一、系统架构

金属非金属系统六大系统严格按照 GB 16423-2020、AQ 2031、AQ 2032、AQ/T 2033、AQT 2034、AQ/T 2035、 AQ 2036、AQ/T 2052、AQ/T 2053 等国家级行业标准规范进行设计。系统采用创新融合分站解决方案，从顶层系统软件到底层 硬件设备，将监测监控系统、人员定位系统及通信联络系统进行了融合。系统软件功能除核心的有毒有害气体监测、通风安全 监测、视频监控和地压监测外，还可选配接入人员定位系统、车辆定位系统、通讯联络系统等。系统主要由系统中心站、矿用 一般型交换机、矿用一般型分站、读卡器、传感器、标识卡、考勤机及显示屏等设备组成。

监测监控子系统适用于对金属非金属矿井下环境参数、工况参数的监测与控制，它能接入和采集各种类型的传感器：如氧气、 温度、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、烟雾、风压、风速、开停、顶板离层、锚杆应力、钻孔应力等传感器。 主要功能包括有毒有害气体监测、通风安全监测、视频监控以及地压监测等。

精确定位子系统以 UWB 为技术核心，专为矿井人员定位及管理提供服务，定位精度高达 30cm，实现对井下生产环节中人员、 车辆等全方位的精确定位和管理。系统通过“移动追踪、双向呼叫、考勤统计、限员管理、融合联动”等服务，将行业应用与 定位技术进行深度融合，真正实现了从硬件层、平台层、应用层的全面打通，为井下不同场景提供高精度的位置和管理服务。 通信联络子系统适用于对矿山井下和井上有线通信、无线通信、应急广播并进行调度管理的专业通讯系统，该系统将通信 联络及应急的音频完美融合，能够实现在统一网络下的 SIP 有线或无线调度、广播、对讲。

二、系统特点

系统完全满足并高于相关国家及行业标准；

系统全数字化传输，传感器全部达到 IP65 防护等级；

系统支持二维 / 三维 GIS“一张图”综合平台融合直观展示；

系统具有融合分析联动功能，并提供大数据编辑工具；

系统采用融合分站设计，简化系统运维、降低建设成本（基于同一套融合分站硬件设备即可构建：金属非金属矿山监测监 控系统、人员定位系统、通信联络系统（WIFI、4G））；

更高精度：对静态定位平均误差可控制在 30cm，准确体现井下作业人员和车辆的精确位置，为人员管理、灾后救援等提 供关键数据；

抗干扰能力强：自主创新降噪算法，增强抗干扰能力，适应复杂的矿井环境；

定位覆盖广：单台定位信号覆盖半径达 400m 以上，相比传统定位，真正意义上实现矿井全区域的定位成为可能，让管理者全面掌握井下人员及设备的活动情况；

多系统融合：融合现有监测监控、通信联络、车辆管理等系统，充分利用全井定位和高精度定位的特点，实现系统间的联 动智能化应用；

矢量图形平台：支持解析 DXF 等矢量格式文件，在非 AutoCAD 环境构建轻量级的 GIS 平台，设备、功能等统一采用图元 定义，为精确定位提供地理位置信息和图形界面支撑；

基于标准的 TCP/IP 以太网传输协议、SIP 初始会话协议及双音多频 (DTMF) 信号开发，兼容性强；

视频监控系统、应急广播系统及无线通讯系统相融合，实现多网合一，统一管理、统一调度；

可以与公共电话交换网（PTSN）、程控调度电话系统对接，实现有线电话、广播音箱、手机终端之间的互联互通。

三、系统功能

3.1监测监控系统部分功能

系统具有井下环境有毒有害气体浓度监测、显示、报警功能，并具有顶板压力监测、视频图像监测及显示、通风在线监测 功能；

系统具备大数据分析能力，包括但不限于地压预警分析、井下风量解算分析与控制、区域浓度变化趋势分析等；

系统具备融合联动能力，支持以监测监控系统为主的多个系统融合联动，包括人员定位系统、广播系统、视频监控、电力 监控等；

系统具有数据存储和查询功能，数据存储时长不少于 2 年；支持以地点、名称、类型、测点号等关键字为索引的查询请求；

系统具有自诊断功能，能够提示设备定义错误、模拟量标校过期提醒、设备故障报警等；

系统具有分级报警功能，可根据不同的分级报警策略设置不同的报警等级，实现分级响应；

系统具备 GIS 地图功能，采用一张图实现调用、展示设备数据和信息；

系统具有自动挂接功能，能够实现传感器类型判别、自识别、自定义；

系统具备双机热切功能，主机故障，备机自动投入运行时间小于 60S；

系统具有后备电源远程管理功能，能够监测后备电源状态，定时自动或手动充放电维护，有效延升电池寿命。

3.2人员定位系统部分功能

系统应具有对井下人员位置进行定位、运动轨迹进行识别和记录，对人员数量进行统计的功能；

检测携卡人员出 / 入井时刻、出 / 入重点区域时刻、出 / 入限制区域时等；

识别多个人员同时进入识别区域；

识别卡人员出 / 入巷道分支方向；

检测标识卡工作状态及每位下井人员携卡唯一性；

携卡人员个人基本信息，包括姓名、卡号、身份证号、职务、工种、所在部门等；

出 / 入井携卡人员总数、携卡人员下井工作时间及出 / 入井时刻；

重点区域携卡人员基本信息及分布；

工作异常的携卡人员基本信息及分布，并报警；

携卡人员下井活动路线信息；

携卡人员统计信息，包括工作地点、月下井次数、时间等；

按部门、区域、时间、分站（读卡器）、人员等分类信息查询；

各类信息储存、显示、统计、查询、声光报警、打印等功能；

读卡器应具有数据储存功能，当系统通讯中断时，读卡器存储标识卡信息，存储数据时间应不小于 2h；系统正常时，上 传至地面主机；

系统具有数据备份功能。

3.3通讯联络系统部分功能

系统应具有终端设备之间及与控制中心之间的双向语音通信功能；

系统应具有控制中心与终端设备之间的无阻塞通信功能；

系统应具有由终端设备向控制中心发起的紧急呼叫功能；

控制中心应具有储存备份通信历史记录和查询功能；

控制中心应具有自动或手动启动的录音功能；

系统应具有由控制中心发起的组呼、全呼、选呼、强拆、强插、紧呼及监听功能；

系统应具有紧急广播功能；

系统应具有终端设备之间及与控制中心之间的双向视频通话功能；

系统应具有单播、组播、选播及背景音乐播放功能。

3.4紧急避险系统

依据 GB 16423-2020 金属非金属矿山安全规程、AQ/T 2033-2023 金属非金属地下矿山紧急避险系统建设规范等要求，为了保证避难硐室内人员的生存和设备的正常运行，设置了防火防爆系统、密闭缓冲系统、气幕喷淋系统、供氧系统、通信系统、 监测监控系统、排气排水系统、制冷系统及附属系统。

3.5压风自救与供水施救

依据 GB 16423-2020 金属非金属矿山安全规程、AQ/T 2034-2023 金属非金属地下矿山压风自救系统建设规范、AQ/T 2035-2023 金属非金属地下矿山供水施救系统建设规范等要求，建设完善井下压风、供水系统，为井下提供新鲜的空气与饮用 水源。 供水施救系统的组成：地表水池、供水管路、阀门、供水施救装置（包括减压阀、节流、过滤、开关等部件）等。供水施 救系统借用生产所用的供水系统，利用地表水池，通过无缝钢管向中段供水。 压风自救系统的组成：地表空气压缩机、送气管路、阀门、汽水分离器、压风自救装置（包括减压、节流、消噪声、过滤、 开关等部件及防护袋或面罩）。在地表建空压机站，通过低压流体焊接钢管向中段供风，站内空压机能保证在 10min 内启动， 要求配备足够的备件，确保压风自救系统正常使用。