一、 系統(tǒng)背景及意義
近年來，隨著全國煤礦產(chǎn)量的不斷提高，煤礦企業(yè)井下各種災害事故也不斷發(fā)生，且危害性大、波及范圍廣。一旦井下發(fā)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)重大險情的情況下，現(xiàn)場人員無法及時通知井下所有工作人員撤離，導致發(fā)生重大人員傷亡事故，影響安全生產(chǎn)的正常進行。
目前，國內(nèi)主要礦井在井下發(fā)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(diào)度人員通過電話撥號中的群呼或組呼方式通知現(xiàn)場人員；
2、井下無線通信系統(tǒng)完善的礦井采用手機呼叫方式通知現(xiàn)場人員；
3、安裝了人員定位系統(tǒng)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(yè)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(shù)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(fā)生何種險情以及如何撤離的問題。另外，井下巷道眾多，環(huán)境復雜，遇險人員在面對緊急事故時難以保持正常心態(tài)，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?shù)V井發(fā)生突發(fā)事故時，通過煤礦重大災害應急救援指揮系統(tǒng)，地面指揮人員可以快捷、直接、迅速地通知、全程指揮、引導現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)結構
本系統(tǒng)由應急救援專家分析子系統(tǒng)、應急救援資源管理子系統(tǒng)、避災預案管理子系統(tǒng)、應急救援仿真指揮子系統(tǒng)和應急救援輔助指揮子系統(tǒng)構成統(tǒng)一的智能化應急救援指揮系統(tǒng)；系統(tǒng)將實時可視化技術與事故監(jiān)控、指揮、救援通信、管理系統(tǒng)相結合,提供整體、集成的可視化環(huán)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(jiān)測、機電系統(tǒng)、人員分布的實時情況,并將這些數(shù)據(jù)與實際空間拓撲相關聯(lián),與生產(chǎn)作業(yè)、人員、設備設施、安全指標和其它數(shù)據(jù)信息建立全面的協(xié)作,平時用于監(jiān)控預測、防止各種安全事故的發(fā)生,而在突發(fā)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(tǒng)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(tǒng)組成，系統(tǒng)結構圖如下：
本安LED漢字顯示牌適用于煤礦井下，它可根據(jù)總線命令顯示相應內(nèi)容，可作為信號指示或信息發(fā)布裝置，該裝置安裝在井下主要行人入口處及重點區(qū)域，在發(fā)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(zhuǎn)換成電腦語音，根據(jù)總線命令播報相應內(nèi)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(qū)域和重點區(qū)域，當井下發(fā)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(shù)據(jù)接口裝置從瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)以及排水系統(tǒng)實時采集井下瓦斯?jié)舛刃畔?、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(jù)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(fā)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(fā)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(nèi)，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(fā)生火災時，可根據(jù)巷道的基本信息和煙流的生成量和風量，計算風網(wǎng)中各點的煙流濃度，并根據(jù)風速和巷道當量長度計算出煙流到達風網(wǎng)中各個節(jié)點所需時間，為井下救援提供參考。
8、瓦斯積聚分析：根據(jù)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(nèi)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(xiàn)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(zhí)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(nèi)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(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(qū)域。
12、圖形化快速指揮：當現(xiàn)有預案完全不能滿足井下突發(fā)狀況時，通過應急救援指揮系統(tǒng)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(nèi)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(fā)布上傳到服務器，使得救災人員在災害發(fā)生時，可以及時的調(diào)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(fā)生事故時,調(diào)度員根據(jù)上報的事故情況,通過該子系統(tǒng)向網(wǎng)絡中的各個應急救援機構發(fā)布事故信息,如果指揮機構的領導審批通過,調(diào)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(tǒng)中就會出現(xiàn)需要執(zhí)行的救援方案,當各個救援機構提交所執(zhí)行的救援措施之后,在系統(tǒng)界面上會顯示出執(zhí)行措施的負責人以及執(zhí)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(jù)事故的隨時變化向調(diào)度室反饋情況和意見,調(diào)度室還可以提交新的補救方案。
15、應急救援仿真指揮：實現(xiàn)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(chǎn)人員的安全培訓，強化工人的安全生產(chǎn)意識和自身素質(zhì)，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(zhàn)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(fā)生時所造成的人身傷害和財產(chǎn)損失。
16、應急救援資源管理：以樹形結構列出系統(tǒng)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(fā)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(fā)生時救援物資的合理調(diào)度，從而保證了救援過程中從人員到物資的統(tǒng)一部署。
