的重视在一定程度上也就是对人的安全的重视，归根结底是为了保障不出事故，没有人员伤亡。他举例说，煤矿中最多的是瓦斯，最忌火花，由于工人操作不当，以前高压开关柜有过好几个人员伤亡，安装由开滦集团自行设计制造的高压报警装置后，当发生误操作时，语音告警就会启动，从而有效防止工程人员带电进入后间隔触电。再如，矿井井巷分竖井和斜井等，当中属斜井（有直接出口通达地面的倾斜巷道）最常见，煤车在斜井中跑起来特别快，要保证人的安全就要保证行车的时候不行人，行人的时候不行车，以防矿车跑车撞到矿工。目前国外已经研究出这样一套系统，自动识别人和车，保证两者不同时出现在斜井中，国内一些大煤矿也已经开始试用，辅助生产的同时保证人身安全。

设备必须适合煤矿环境
    煤矿对安防产品的要求主要体现在井下部分。煤矿是一个高危险的工作场合，易聚集各种危险气体如甲烷、一氧化碳等，并且井下长期潮湿，环境复杂，所有采用的设备都必须具备较高的性能，适合煤矿环境。

    针对井下恶劣的环境，安防产品必须要具备良好的防爆、防高温、防尘、防水、防腐、防震、防强磁场、防雷击的性能。煤矿几乎有95%以上的地方都比较潮湿，防水等级必须达到IP67；矿用产品还要能在高温下运作，以及防腐蚀要求，以便适应潮湿、酸碱度高的环境。于此同时，山西离柳焦煤集团安全生产指挥调度中心总指挥长杜建平以实际操作经验告诉笔者，所有矿用产品都必须具备煤矿安全许可证、防爆合格证、生产商生产许可证，只有三证齐全才能下井。针对防爆安防产品，所有厂家生产的防爆监控设备都必须经过国家防爆检测检验中心——南阳防爆电器研究所的检验认证，并经过统一编号才能进入煤矿领域。

    不仅如此，为了适应井下恶劣的环境，煤矿对解决方案也有所选择。由于煤矿内坑道没有光线，且不能使用红外射灯，因此通常选用低照度摄像机；其次，坑道内只有660V和127V两种电压，需要考虑电源转换；而为了保证突发事故时，井下通讯能正常进行，井下采用了“铠装电缆”，即使指头大小的电缆也可承受吨级以上的压力。

    正是由于煤矿对安防产品的选择有诸多限制，使得真正进入这一领域的安防企业并不多见，大部分井下设备都采用煤矿研究院自己开办公司的产品，从对煤矿的了解和技术度上都更具优势。除此之外，常州裕华、常州佐安、北京普安、常州盛和、高博、强美等是比较常见的防爆监控设备和防爆线材品牌，后端的传输、存储、显示部分则更倾向于选择国际大品牌，网络如思科、华为，存储以IBM居多，大屏如东芝等。[nextpage]

    随着政府对煤矿安全生产监督力度的加大，甲方对安防系统重视程度逐步提高，投入比例也在不断增加，更多的高端产品，符合煤矿这个特殊行业的产品、技术将会得到广泛应用。

整合与联网，煤矿安防的下一步
    当前，各煤矿安防系统一般都是自成系统，并没有进行联网，给现场的监控、统一管理、事故的处理带来极大的不便。整合与联网将是煤矿安防将来最为重要的趋势。

    正如北京华纬讯电信技术有限公司副总经理张浩所说，相对于增加传统的子系统，用户对把已有系统进行整合的欲望更加强烈。随着煤矿本身经济效益的增加以及安监部门对煤矿安全的要求越来越高，安防系统也越来越复杂，如何使这些系统发挥最大的功效？莫过于整合。将所有系统整合到同一平台，实现多个系统的互联互通，有利于集中管理，特别是突发事件发生时，同一平台更方便统一调度。另一个整合方向是与煤矿业务系统的整合，较为典型的是视频监控与税务系统的整合。据金三立杨伟强介绍，这套系统主要是用于防止矿主谎报产量，偷税漏税，具体做法是在煤车经过的地方安装一台称重设备，同时辅以监控系统，将两个系统整合，将称重所得数据叠加到视频图像上直接上传至税务机关。

    联网是煤矿安防的另一个方向。随着将小煤矿合并为煤矿集团政策的出台，集中管理的需求迅速窜起，要将原本无论从地理位置还是行政管理上都毫无关联的两个或几个煤矿进行集中管理，联网是最行之有效的方法。另外，政府虽然设置有专门的部门进行矿务管理工作，但通常一个矿务局管理很多矿，而矿务局到这些煤矿之间的距离通常都比较远，少则几公里，多则上百公里，这也在一定程度上激发了联网需求。从技术层面来看，联网早已是安防的“小菜一碟”， 视频监控设备普遍具有智能化、网络化等特点，可灵活配置和扩展，在加强煤矿安全监管力度、提高煤矿安全信息化水平等方面均能发挥良好的作用。通过采用视频服务器和网络摄像机等网络视频设备，就可以构建一套数字化、网络化的视频监控系统，同时还可以方便地与现有安全监测系统如瓦斯、液压液位监测系统等有效集成，形成联动，真正做到“分散监控，集中管理”。