小巧的移动听声系统   

矿工佩戴的RFID卡片 

    2009 年4月4日,黑龙江省鸡西市鸡东县兴农镇一煤矿发生透水事故,经救援已有6人安全升井。事故造成2名矿工遇难,14人被困井下。开矿是一个高度危险的行业,在世界各地,几乎每天都有矿工因为矿难而失去宝贵的生命。无论是矿井透水、瓦斯爆炸还是塌方,一些矿工都能有幸避免直接伤害而躲避在一些安全的地方。然而,如果长时间被困,矿工可能因为氧气耗光而窒息死亡。 
    
    因此,搜救人员必须尽快找到矿工的被困位置,从而尽快施救,赶在矿工窒息之前把他们救出来。一般的矿难施救往往是根据逃生人员的描述,或者根据地面工程师的判断来确定被困矿工的位置。但是,这些方法误差很大,往往由于这些误差而葬送了矿工的生命。几百年来,工程师和科学家一直在试图寻找更好的办法解救被困地下的矿工。目前,科学家已经成功设计了一些低成本高效率的搜索被困矿工的方法。 
    
听声确定矿工位置 
    
    在美国犹他州,研究人员正在开发一种新的矿井救援系统。他们说,该系统可以大大地缩短寻找被困矿工的时间,增加钻凿救援通道获得成功的几率。犹他大学地质学教授谢里夫·汉纳菲说,这个系统要求在矿井壁每隔一段距离安装一些具有独特设计的金属片。他说,当其中的任何金属片被锤子打击后,都会产生被称为“地震指纹”的独特地面波。一种叫做地震检波器的精密测听仪可以确定地面波的精确位置。 
    
    在矿井塌方的情况下,如果矿工敲打金属片,测听仪就可以确定金属片被撞击的位置,搜救人员就可以知道从哪里展开营救。汉纳菲说,这个系统的成本相对较低,在一座旧铜矿的测试中百分之百精确。不过,实际的矿井坍塌情况非常不同,所以汉纳菲教授说,研究人员设计了一个计算机模型,通过模拟不同的情况对系统进行测试。 
    
    在美国西维吉尼亚州,研究人员也在尝试开发类似的矿井救援系统。西维吉尼亚大学的工程学教授基斯·希斯利说,研究人员正在开发一套小巧的移动听声传感系统。这个系统已经在两个运行中的矿井进行了测试。“在 137米深的时候,我们非常成功地听到人们敲击顶棚。但是到了244米到300米的距离,该系统就很不成功,并且我们听到很多背景噪音。”由于传感技术的进步,希斯利教授对于最终开发出成功的听声搜救系统感到乐观。 
    
用RFID追踪矿工和矿车 
    
    智利一家矿业公司采用RFID（无线射频）系统在地下铜矿追踪矿工。这个矿场有许多小矿井,承包给了许多商人。矿场安全的重点是在任何时刻都了解矿工的位置,特别是发生爆炸或隧道事故时。当工人到达矿井入口处时,他们走出矿车,在阅读器前扫描他们的RFID卡片,接着返回矿车,进入矿井。通过这种方式,地面工程师可了解在特定时间内矿井里矿工的位置。当矿工离开矿井再次扫描卡片,代表着他们已离开矿井了。 
    
    该公司在每个矿井的入口处安装了4个RFID阅读器,可判断矿工移动的方向。管理人员可通过RFID的相关数据了解到谁在矿井里、什么时候进去和所代表的分公司。在任何时间内,隧道内可能会有上百个矿工。管理人员还可了解到矿井内员工的姓名和进出的时间。矿工佩戴的RFID卡片内还置有一个紧急按钮,矿工按两次就表示自己遇到麻烦了。一旦发生矿难,管理中心的屏幕上会显示矿井内承包商和员工的位置,施救人员就可及时进行施救。 
    
    在紧急情况下,矿井的电源可能被切断,因为可能有爆炸性气体,但是这个系统仍然可以运行。这个系统有一个备用电源可以在事故发生后继续工作48小时。据介绍,基于RFID技术的矿山人员追踪定位系统目前正在山西、辽宁和贵州三省以及内蒙古自治区进行试点。试点成功后,会进一步推广普及。