Беспроводная система локального позиционирования персонала подземных выработок

А.Н. Устинов — к.т.н., руководитель отдела, АО «ИМЦ Концерна «Вега».





Золотодобывающая отрасль является одной из важнейших и динамически развивающихся отраслей российской экономики. За последние 20 лет добыча золота в Российской Федерации выросла практически в 2 раза. По данным Министерства финансов РФ производство золота в России за 2014– 2015 годы держится на уровне около 290 тонн/год [1].

Большая часть российского золота добывается на коренных месторождениях, однако россыпные месторождения приносят в год около 65 тонн. Разработку этих месторождений ведут старательские артели преимущественно открытым способом, но для некоторых месторождений применяют и подземный способ добычи.

В случае подземных работ, в соответствии с требованиями Правил безопасности (ПБ), все «шахты должны быть оборудованы системами позиционирования работников, позволяющими контролировать их местонахождение, с выводом информации диспетчеру шахты» [2]. Для разработки многолетнего коренного месторождения золота выполнение ПБ в части позиционирования подземного персонала выполняется с использованием комплексных систем, которые заимствованы из угольной промышленности. Такие системы позволяют организовать комплексное оснащение шахты электропитанием, освещением, системами связи и аварийного оповещения, а также системами позиционирования персонала.

Рис. 1. Схема беспроводной системы локального позиционирования (БПСЛП)

Старательская добыча золота характеризуется сезонностью добычи, низкой глубиной залегания извлекаемого пласта, а также относительно небольшой площадью шахтного поля.

Поэтому применение комплексных «угольных» шахтных систем в таких условиях нерентабельно. Также стоит отметить, что оборудование для угольных шахт выпускается во взрывобезопасном исполнении, что в условиях извлечения золотоносных пород является избыточным — шахты неопасны по газу и пыли, а температура во время проведения работ отрицательна.

В конце 2015 года в АО «ИМЦ Концерна «Вега» обратились сотрудники одной старательской артели, специализирующейся на разработке россыпных месторождений золота. Поставленная задача совмещала выполнение требований ПБ и обоснованное ценообразование. В результате совместной работы была создана прикладная «Беспроводная система локального позиционирования (БПСЛП)», предназначенная для определения местонахождения работников в подземных выработках и контроля их перемещения (рис. 1).

Рис. 2. Персональное носимое устройство (ПНУ)

Для практической реализации БПСЛП была применена технология активной радиочастотной идентификации (ActiveRFID), работающая на частотах открытого диапазона 2,4 ГГц. Суть технологии ActiveRFID заключается в использовании маломощных автономных излучающих радиопередатчиков и создании локальной сплошной зоны покрытия, образуемой приемниками сигнала. Существенным отличием беспроводных систем являются мобильность, простота установки и эксплуатации [3].

Рис. 3. Стационарный считывательретранслятор (ССР)

БПСЛП состоит из следующих элементов:

• персональное носимое устройство (ПНУ) — беспроводной приемопередатчик, питающийся от встроенного морозостойкого элемента питания (рис. 2);
• стационарный считыватель-ретранслятор (ССР), получающий информацию от носимых устройств по беспроводному каналу связи и передающий полученную информацию координатору сети (рис. 3);
• координатор (К), администрирующий беспроводную сеть, расположенный в герметичном термошкафу и имеющий проводной интерфейс Ethernet для связи с ЭВМ (рис. 4);
• программные компоненты: приложение «Шлюз позиционирование», база данных с сервером управления, а также приложение АРМ «Диспетчер», позволяющее выводить оператору данные о местонахождении работников в графическом и табличном виде.

БПСЛП работает следующим образом: ПНУ передает в эфир свой уникальный идентификационный номер, а ССР, принимая сигнал, анализируют его мощность. Координатор посредством приложения «Шлюз позиционирование» передает всю информацию в базу данных. Сервер управления анализирует полученную информацию и определяет местоположение перемещающихся ПНУ относительно стационарных ССР. Приложение АРМ «Диспетчер» отображает местонахождение подвижных объектов, выводя соответствующие пиктограммы на плане выработки шахты (рис. 5).

Рис. 4. Координатор (К)

Основными преимуществами БПСЛП являются:

• специализация на небольшие шахтные выработки;
• минимальный набор необходимых аппаратных средств (от трех стационарных устройств на 40 тыс. м2 шахтного поля);
• соответствие требованиям Технических регламентов Таможенного Союза (ТР ТС), отсутствие необходимости регистрации радиоэлектронных средств, а также выдачи разрешений на применение системы на опасных производственных объектах (ОПО).

Таким образом, БПСЛП позволяет выполнить требования ПБ и является бюджетной системой.

Рис. 5. Интерфейс приложения АРМ «Диспетчер»

В настоящий момент сотрудники отдела беспроводных систем АО «ИМЦ Концерна «Вега» изготовили опытные образцы, провели тестирование и сертификацию продукции, произвели отгрузку одной системы конечному потребителю. Приглашаем заинтересованные организации к сотрудничеству.

1. Минфин: производство золота в РФ за 2015 год выросло на 0,5% [Электронный ресурс] / Сайт государственного информационного агентства России ТАСС. — Режим доступа: www.tass.ru/ekonomika/2657800, свободный.
2. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11 декабря 2013 г. N 599 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых» [Электронный ресурс] / Сайт информационно-правового портала Гарант.ру. — Режим доступа: www.base.garant.ru/70691622/, свободный.
3. Устинов А.Н. Электромагнитная совместимость технических средств стандарта IEEE 802.15.4 // Технологии электромагнитной совместимости. — 2013. — № 2(45). — c. 42–47.

---

АО «ИМЦ Концерна «Вега»
Тел. 8 (495) 995-55-58 (доб. 2292)
E-mail:info@activerfid.ru
www.activerfid.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (31)/март 2016 г.