金属/非金属矿-双回路融合调度通信系统方案

一、概述

1.1 系统建设背景

金属与非金属矿山作为工矿产业核心组成部分，涵盖黑色金属、有色金属、非金属建材等多类矿种，开采模式分为地下井工开采、露天边坡开采、井露联合开采三种业态。与煤矿开采工况不同，非煤矿山无瓦斯爆炸风险，但长期面临顶板围岩垮塌、井下涌水透水、岩尘积聚危害、露天高陡边坡滑移、排土场不均匀沉降、提升运输设备失效、常态化爆破作业七大核心安全风险，作业区域分散、井下巷道延伸距离长、露天作业跨度大、移动作业人员多、高危作业频次高，对通信指挥的连续性、稳定性、应急性要求极高。

现阶段多数在产非煤矿山通信调度体系建设滞后，多为分期零散建设、设备型号杂乱、系统相互独立，形成典型的信息化孤岛。传统语音对讲、应急广播、视频监控、人员定位、环境监测、边坡监测系统各自独立组网、独立运维、数据互不互通，无法形成联动预警、统一调度能力。同时，绝大多数存量系统采用单链路传输的极简组网架构，无冗余容错机制，一旦出现线路老化、巷道落石压缆、露天施工断缆、设备突发故障，将直接造成全场通信瘫痪，导致调度指挥中断、应急预警失效、人员失联失控，存在重大安全生产隐患与合规漏洞。

依据新版《金属非金属矿山安全规程》《金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范》等行业强制标准，矿山安全生产通信系统必须具备双回路传输保护、有线无线全域覆盖、多系统智能联动、全流程溯源留存能力。为补齐现有系统安全短板、满足安监合规与智能化评级要求，该矿用一体化融合调度通信系统，创新性搭载双回路网络传输冗余保护容错体系，整合语音调度、无线通信、应急广播、视频监控、人员管控、环境感知、边坡监测联动能力，构建“全域覆盖、双冗容错、智能联动、全程可溯、安全可控”的新一代矿山通信调度体系，全面提升矿山日常生产调度、高危作业管控、突发事件应急处置的智能化水平。

1.2 适用场景

本矿用融合调度通信系统方案可精准适配各类非煤矿山生产场景，包含地下井工矿山、露天矿山、井露联合矿山，可广泛应用于铁矿、金矿、铜矿、铅锌矿、磷矿、石膏矿、高岭土矿、石灰石矿、石材矿等各类金属、非金属矿山，适配大、中、小型不同开采规模，可根据矿山巷道布局、露天采场范围、作业点位分布灵活调整组网架构与设备配置。

1.3 系统建设目标

本矿用融合调度通信系统以“安全冗余达标、全域无盲覆盖、业务深度融合、风险主动预警、作业精准管控、运维简洁高效、长期迭代升级”为核心建设导向，结合非煤矿山工况特点与安全规范要求，确立七大建设目标：

•  业务融合统一，破除信息孤岛：整合传统分散的语音调度、无线对讲、应急广播、高清视频、人员定位、边坡监测、机电设备监控、环境监测八大业务，搭建一体化调度管控平台，实现终端统一接入、业务统一管控、数据统一分析，彻底解决多系统割裂、业务脱节、数据不通的行业痛点。

•  双重冗余防护，筑牢安全底线：搭建独立的双回路传输链路保护体系，杜绝单点故障，实现断链、单设备故障场景下通信系统不瘫痪、业务不中断，完全满足行业强制冗余建设标准。

•  井露全域覆盖，实现精准指挥：覆盖井下采掘工作面、掘进巷道、机电硐室、提升机房、水泵房、爆破器材库、避难硐室，同步覆盖露天采场、高陡边坡、排土场、运输主干道、破碎加工区，实现全矿区无盲区通信与可视化调度，替代传统单一语音指挥模式。

•  爆破专项管控，规范高危作业：针对非煤矿山高频爆破作业，打造全流程智能化管控机制，实现爆破分区预警、人员撤离提示、倒计时播报、爆破后安全确认、作业全程溯源，全方位规范高危作业流程，规避爆破安全事故。

•  风险智能预警，提升应急效能：针对顶板围岩异常、井下透水、边坡滑移、排土场沉降、设备故障、人员越界滞留等风险，构建全自动联动预警机制，实现隐患早识别、早预警、早处置，大幅缩短应急响应时长。

•  全程溯源归档，满足合规验收：实现调度通话、广播播报、应急处置、爆破作业、系统操作全流程录音录像与日志归档，存储周期远超行业标准，可随时检索、回放、导出，适配安监检查、事故复盘、智能化评级合规要求。

•  模块化架构，支撑长期升级：设备适配矿山潮湿、高粉尘、机械震动、露天温差大、大风等恶劣工况，系统采用开放式模块化架构，预留标准化接口，可无缝对接数字孪生、智能巡检、无人开采等智慧矿山新业务，实现一次建设、长期复用。

1.4 设计依据

本矿用融合调度通信系统方案整体设计、设备选型、架构搭建、施工验收全程严格遵循非煤矿山专属国家及行业标准，完全匹配非煤矿山验收要求：

• GB 16423-2020《金属非金属矿山安全规程》

• AQ 2036-2011《金属非金属地下矿山通信联络系统建设规范》

• KA/T 2052-2016《金属非金属地下矿山通信联络系统通用技术要求》

• KA 32-2026《金属非金属地下矿山5G通信系统技术规范》

• GB/T 30094-2013《工业通信网络 矿山通信系统通用技术要求》

• AQ 2018-2008《金属非金属矿山安全避险六大系统建设规范》

• 国家矿山安全监察局《金属非金属矿山智能化建设指南及评分标准》

• GB 50194-2014《建设工程施工现场供用电安全规范》

• YD/T 5038-2015《通信工程建设通用规范》

二、系统总体架构设计

结合非煤矿山井露混合工况、高危作业特点及行业规范要求，该矿用融合调度通信系统整体设计遵循非煤专属合规、双重冗余安全、全域无盲覆盖、高危作业可控、智能联动高效、运行稳定可靠、运维简洁便捷、弹性迭代升级等多种原则，兼顾安全性、实用性、合规性与前瞻性，完全适配矿山复杂生产场景。系统采用分层模块化设计，构建核心调度平台层、传输承载层、全域终端感知层三级立体架构，层级分工清晰、业务联动互通、数据全域共享，从设备、电源、网络、业务多维度杜绝单点故障。

2.1 核心调度平台层

平台部署于地面中心调度机房，是整套系统的管控中枢、数据中枢与联动中枢，主要由非煤矿山专用软交换主机/融合调度主机、多媒体触控调度台、双回路通信终端、音视频存储服务器、多协议联动网关、双机热备系统组成。核心负责全网信令调度、终端权限管控、多业务数据解析、跨系统联动触发、音视频数据存储、设备状态监测、故障告警推送、数据统计分析等核心业务，通过双机热备、双电源冗余机制，实现设备故障秒级无缝切换，保障系统全年不间断稳定运行。

软交换融合调度通信系统+双回路IAD语音网关+双回路防爆话机

2.2 传输承载层

本层级为系统核心容错模块，摒弃传统单链路组网模式，搭建双物理路由光缆+千兆闭环环网自愈双回路传输体系。针对井下塌方压缆、露天施工断缆、山体滑移毁缆等风险，井下沿进风、回风独立巷道敷设双主干光缆，露天沿双侧独立路径敷设传输链路，双链路不共沟、不共杆、不共遮挡区域，搭配工业冗余交换机构建闭环环网，支持50ms极速自愈切换、链路负载均衡，任意单链路故障不影响全网通信，为全业务运行提供高可靠传输保障。

2.3 全域终端感知层

终端层实现井下、露天全场景无死角覆盖，涵盖井下采掘工作面、掘进巷道、机电硐室、提升机房、水泵房、爆破器材库，以及露天采场、高陡边坡、排土场、运输主干道、破碎加工区等关键区域。终端设备包含工业防水防尘调度话站、双回路通信终端、应急广播终端、手持终端、单兵音视频终端、高清监控摄像头、边坡监测传感器等，实现现场语音交互、视频采集、环境感知、人员管控、风险识别全覆盖，为平台调度、预警、联动提供全方位数据支撑。

三、系统核心硬件设备配置

结合非煤矿山工况特点，设备选用矿用一般型、本安型兼容设备，适配潮湿、高粉尘、机械震动、露天温差大等恶劣环境，兼顾稳定性、适配性与性价比，所有设备均具备正规矿用资质，可顺利通过安监验收。

3.1 地面机房核心设备

•  非煤矿山融合调度核心主机：工业级软交换/程控调度构架，适配井露混合组网，支持万门级终端并发接入，双主控、双电源冗余，支持主备热备秒级切换，兼容全业务调度与多系统对接，运行稳定、拓展性强。

双回路矿用数字程控调度机+双回路矿用防爆话机

•  可视化触摸屏调度台（11-27寸、单屏-三屏可选）：工业级宽温防尘设计，7×24小时不间断运行，集成电子地图调度、视频预览、强插强拆、多方会议、爆破分区广播、应急一键联动功能，操作直观便捷。

•  冗余电源系统：支持双路市电输入，具备过压、欠压、过载、防雷多重防护，断电长效续航，适配双回路电力冗余建设标准。

•  音视频存储服务器：大容量企业级存储，支持全业务自动录存，存储时长≥3年，具备数据加密、防篡改、自动备份功能，支持多维度检索与批量导出。

•  多协议智能联动网关：兼容SIP、HTTP、MQTT、Modbus等主流工业协议，可快速对接边坡监测、人员定位、视频监控、机电自动化系统，实现协议转换、数据解析、智能联动。

3.2 井下与露天终端设备

•  工业防水防尘调度话站：全密封结构，防潮防腐抗干扰，支持一键紧急呼叫、免提对讲、高清扩音，适配井下各作业点位固定部署。

•  应急广播终端：大音量高穿透力，抗大风、抗环境噪音，支持定点、分区、全网广播与紧急插播，适配爆破预警、人员撤离、安全宣讲场景。

•  矿用双回路防爆话机：满足非煤矿山双回路保护功能，与KTJ132调度主机配合使用，电缆分别从主井、副井两路通道下井，接到KTH186防爆话机，任一处线路出现断路或短路故障，不影响话机的正常使用，并能将线路故障上报系统，提示线路是短路或断路，方便排查。

• 本安手持/单兵音视频终端：防水防尘耐摔，支持双向对讲、高清视频回传、精准定位、一键报警、轨迹记录，适配移动巡检、边坡巡查、应急救援作业。

四、系统核心功能模块

4.1 一体化融合调度功能

该矿用融合调度通信系统整合全网有线、无线、广播终端，实现全域互联互通、统一调度，支持单呼、组呼、全呼、呼叫转接、多方会议、强插强拆、在线监听、终端禁言等全套专业调度功能，适配采掘交底、岗位协同、设备调试、日常巡检等常态化作业场景。同时支持多级分权分域管理，规范调度权限、杜绝越权操作，保障系统安全有序运行。

4.2 双重冗余保护功能

该矿用融合调度通信系统具备双路市电自动切换、双UPS冗余续航、双物理路由传输、环网双向自愈、链路负载均衡、故障智能告警等多种能力，任意单电源、单链路、单设备故障均不影响全网业务，彻底解决非煤矿山复杂工况通信瘫痪风险，完全契合行业强制冗余规范。

4.3 井露全域可视化调度功能

该矿用融合调度通信系统平台整合井下固定监控、露天全场区摄像头、单兵终端视频画面，支持多画面轮巡、置顶锁定、实时预览。日常可视化监管现场作业状态，突发险情自动弹窗风险区域视频，实现“语音指挥+视频核验”双重精准调度，告别传统盲目指挥模式。

4.4 爆破作业全流程智能管控

针对非煤矿山高频爆破高危作业，打造专属管控体系：爆破前分区预警广播、提醒人员撤离；爆破阶段倒计时播报、警戒提示；爆破后安全确认广播、复工通知。全程录音录像、日志留存，实现高危作业流程规范化、管控智能化、记录可溯源。

4.5 边坡与顶板围岩联动预警

该矿用融合调度通信系统可无缝对接边坡位移监测、顶板压力监测、围岩沉降监测设备，7×24小时实时采集分析数据。当监测数值超阈值，系统自动弹窗告警、高亮标注风险点位、分区广播预警、呼叫值守人员，实现边坡滑移、顶板松动、透水隐患早预警、早处置。

4.6 多场景全自动应急联动

针对透水、顶板垮落、边坡塌方、设备故障、人员越界滞留等风险，搭建全自动应急联动机制。风险触发后无需人工干预，自动完成告警弹窗、语音提示、分区广播、应急组呼、视频调取，快速掌控险情、组织人员撤离，最大限度降低事故损失。

4.7 全流程合规溯源归档

该矿用融合调度通信系统可实现调度通话、对讲会议、广播播报、应急告警、爆破作业、系统操作、设备故障全场景记录留存，存储时长≥3年，支持多维度检索、在线回放、批量导出、异地容灾，完全满足安监审计、事故复盘、智能化评级合规要求。

4.8 电子地图可视化管控

该矿用融合调度通信系统搭载高精度井下巷道+露天全景电子地图，精准标注设备、终端、摄像头、监测点位、作业区域。调度人员可一键呼叫、一键调阅视频、一键查询人员状态，风险点位自动高亮闪烁，实现所见即所调的极简智能调度模式。