弱电系统在金属矿山工程施工的应用

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摘要：随着我国金属矿山经济的快速发展，矿山工程施工越来越受到人们的重视。弱电系统的应用可以为矿山工程提供一个安全、高效、便利的地下环境，保障工程的正常施工。本文介绍了弱电系统的构成及各子系统的主要功能，研究其在金属矿山工程施工中的应用效果，为井下安全作业带来可靠保证。

关键词：弱电系统；金属矿山；工程施工；应用研究

20世纪90年代中期，弱电系统开始在我国一些发达行业中大规模应用，是一种新兴技术，包括结构、设备、服务、管理、自动化以及通信网络等系统，为人们提供一个便捷、高效、安逸的生活环境。金属矿山工程施工中的智能化功能主要是由于弱电系统被应用于井下环境而实现，其主要技术方式就是系统集成与综合，从而形成了施工过程中的弱电系统[1]。矿山企业一般都是所在城市或地区的用电大户，其用电情况会对当地电网产生很大影响，并时刻关系到工作人员的人身安全。弱电系统是一项复杂的工程，涉及到许多技术和多门学科，将弱电系统应用于金属矿山工程施工中必须要综合考虑各个子系统之间的界面与工程施工过程中机电设备的界面联系，进行相关的具体系统设计方案，在对矿山工程施工需求进行分析的基础上提出合适系统应用方案，并进行可行性分析研究。

1弱电系统在金属矿山工程施工中的应用特点

金属矿山工程施工质量的好坏关系重大，和一般行业工程不同，矿山工程不允许出现重大失误，不能拿矿山工程做实验[2]。弱电系统的应用影响了矿山工程施工的正常运行以及矿山企业的经济效益，系统设计师不能只有按设计图施工的水平，要系统、全面的分析设计图纸，尽量改进设计图纸中的缺点，出现失误时要及时提出解决意见，对矿山企业而言是保障其经济利益的基础，对系统设计师的自身素养也是一种提高[3]。优秀的矿山工程施工质量是由高技术、高水平的施工相关工作人员完成的，因此在工程施工前需要对工作人员进行严格的实际操作水平考核及评估，施工专业技术人员和普通工作人员的比例要合理。弱电系统要结合矿山工程施工的实际情况对施工组织及技术设计方案进行严格审查，必须要有优良的质量保障系统和保障施工质量的各种技术手段，并且需要符合标准施工设计图纸和国家相关弱电系统的施工及验收要求。在金属矿山工程施工过程中对施工人员进行工程的相关技术培养，由于矿山施工人员流动性比较大，因此需要依据工程施工的实时进度，分多个阶段进行培养，准确了解相关系统的要求以及技术操作规定和流程。对弱电系统所必备的资料表格、施工标准、技术要点以及总体要做到全面了解，工作人员对施工过程中所有涉及到的技术和设备进行检验和复查，为下一步工作提供便利条件。根据金属矿山工程施工的总体进度，整理出弱电系统应用进度计划并组织落实，工程施工过程中如果出现故障要按照实际情况第一时间修正及完善。要严格依照己经审查合格后的弱电系统设计图纸及相关技术方案进行施工，施工过程中如果是设计图纸出现失误需要及时提出并交给系统技术人员处理，任何情况下不可以擅自变更设计图纸。弱电系统在金属矿山工程施工中的应用控制，因涉及到的方面较多，包括电压起动、电流调控、电阻控制等，且设备安装调试的单位都不同，容易发生技术不协调问题，再加上有一些系统设计本身就存在或多或少的缺点，影响弱电系统的应用效果。

2弱电系统的构成

弱电系统本身就是一项复杂工程，要想使优化设计后功能齐全的弱电系统表现出优越的性能，矿山工程施工前的设计环节十分重要，是弱电系统设备运行和调整的基本条件[4]。相关工作人员必须对弱电系统的工作环境、总体技术规范、不同子系统之间的联系以及系统中的各种接口全面、精准掌握，对矿山工程施工过程中的程序、环境、规范、调整等方面重点把握。在矿山工程设计时，确定弱电系统相关功能是合理应用弱电系统的重要步骤。弱电系统设计需要不断更新设备的条件，跟上现代创新技术的发展步伐，保障施工的智能性。矿山工程施工中的控制室一般安装井下智能化系统、安全检测化系统的设备。依照相关要求，必须保持控制室周边环境的安静，防止有毒有害气体、水蒸汽、粉尘进入，远离容易放出电磁辐射干扰、易燃易爆的场所。故障控制室安装的是报警、联动系统以及故障应急广播等设备。其位置要在矿山井巷的首层，并建在交通方便的地点，出入口应该小于20m，方便相关技术人员容易找到房间位置。卫星接收设备间主要安装检测系统设备，其位置应处于矿上的中心部位，需要尽可能靠近接收天线，周围环境温度不应太高，保持设备间干燥，不受潮湿影响。弱电竖井是弱电系统线路竖向流通的重要通道，其位置和数量的选择与矿山工程的规模有一定联系，通常情况下弱电线路的距离是有限的，例如故障监控设备，如果电流线路传输距离大于215m，就需要增加补偿器。为了预防强电系统的电磁干扰，需要将弱电竖井与强电竖井分离，且不允许和电梯井、管道井共同使用一个竖井。弱电系统中的子系统一般用于安装综合布线，系统中的管理项目包括计算机联网设备、配线架以及跳线设备等，安装的垂直连通电缆桥架可以应用综合布线系统中的垂直布线。

3分析弱电系统在金属矿山工程施工中的应用

根据金属矿山工程施工过程中的要求，将弱电系统在金属矿山工程施工中的应用分为通讯自动化系统、信息显示系统、井下自控系统以及安保自动化系统4个子系统。

3.1通讯自动化系统

通讯自动化系统包括综合布线系统、计算机网络系统以及公共通信系统等[5]。矿山施工过程中的综合布线系统包括井下工作区子系统、干线子系统、测量子系统、管理子系统、以及设备间子系统。数据主干通常采用多模光缆，通讯语音主干采用3类大对数电缆，水平系统联合采用6类非屏蔽产品，包括信息插座、配线架以及双绞线等。金属矿山工程施工过程中的网络数据信息点共两千左右，在计算机网络系统所在的中心网络机房内设置核心网络交换机与接入层交换机。核心交换机选择路由式，接入交换机选择太网式，利用不同的光纤链路与核心交换机相连，保障网络主干系统能够稳定运行，并增加网络管理软件及构建硬件防火墙。公共通信系统主要采用全数字信息传输线路，该线路的配置包括输出区域及播放设备，满足了井下矿山施工的使用要求。

3.2信息显示系统

信息显示系统包括信息系统和电子信息查询系统。信息系统由显示屏、控制线路和信息制作部分构成，主要用途是对工作人员通知信息、视频图像、各类公告等，是金属矿山工程施工过程中一个重要信息平台。电子信息查询系统的功能主要以触摸屏查询显示的方式，图文并茂地展现金属矿山工程施工过程中的各类动态信息和通知。

3.3井下自控系统

井下自控系统主要控制设备包括冷热源系统、通风系统、变配电系统、照明系统、电梯系统以及排水系统。冷热源系统利用风冷式热泵机组、地下供回水总管以及循环水泵等设备来监控系统的运行状态。通过系统传感器以及控制端的操实现故障报警。通风系统包括调控机组、新风机组、送排风机组，其控制原理和方式都需要体现节能。变配电系统主要监控矿山工程施工中所有用电设备的电流、频率、电压以及功率因数等。照明系统是对矿山所有施工区域的照明、泛光照明进行监控。电梯系统主要负责对电梯运行状态进行监控，出现故障及时报警。排水自控系统包括地下水泵、施工水箱、水池、消防用水、凝结水泵、污排泵等方面。

3.4安保自动化系统

安保自动化系统的重要设备包括大型视频矩阵及硬盘录像机。在金属矿山工程施工中整个系统共配置了200台左右摄像机，主要分布在井下出入口、地面煤仓、井巷、回风石门、行人进风项以及皮带走廊中。利用全功能主控键盘有效对矩阵切换器及云台控制器进行监控，同时发挥硬盘录像机的图像存储功能，实现切换与循环显示，及时对显示系统故障报警。智能卡系统可以作为井下施工人员考勤管理系统，由考勤机、管理主、指纹识别转换器以及考勤管理软件构成。安保集成系统主要目的是根据网络运行平台协议整合信息传输监控系统和红外线安全系统，使其可以被同一台计算机控制。

4结语

随着现代技术智能化的快速发展，弱电系统在金属矿山工程施工中占有极其重要的地位，表现出良好的安全性、科学性以及实用性[6]。弱电系统涉及到的学科和领域很多，将系统技术理论与实际矿山施工中的具体情况有效结合起来，不断的更新技术，简化复杂的操作步骤。金属矿山工程施工中应用弱电系统具有管线设计复杂的特点，施工周期相对较长，需要多方面的紧密合作，任何地方的疏漏，都会使矿山工程出现安全质量隐患，甚至威胁到人们的生命。在施工过程中，严格依照弱电系统要求验收，规范矿山施工中的有关规章制度，加强相关工作人员的管理力度，采用检验、测试和复查手段加强重点环节和施工步骤的控制，使弱电系统在矿山工程施工中达到设计要求和相关规定。在合理设计系统的前提下，制定严格、标准、科学的系统应用设计方案，不断地积累经验和学习，与时俱进，为我国今后的矿山工程的实施提供重要参考资料。

参考文献:

[1]熊俊.现代建筑智能化弱电系统的设计[J].企业技术开发月刊,2015,11(4):1-2.

[2]顾根林.智能建筑弱电系统施工常见的问题及其对策[J].四川水泥,2015,15(7):145-145.

[3]马英璞.关于机电安装施工技术中消防弱电系统的安装探究[J].工程技术:全文版,2016,21(9):00156-00156.

[4]刘娇月,史亚贝.基于LonWorks的智能建筑弱电系统集成控制平台设计[J].自动化与仪器仪表,2015,19(5):77-79.

[5]梁志鹏.关于电气工程中弱电系统的维护与管理措施分析[J].黑龙江科技信息,2017,14(3):74-74.

[6]张恺.浅析建筑工程中弱电系统的重要性[J].企业技术开发月刊,2015,24(11):80-80.

作者:王鹏元 单位:武威职业学院