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90年代中期，弱電系統(tǒng)開始在我國一些發(fā)達行業(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、自動化以及通信網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)，為人們提供一個便捷、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，其用電情況會對當?shù)仉娋W(wǎng)產(chǎn)生很大影響，并時刻關(guān)系到工作人員的人身安全。弱電系統(tǒng)是一項復(fù)雜的工程，涉及到許多技術(shù)和多門學科，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子系統(tǒng)之間的界面與工程施工過程中機電設(shè)備的界面聯(lián)系，進行相關(guān)的具體系統(tǒng)設(shè)計方案，在對礦山工程施工需求進行分析的基礎(chǔ)上提出合適系統(tǒng)應(yīng)用方案，并進行可行性分析研究。

1弱電系統(tǒng)在金屬礦山工程施工中的應(yīng)用特點

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驗[2]。弱電系統(tǒng)的應(yīng)用影響了礦山工程施工的正常運行以及礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益，系統(tǒng)設(shè)計師不能只有按設(shè)計圖施工的水平，要系統(tǒng)、全面的分析設(shè)計圖紙，盡量改進設(shè)計圖紙中的缺點，出現(xiàn)失誤時要及時提出解決意見，對礦山企業(yè)而言是保障其經(jīng)濟利益的基礎(chǔ)，對系統(tǒng)設(shè)計師的自身素養(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行嚴格的實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際情況對施工組織及技術(shù)設(shè)計方案進行嚴格審查，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，并且需要符合標準施工設(shè)計圖紙和國家相關(guān)弱電系統(tǒng)的施工及驗收要求。在金屬礦山工程施工過程中對施工人員進行工程的相關(guān)技術(shù)培養(yǎng)，由于礦山施工人員流動性比較大，因此需要依據(jù)工程施工的實時進度，分多個階段進行培養(yǎng)，準確了解相關(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、施工標準、技術(shù)要點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)備進行檢驗和復(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度，整理出弱電系統(tǒng)應(yīng)用進度計劃并組織落實，工程施工過程中如果出現(xiàn)故障要按照實際情況第一時間修正及完善。要嚴格依照己經(jīng)審查合格后的弱電系統(tǒng)設(shè)計圖紙及相關(guān)技術(shù)方案進行施工，施工過程中如果是設(shè)計圖紙出現(xiàn)失誤需要及時提出并交給系統(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、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)計本身就存在或多或少的缺點，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)本身就是一項復(fù)雜工程，要想使優(yōu)化設(shè)計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)計環(huán)節(jié)十分重要，是弱電系統(tǒng)設(shè)備運行和調(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)整等方面重點把握。在礦山工程設(shè)計時，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、粉塵進入，遠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警、聯(lián)動系統(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，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，就需要增加補償器。為了預(yù)防強電系統(tǒng)的電磁干擾，需要將弱電豎井與強電豎井分離，且不允許和電梯井、管道井共同使用一個豎井。弱電系統(tǒng)中的子系統(tǒng)一般用于安裝綜合布線，系統(tǒng)中的管理項目包括計算機聯(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)用分為通訊自動化系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、井下自控系統(tǒng)以及安保自動化系統(tǒng)4個子系統(tǒng)。

3.1通訊自動化系統(tǒng)

通訊自動化系統(tǒng)包括綜合布線系統(tǒng)、計算機網(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)信息點共兩千左右，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所在的中心網(wǎng)絡(luò)機房內(nèi)設(shè)置核心網(wǎng)絡(luò)交換機與接入層交換機。核心交換機選擇路由式，接入交換機選擇太網(wǎng)式，利用不同的光纖鏈路與核心交換機相連，保障網(wǎng)絡(luò)主干系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，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)利用風冷式熱泵機組、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)的運行狀態(tài)。通過系統(tǒng)傳感器以及控制端的操實現(xiàn)故障報警。通風系統(tǒng)包括調(diào)控機組、新風機組、送排風機組，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、泛光照明進行監(jiān)控。電梯系統(tǒng)主要負責對電梯運行狀態(tài)進行監(jiān)控，出現(xiàn)故障及時報警。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安保自動化系統(tǒng)

安保自動化系統(tǒng)的重要設(shè)備包括大型視頻矩陣及硬盤錄像機。在金屬礦山工程施工中整個系統(tǒng)共配置了200臺左右攝像機，主要分布在井下出入口、地面煤倉、井巷、回風石門、行人進風項以及皮帶走廊中。利用全功能主控鍵盤有效對矩陣切換器及云臺控制器進行監(jiān)控，同時發(fā)揮硬盤錄像機的圖像存儲功能，實現(xiàn)切換與循環(huán)顯示，及時對顯示系統(tǒng)故障報警。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、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算機控制。

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、科學性以及實用性[6]。弱電系統(tǒng)涉及到的學科和領(lǐng)域很多，將系統(tǒng)技術(shù)理論與實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)計復(fù)雜的特點，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，嚴格依照弱電系統(tǒng)要求驗收，規(guī)范礦山施工中的有關(guān)規(guī)章制度，加強相關(guān)工作人員的管理力度，采用檢驗、測試和復(fù)查手段加強重點環(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到設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)定。在合理設(shè)計系統(tǒng)的前提下，制定嚴格、標準、科學的系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計方案，不斷地積累經(jīng)驗和學習，與時俱進，為我國今后的礦山工程的實施提供重要參考資料。

參考文獻:

[1]熊俊.現(xiàn)代建筑智能化弱電系統(tǒng)的設(shè)計[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊,2015,11(4):1-2.

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[3]馬英璞.關(guān)于機電安裝施工技術(shù)中消防弱電系統(tǒng)的安裝探究[J].工程技術(shù):全文版,2016,21(9):00156-00156.

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[6]張愷.淺析建筑工程中弱電系統(tǒng)的重要性[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊,2015,24(11):80-80.

作者:王鵬元 單位:武威職業(yè)學院