智慧礦山精確定位系統(tǒng)是在物聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù)的支持下開發(fā)的新型信息化系統(tǒng)，其本質(zhì)是通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山井下的環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員位置的精確定位，可以對(duì)井下人員進(jìn)行及時(shí)的安全提醒，并且對(duì)安全工作進(jìn)行監(jiān)督管理。對(duì)于礦山來說，除了對(duì)井下環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)之外，還要對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，所以監(jiān)測(cè)是必不可少的。智慧礦山精確定位系統(tǒng)可通過多種傳感器，實(shí)時(shí)采集井下人員周圍環(huán)境以及周圍地面環(huán)境數(shù)據(jù)，包括：工作狀態(tài)、周邊環(huán)境；作業(yè)環(huán)境等等，并通過信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行分析和顯示，通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)人員位置進(jìn)行計(jì)算，并可根據(jù)需要進(jìn)行各種作業(yè)?？稍诰颅h(huán)境中部署 GPS定位系統(tǒng)，使得井下人員精確定位并監(jiān)控工作情況。煤礦井下人員定位系統(tǒng)主要由三部分組成：傳感器網(wǎng)絡(luò)通信和定位系統(tǒng)三部分組成。傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)采集井下空氣、粉塵、溫度、風(fēng)速等傳感器所采集到的數(shù)據(jù)以及地面環(huán)境變化信息等數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)通信傳輸；控制中心接收這些信息并進(jìn)行處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給采掘、通風(fēng)、信號(hào)傳輸?shù)认到y(tǒng)。然后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，再利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。
1.礦井環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)
智慧礦山精確定位系統(tǒng)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下環(huán)境及井下作業(yè)環(huán)境中各類傳感器所采集的信息，包括：井下空氣濕度、粉塵、溫度、風(fēng)速等。當(dāng)人員出現(xiàn)安全事故時(shí)，可及時(shí)發(fā)出警報(bào)。當(dāng)空氣中含氧量較高時(shí)，可增加氧氣供應(yīng)以滿足人體需要，還可以調(diào)節(jié)人的呼吸速率。當(dāng)含氧量較低時(shí)，空氣中含氧量降低，人就容易出現(xiàn)缺氧不適的癥狀。當(dāng)含有氧量很高時(shí)，人就容易出現(xiàn)煩躁的情緒。同時(shí)，有毒有害氣體的存在也會(huì)對(duì)人的身體造成一定的影響。
2.生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)
生產(chǎn)過程中，由于工作面的地質(zhì)條件、作業(yè)地點(diǎn)、環(huán)境的差異，煤礦井下采掘生產(chǎn)可能會(huì)產(chǎn)生不同程度的偏差，會(huì)導(dǎo)致某些區(qū)域發(fā)生過大過緊的采掘活動(dòng)或某些區(qū)域發(fā)生過大的巷道壓力。這些都會(huì)影響安全生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，給礦工的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的隱患。礦井井下巷道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巷道內(nèi)作業(yè)空間大、工作面回風(fēng)順槽狹窄、工作面局部冒頂影響范圍大，而工作面通風(fēng)又與采掘工藝密切相關(guān)，一旦發(fā)生安全生產(chǎn)事故，將對(duì)礦工的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的威脅。因此在礦井井下部署 GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控就顯得非常重要了。
3.人員安全管理及防范模式
井下人員安全管理及防范模式：包括系統(tǒng)控制模式、預(yù)警機(jī)制、狀態(tài)評(píng)估模式、狀態(tài)顯示及錄像傳輸模式等。可通過井下人員位置及歷史數(shù)據(jù)分析研判井下所有人員的安全管理狀態(tài)。并根據(jù)安全狀態(tài)，對(duì)井下各崗位人員實(shí)時(shí)進(jìn)行考核、預(yù)警和等級(jí)評(píng)價(jià)。對(duì)異常人員進(jìn)行報(bào)警及跟蹤反饋，在發(fā)生異常時(shí)，可迅速報(bào)警并觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)及相應(yīng)的報(bào)警流程。
4.對(duì)人員軌跡的自動(dòng)追蹤顯示
煤礦井下人員定位系統(tǒng)與其他定位系統(tǒng)的最大不同點(diǎn)在于，井下人員活動(dòng)軌跡都會(huì)自動(dòng)顯示。井下人員活動(dòng)軌跡有時(shí)間上的限制，當(dāng)井下人員在工作時(shí)長(zhǎng)時(shí)間離開定位點(diǎn)后，數(shù)據(jù)就無法保存，系統(tǒng)不能再跟蹤和分析井下人員活動(dòng)軌跡。井下人員活動(dòng)軌跡可通過井口無線射頻感應(yīng)模塊和地面基站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤和分析，一旦有井下人員離開定位點(diǎn)，基站就會(huì)接收到該點(diǎn)位置的無線信號(hào)（接收設(shè)備),通過相應(yīng)的算法計(jì)算出該人員在井下的活動(dòng)時(shí)間及其所在位置。此外，由于井下人員活動(dòng)軌跡是連續(xù)實(shí)時(shí)的顯示數(shù)據(jù)，定位系統(tǒng)在自動(dòng)追蹤和分析基礎(chǔ)上能將該數(shù)據(jù)與作業(yè)人員及井下環(huán)境有機(jī)結(jié)合起來以幫助安全管理部門及時(shí)了解井下環(huán)境變化情況以及事故應(yīng)急處理情況。