安全距离实时监控系统在安全管理中的作用

摘要：我国煤矿在安全距离控制方面一直采用人工收尺的方法，由于人工收尺存在不及时、误差大等问题，造成探放水（气）安全距离控制不准，造成突

水（气），致使大量的人员伤亡和财产损失；在巷道贯通时，由于距离控制不及时，不准确，也容易因为误贯通，形成伤亡事故。安全距离监控系统，实现对距离

的24小时的不间断监控，能够准确、及时测量安全距离，并实现报警警示、强行断电，避免因为安全距离控制不严格造成的各类伤亡事故，具有很好的推广价值。

关键词：安全距离；实时监控；作用

中图分类号：T0336.1 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0120122-02

1 系统的研发背景

煤矿井下工程施工中，安全距离的控制是一个十分重要的问题，是关

系到矿工生命安全和矿井安全的重大问题。

例如，山东田陈煤矿，北一采区轨道下山掘进中，为了加快施工速

度，保障建设工期，采用分段两端对打的巷道贯通方法施工，由于两端的

施工队伍干劲都非常高涨，速度加快，但是，由于区队报告进尺不准确，

测量人员的测量工作按照固定的频率进行，造成对进尺的掌握不准，贯通

时间比预计的提前几天，在放炮时，无意识的导致贯通，酿成炸伤、炸残

区队长一人的事故。

再如，山东柴里煤矿，一皮带巷掘进时，因为掘进方向出现偏差，造

成贯通点位置偏差17米，无法贯通的事故。

再如，山东井亭矿，一巷道挡水墙质量出现问题，发生严重变形，由

于没有先进的探查手段，采用人工探查，探查时，挡水墙突然坍塌，大量

水涌出，造探查人被水冲走，并冲走水流经巷道的2人，总共造成3人死亡

的事故。

等等，这类事故每年都有多起发生。

煤矿以及其他矿山目前通用的班、日、旬、月度进尺测量，计划全部

采用人工，使用的测量工具为皮尺，效率低，误差大到几十厘米级别，距

离长时达到米级别。工人甚至有时不能及时到现场测量，经常采用按照平

均速度估算进度的方法提供数据，结果造成数据失真。因此形成安全指挥

方面的重大失误，造成灾害。

因此，施工现场需要一种能够远程控制，每时每刻自动快速测量进

尺，精度高，确保安全距离的一种实时监控系统，当安全距离出现异常

时，进行报警提示，甚至强行断电，终止作业过程。我们称这个系统为安

全指向与安全距离监控系统。

汾西矿业集团河东煤矿和北京龙德时代科技公司，根据矿山应用的实

际需求研发了安全距离监控系统，该系统为一个专门用于指向和安全距离

测量的系统，由专用软件控制现场的指向和测距激光传感器，实现对安全

距离的自动测量。

为此系统申请国家发明专利一项专利，申请并获得实用新型专利一

项。

2 主要技术的特及创新点

2.1 系统构成与基本参数

安全距离实时监控系统，包括激光指向测距仪、地面主机和用于激光

指向测距仪和地面主机之间通信的数据传输系统。现场测量的数据，通过

传输设备，被实时传输到地面主控系统，由主控系统对数据进行分析汇

总、成图。同时，主控系统可以对井下的测量设备发出指令，以此来控制

测量的时间、频率，甚至可以控制测量的方向。

系统的主要技术指标：

同时监控点数：32 64 128或者更多

测距精度：一级0.2—2.0mm，二级20-200m

通讯距离：10—20千米

测量频率：1.0秒——任意设置

2.2 系统主要功能与创新点

安全距离测量系统发明的目的就是解决安全距离测量中速度慢、精度

差、容易出错、占用人工多，等影响生产安全的，概括起来有如下功能和

特点：

自动测量安全距离，安装安全距离监控系统后，设备就可以不间断的

在无反射镜的情况下自动测量距离、并记录上传。第一次实现了测距工作

的自动化。可以提高效率10000倍以上，大大减少工占用。

实现了指向与测距一体化，安全距离测量系统中的指向与测距仪具有

传统的激光指向仪的功能和激光测距传感器的功能，实现了两者的合一，

具有集成程度高、整体性好的优点。

实现了测距的快速、实时、准确。系统可以对多个的监控地点同时进

行快速测量，每个地点的测量所用时间仅仅不到一秒钟！并且，可以随时

测量命令进行实时测量。测量精度比人工测量精度高100倍以上，为

安全决策提供了可靠的技术保障。

自动进行安全预警。安全距离和方向测量控制不准，造成灾害的形式

有：巷道贯通位置错误、或者时间错误，造成伤亡事故，误贯通透水事

故，误贯通透气事故等。采用安全距离监控系统后，做到了实时的准确测

量，确保了数据的准确可靠。同时，系统可以连接声光报警设备，设定报

警参数，当进尺到规定的标准时，系统能够自动报警提示撤离、停止掘进

等。并可以，给断电控制设备提供指令，强行切断设备电源，达到本质安

全监控，避免事故发生。

安全距离、进尺、采煤推进速度的自动汇总、自动成表、自动填绘矿

图功能。将井下测得的数据，经过传输设备传输到地面主机，由主机进行

分析汇总，生成各类安全距离和进尺报表，并可以将有关数据传输给绘图

系统，实现自动绘图。

3 安全距离监控系统在实现煤矿安全生产中的作用

3.1 安全距离监控系统在保障贯通安全方面的作用

巷道贯通施工是煤矿安全的一个很大威胁，往往因为下列因素导致贯

通安全距离测量出现重大误差，造成伤亡事故。一是，人工测量拉错尺、

读错数据；二是，工人根本就没有到现场测量，三是，根据最近几天的平

均进尺数据估算进尺；四是，施工速度的意外加快后，测量进尺的频率没

有增加。最终，造成的结果就是意外的提前贯通，造成人员直接伤亡，并

可能造成通风系统的紊乱，诱发通风、瓦斯事故。

安全距离监控系统，能够实现每秒一次的自动测量，自动分析，发现

异常自动报警。并且，在贯通距离达到设定的必须停止一个工作面施工

时，系统自动在指挥中心和现场同时报警，提示必须停止一个工作面的掘

进。以确保安全。

3.2 安全距离监控系统在保障探放水（气）安全方面的作用

探放水（气）掘进的安全距离是保障矿井安全的重要安全工程。往往

会出现施工超出距离，造成突水（气）事故，造成人员伤亡甚至淹矿井的

重大事故。

采用安全距离定位系统后，系统能够实时监控掘进进尺的，获得准确

可靠的数据，并在达到停工距离之前一定距离就提示，达到安全距离时报

警，并自动切断电源，强迫停止作业。

3.3 安全距离监控系统在保障防水（气）闸墙安全方面的作用

防水（气）墙（闸）年久了或者有压力条件下，可能产生变形，形成

破坏突水（气），等。可以测量精密距离的安全距离监控系统，能够对墙

体表面进行固定轨迹的连续精密测量，通过对不同时间的距离的测量轨迹

的对比，可以发现变形程度，从而对闸墙的安全性作出客观评价。当，变

形程度超过规定标准时，系统自动报警提示。

3.4 危险区域的远程的无接触距离测量

在火区、透水区、冒顶区等安全环境恶劣，人员不能到达的区域，需

要及时准确测量距离的变化、变形时，采用安全距离监控系统，可以达到

目的。

3.5 安全距离监控系统在准确掌握进尺、准确及时填图等基础安全保

障方面的作用

安全距离监控系统是煤矿各类进尺最准确、最及时的测量和分析工

具。采用该系统后，对于各类采煤掘进的进尺的掌握达到了及时与准确，

从而，避免了因为测量不准、甚至是测量人员的弄虚作假等造成的图纸不

准确的严重的安全隐患。对于保障基础数据的准确可靠，促进矿井安全具

有重要意义。

4 应用范围及效果情况

系统在山西河东煤矿试验应用中用于掘进进尺测量、回采退尺测量、

挡水墙变形测量，取得了如下效果：

测量速度大大加快，平时要几个小时完成的现场收尺工作，现在几秒

钟就可以完成了。汇总速度更是快速，平时汇总数据一般要3—64，时，现

在系统自动汇总，而且数据准确。

测量精度大大提高，原来采用人工、皮尺测量，误差到达分米级、米

级，现在误差为毫米级和厘米级。提高100倍以上。

确保了防水墙变形监控的及时准确高效，发现隐患及时处理。

超限报警，自动断电，实现本质安全。当安全距离超过标准时，系统

在现场和指挥中心自动报警提示，并可以自动切断供电电源，确保施工安

全，实现本质安全。

5 前景展望

该系统具有在全国煤矿和其他矿井推广的广阔前景，推广后，能够避

免巷道误贯通、误入积水区、误入老空区等由于安全距离测量不准造成的

事故，同时可以节省测量人员20000人以上，大大提高生产效率。

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