弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工的應(yīng)用

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摘要：隨著我國金屬礦山經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦山工程施工越來越受到人們的重視。弱電系統(tǒng)的應(yīng)用可以為礦山工程提供一個(gè)安全、高效、便利的地下環(huán)境，保障工程的正常施工。本文介紹了弱電系統(tǒng)的構(gòu)成及各子系統(tǒng)的主要功能，研究其在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用效果，為井下安全作業(yè)帶來可靠保證。

關(guān)鍵詞：弱電系統(tǒng)；金屬礦山；工程施工；應(yīng)用研究

20世紀(jì)90年代中期，弱電系統(tǒng)開始在我國一些發(fā)達(dá)行業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用，是一種新興技術(shù)，包括結(jié)構(gòu)、設(shè)備、服務(wù)、管理、自動(dòng)化以及通信網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)，為人們提供一個(gè)便捷、高效、安逸的生活環(huán)境。金屬礦山工程施工中的智能化功能主要是由于弱電系統(tǒng)被應(yīng)用于井下環(huán)境而實(shí)現(xiàn)，其主要技術(shù)方式就是系統(tǒng)集成與綜合，從而形成了施工過程中的弱電系統(tǒng)[1]。礦山企業(yè)一般都是所在城市或地區(qū)的用電大戶，其用電情況會(huì)對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)產(chǎn)生很大影響，并時(shí)刻關(guān)系到工作人員的人身安全。弱電系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，涉及到許多技術(shù)和多門學(xué)科，將弱電系統(tǒng)應(yīng)用于金屬礦山工程施工中必須要綜合考慮各個(gè)子系統(tǒng)之間的界面與工程施工過程中機(jī)電設(shè)備的界面聯(lián)系，進(jìn)行相關(guān)的具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，在對礦山工程施工需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出合適系統(tǒng)應(yīng)用方案，并進(jìn)行可行性分析研究。

1弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用特點(diǎn)

金屬礦山工程施工質(zhì)量的好壞關(guān)系重大，和一般行業(yè)工程不同，礦山工程不允許出現(xiàn)重大失誤，不能拿礦山工程做實(shí)驗(yàn)[2]。弱電系統(tǒng)的應(yīng)用影響了礦山工程施工的正常運(yùn)行以及礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不能只有按設(shè)計(jì)圖施工的水平，要系統(tǒng)、全面的分析設(shè)計(jì)圖紙，盡量改進(jìn)設(shè)計(jì)圖紙中的缺點(diǎn)，出現(xiàn)失誤時(shí)要及時(shí)提出解決意見，對礦山企業(yè)而言是保障其經(jīng)濟(jì)利益的基礎(chǔ)，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的自身素養(yǎng)也是一種提高[3]。優(yōu)秀的礦山工程施工質(zhì)量是由高技術(shù)、高水平的施工相關(guān)工作人員完成的，因此在工程施工前需要對工作人員進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)際操作水平考核及評估，施工專業(yè)技術(shù)人員和普通工作人員的比例要合理。弱電系統(tǒng)要結(jié)合礦山工程施工的實(shí)際情況對施工組織及技術(shù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審查，必須要有優(yōu)良的質(zhì)量保障系統(tǒng)和保障施工質(zhì)量的各種技術(shù)手段，并且需要符合標(biāo)準(zhǔn)施工設(shè)計(jì)圖紙和國家相關(guān)弱電系統(tǒng)的施工及驗(yàn)收要求。在金屬礦山工程施工過程中對施工人員進(jìn)行工程的相關(guān)技術(shù)培養(yǎng)，由于礦山施工人員流動(dòng)性比較大，因此需要依據(jù)工程施工的實(shí)時(shí)進(jìn)度，分多個(gè)階段進(jìn)行培養(yǎng)，準(zhǔn)確了解相關(guān)系統(tǒng)的要求以及技術(shù)操作規(guī)定和流程。對弱電系統(tǒng)所必備的資料表格、施工標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要點(diǎn)以及總體要做到全面了解，工作人員對施工過程中所有涉及到的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)和復(fù)查，為下一步工作提供便利條件。根據(jù)金屬礦山工程施工的總體進(jìn)度，整理出弱電系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)度計(jì)劃并組織落實(shí)，工程施工過程中如果出現(xiàn)故障要按照實(shí)際情況第一時(shí)間修正及完善。要嚴(yán)格依照己經(jīng)審查合格后的弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)方案進(jìn)行施工，施工過程中如果是設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)失誤需要及時(shí)提出并交給系統(tǒng)技術(shù)人員處理，任何情況下不可以擅自變更設(shè)計(jì)圖紙。弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用控制，因涉及到的方面較多，包括電壓起動(dòng)、電流調(diào)控、電阻控制等，且設(shè)備安裝調(diào)試的單位都不同，容易發(fā)生技術(shù)不協(xié)調(diào)問題，再加上有一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身就存在或多或少的缺點(diǎn)，影響弱電系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

2弱電系統(tǒng)的構(gòu)成

弱電系統(tǒng)本身就是一項(xiàng)復(fù)雜工程，要想使優(yōu)化設(shè)計(jì)后功能齊全的弱電系統(tǒng)表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，礦山工程施工前的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)十分重要，是弱電系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行和調(diào)整的基本條件[4]。相關(guān)工作人員必須對弱電系統(tǒng)的工作環(huán)境、總體技術(shù)規(guī)范、不同子系統(tǒng)之間的聯(lián)系以及系統(tǒng)中的各種接口全面、精準(zhǔn)掌握，對礦山工程施工過程中的程序、環(huán)境、規(guī)范、調(diào)整等方面重點(diǎn)把握。在礦山工程設(shè)計(jì)時(shí)，確定弱電系統(tǒng)相關(guān)功能是合理應(yīng)用弱電系統(tǒng)的重要步驟。弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要不斷更新設(shè)備的條件，跟上現(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展步伐，保障施工的智能性。礦山工程施工中的控制室一般安裝井下智能化系統(tǒng)、安全檢測化系統(tǒng)的設(shè)備。依照相關(guān)要求，必須保持控制室周邊環(huán)境的安靜，防止有毒有害氣體、水蒸汽、粉塵進(jìn)入，遠(yuǎn)離容易放出電磁輻射干擾、易燃易爆的場所。故障控制室安裝的是報(bào)警、聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)以及故障應(yīng)急廣播等設(shè)備。其位置要在礦山井巷的首層，并建在交通方便的地點(diǎn)，出入口應(yīng)該小于20m，方便相關(guān)技術(shù)人員容易找到房間位置。衛(wèi)星接收設(shè)備間主要安裝檢測系統(tǒng)設(shè)備，其位置應(yīng)處于礦上的中心部位，需要盡可能靠近接收天線，周圍環(huán)境溫度不應(yīng)太高，保持設(shè)備間干燥，不受潮濕影響。弱電豎井是弱電系統(tǒng)線路豎向流通的重要通道，其位置和數(shù)量的選擇與礦山工程的規(guī)模有一定聯(lián)系，通常情況下弱電線路的距離是有限的，例如故障監(jiān)控設(shè)備，如果電流線路傳輸距離大于215m，就需要增加補(bǔ)償器。為了預(yù)防強(qiáng)電系統(tǒng)的電磁干擾，需要將弱電豎井與強(qiáng)電豎井分離，且不允許和電梯井、管道井共同使用一個(gè)豎井。弱電系統(tǒng)中的子系統(tǒng)一般用于安裝綜合布線，系統(tǒng)中的管理項(xiàng)目包括計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、配線架以及跳線設(shè)備等，安裝的垂直連通電纜橋架可以應(yīng)用綜合布線系統(tǒng)中的垂直布線。

3分析弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用

根據(jù)金屬礦山工程施工過程中的要求，將弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用分為通訊自動(dòng)化系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、井下自控系統(tǒng)以及安保自動(dòng)化系統(tǒng)4個(gè)子系統(tǒng)。

3.1通訊自動(dòng)化系統(tǒng)

通訊自動(dòng)化系統(tǒng)包括綜合布線系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及公共通信系統(tǒng)等[5]。礦山施工過程中的綜合布線系統(tǒng)包括井下工作區(qū)子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、測量子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、以及設(shè)備間子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)主干通常采用多模光纜，通訊語音主干采用3類大對數(shù)電纜，水平系統(tǒng)聯(lián)合采用6類非屏蔽產(chǎn)品，包括信息插座、配線架以及雙絞線等。金屬礦山工程施工過程中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息點(diǎn)共兩千左右，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在的中心網(wǎng)絡(luò)機(jī)房內(nèi)設(shè)置核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與接入層交換機(jī)。核心交換機(jī)選擇路由式，接入交換機(jī)選擇太網(wǎng)式，利用不同的光纖鏈路與核心交換機(jī)相連，保障網(wǎng)絡(luò)主干系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并增加網(wǎng)絡(luò)管理軟件及構(gòu)建硬件防火墻。公共通信系統(tǒng)主要采用全數(shù)字信息傳輸線路，該線路的配置包括輸出區(qū)域及播放設(shè)備，滿足了井下礦山施工的使用要求。

3.2信息顯示系統(tǒng)

信息顯示系統(tǒng)包括信息系統(tǒng)和電子信息查詢系統(tǒng)。信息系統(tǒng)由顯示屏、控制線路和信息制作部分構(gòu)成，主要用途是對工作人員通知信息、視頻圖像、各類公告等，是金屬礦山工程施工過程中一個(gè)重要信息平臺。電子信息查詢系統(tǒng)的功能主要以觸摸屏查詢顯示的方式，圖文并茂地展現(xiàn)金屬礦山工程施工過程中的各類動(dòng)態(tài)信息和通知。

3.3井下自控系統(tǒng)

井下自控系統(tǒng)主要控制設(shè)備包括冷熱源系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)。冷熱源系統(tǒng)利用風(fēng)冷式熱泵機(jī)組、地下供回水總管以及循環(huán)水泵等設(shè)備來監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過系統(tǒng)傳感器以及控制端的操實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警。通風(fēng)系統(tǒng)包括調(diào)控機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、送排風(fēng)機(jī)組，其控制原理和方式都需要體現(xiàn)節(jié)能。變配電系統(tǒng)主要監(jiān)控礦山工程施工中所有用電設(shè)備的電流、頻率、電壓以及功率因數(shù)等。照明系統(tǒng)是對礦山所有施工區(qū)域的照明、泛光照明進(jìn)行監(jiān)控。電梯系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對電梯運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警。排水自控系統(tǒng)包括地下水泵、施工水箱、水池、消防用水、凝結(jié)水泵、污排泵等方面。

3.4安保自動(dòng)化系統(tǒng)

安保自動(dòng)化系統(tǒng)的重要設(shè)備包括大型視頻矩陣及硬盤錄像機(jī)。在金屬礦山工程施工中整個(gè)系統(tǒng)共配置了200臺左右攝像機(jī)，主要分布在井下出入口、地面煤倉、井巷、回風(fēng)石門、行人進(jìn)風(fēng)項(xiàng)以及皮帶走廊中。利用全功能主控鍵盤有效對矩陣切換器及云臺控制器進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)發(fā)揮硬盤錄像機(jī)的圖像存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)切換與循環(huán)顯示，及時(shí)對顯示系統(tǒng)故障報(bào)警。智能卡系統(tǒng)可以作為井下施工人員考勤管理系統(tǒng)，由考勤機(jī)、管理主、指紋識別轉(zhuǎn)換器以及考勤管理軟件構(gòu)成。安保集成系統(tǒng)主要目的是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺協(xié)議整合信息傳輸監(jiān)控系統(tǒng)和紅外線安全系統(tǒng)，使其可以被同一臺計(jì)算機(jī)控制。

4結(jié)語

隨著現(xiàn)代技術(shù)智能化的快速發(fā)展，弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中占有極其重要的地位，表現(xiàn)出良好的安全性、科學(xué)性以及實(shí)用性[6]。弱電系統(tǒng)涉及到的學(xué)科和領(lǐng)域很多，將系統(tǒng)技術(shù)理論與實(shí)際礦山施工中的具體情況有效結(jié)合起來，不斷的更新技術(shù)，簡化復(fù)雜的操作步驟。金屬礦山工程施工中應(yīng)用弱電系統(tǒng)具有管線設(shè)計(jì)復(fù)雜的特點(diǎn)，施工周期相對較長，需要多方面的緊密合作，任何地方的疏漏，都會(huì)使礦山工程出現(xiàn)安全質(zhì)量隱患，甚至威脅到人們的生命。在施工過程中，嚴(yán)格依照弱電系統(tǒng)要求驗(yàn)收，規(guī)范礦山施工中的有關(guān)規(guī)章制度，加強(qiáng)相關(guān)工作人員的管理力度，采用檢驗(yàn)、測試和復(fù)查手段加強(qiáng)重點(diǎn)環(huán)節(jié)和施工步驟的控制，使弱電系統(tǒng)在礦山工程施工中達(dá)到設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)定。在合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)的前提下，制定嚴(yán)格、標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)的系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，不斷地積累經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)，與時(shí)俱進(jìn)，為我國今后的礦山工程的實(shí)施提供重要參考資料。

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作者:王鵬元 單位:武威職業(yè)學(xué)院