कोयला खानों, धातु और गैर-धातु भूमिगत खानों के खनन क्षेत्रों, और कुछ रासायनिक संयंत्रों में, मीथेन (CH₄), ईथेन (C₂H₆), और हाइड्रोजन (H₂) जैसी ज्वलनशील गैसें पर्यावरण में लंबे समय तक मौजूद रहती हैं, जो अक्सर उच्च सांद्रता वाले कोयले की धूल के साथ होती हैं। "कोयला खाना सुरक्षा नियम" (2022 संशोधन) के धारा 135 के अनुसार, जब भूमिगत हवा में मीथेन की मात्रा सांद्रता 5% से 15% तक पहुंचती है, तो यह विस्फोटक सीमा के भीतर होती है। ऐसे खतरनाक स्थानों में, कोई भी गैर-आंतरिक सुरक्षित विद्युत उपकरण जो विद्युत स्पार्क, गर्म सतहें, या स्थिर विद्युत डिस्चार्ज उत्पन्न करता है, प्रज्वलन स्रोत बन सकता है, जिससे विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं।

संचार विफलता के प्रणालीगत जोखिम

पारंपरिक संचार टर्मिनल (जैसे सामान्य एनालॉग टेलीफोन और वाणिज्यिक वॉकी-टॉकी) अपने संरचनात्मक डिजाइन में विस्फोटरोधी अलगाव तंत्र को नहीं मानते हैं। उनके आंतरिक रिले क्रियाएं, डायलिंग पल्स, बैटरी चार्ज-डिस्चार्ज सर्किट, और अन्य लिंक माइक्रो-जूल स्तर की ऊर्जा जारी करने की प्रवृत्ति रखते हैं। प्रयोगात्मक डेटा से पता चलता है कि 0.28 mJ जितनी कम ऊर्जा भी मीथेन-हवा के मिश्रण को प्रज्वलित कर सकती है (न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा, MIE = 0.28 mJ)। एक बार संचार लिंक में अवरोधन होने पर, यह सीधे निम्नलिखित परिणामों का कारण बनता है:

• आपातकालीन कमांड संपर्क का नुकसान: दुर्घटना के बाद, सतही डिस्पैच केंद्र भूमिगत कर्मचारियों को निकासी निर्देश जारी नहीं कर सकता है;
• परिस्थितिजन्य जागरूकता में ब्लाइंड स्पॉट: खनन फेस और वेंटिलेशन सुरंगों जैसे प्रमुख क्षेत्रों में वास्तविक समय में कर्मचारियों के स्थान और पर्यावरणीय पैरामीटर प्राप्त करने में असमर्थता;
• नियामक अनुपालन जोखिम: "कार्य सुरक्षा कानून" की धारा 36 और "भूमिगत कोयला खाना सुरक्षा अVOIDANCE के लिए छह प्रणालियों के निर्माण के लिए विनिर्देश" में अनिवार्य आवश्यकताओं का उल्लंघन, जिसमें संचार संपर्क प्रणाली में "पूर्ण कवरेज, बिना ब्लाइंड स्पॉट, और उच्च विश्वसनीयता" होना अनिवार्य है।

राष्ट्रीय खान सुरक्षा प्रशासन की 2024 की दुर्घटना विश्लेषण रिपोर्ट के अनुसार, पिछले पांच वर्षों में हुए 37 बड़े गैस दुर्घटनाओं में से 19 में संचार प्रणाली की देरी वाली प्रतिक्रिया या पूर्ण विफलता शामिल थी, जिसका औसत विलंब समय 28.6 मिनट था, जिसने दुर्घटनाओं के परिणामों को काफी हद तक बढ़ा दिया.

नियामक और मानक प्रणालियों का विकास

विश्व स्तर पर, विस्फोटक वातावरण में विद्युत उपकरणों के सुरक्षा प्रबंधन के लिए एक परिपक्व मानक प्रणाली बन गई है। चीन में, मुख्य आधार में शामिल हैं:

• GB 3836 श्रृंखला मानक (IEC 60079 श्रृंखला के समकक्ष): फ्लेमप्रूफ (Ex d), आंतरिक सुरक्षित (Ex i), और बढ़ी हुई सुरक्षा (Ex e) जैसे विस्फोटरोधी प्रकारों के निर्माण, परीक्षण, और प्रमाणन आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है;
• AQ 1070-2020 "खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन के लिए सामान्य तकनीकी शर्तें": यह स्पष्ट करता है कि खनन टेलीफोन को कोयला खाना सुरक्षा (MA) प्रमाणन पास करना चाहिए और IP54 सुरक्षा स्तर और -10℃ से +40℃ तक के संचालन तापमान जैसे पर्यावरणीय अनुकूलता संकेतकों को पूरा करना चाहिए;
• राज्य कार्य सुरक्षा प्रशासन का दस्तावेज़ संख्या [2010] 146: यह अनिवार्य करता है कि देश भर की सभी कोयला खानें "छह प्रणालियों" को सुधारें और पूर्ण करें, जिसमें संचार संपर्क प्रणाली भी शामिल है।

यह उल्लेखनीय है कि 2023 से, MA प्रमाणन के लिए नया आवेदन करने वाले संचार उपकरणों को साथ ही साथ नए संस्करण के GB/T 3836.1-2021 में "उपकरण सुरक्षा स्तर (EPL)" की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, जहां समूह I (कोयला खाना मीथेन) वातावरण में उपयोग होने वाले उपकरणों को कम से कम EPL Ma स्तर प्राप्त करना चाहिए (जिसका अर्थ है कि उपकरण सामान्य संचालन और अपेक्षित दोष स्थितियों के तहत प्रज्वलन स्रोत नहीं बन सकता है).

तकनीकी सिद्धांत: खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन के सुरक्षा डिजाइन तंत्र

खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन सिर्फ सामान्य टेलीफोन हाउसिंग में एक अतिरिक्त विस्फोटरोधी कवर जोड़ने से नहीं बनते हैं। इन्हें सर्किट टोपोलॉजी, ऊर्जा सीमा化, संरचनात्मक सीलिंग, और सिग्नल संचरण सहित कई आयामों से व्यवस्थित सुरक्षा पुनर्निर्माण से गुजरना पड़ता है।

विस्फोटरोधी प्रकार का चयन: फ्लेमप्रूफ और आंतरिक सुरक्षित संयुक्त डिजाइन

वर्तमान में, मुख्यधारा के खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन आमतौर पर "फ्लेमप्रूफ + आंतरिक सुरक्षित" (Ex d[ib] I Mb) की संयुक्त विस्फोटरोधी संरचना को अपनाते हैं, जो दोनों सुरक्षा तरीकों के फायदों को जोड़ता है:

• फ्लेमप्रूफ इंक्लोजर (Ex d): मुख्य सर्किट (जैसे रिंगर मॉड्यूल, पावर इंटरफेस) को उच्च शक्ति वाले कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु के हाउसिंग के अंदर रखा जाता है। इंक्लोजर की संयुक्त सतह को सटीक रूप से मशीन किया जाता है (अंतर ≤ 0.15 मिमी, लंबाई ≥ 25 मिमी) ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यदि आंतरिक विस्फोट होता है, तो ज्वाला को इंक्लोजर के अंदर प्रभावी रूप से ठंडा किया जाए और अवरुद्ध किया जाए, बाहरी वातावरण को प्रज्वलित नहीं कर सके;
• आंतरिक सुरक्षित सर्किट (Ex ib): उपयोगकर्ता कॉल सर्किट और सिग्नल एक्विसिशन मॉड्यूल जैसे कम-बिजली वाले हिस्से आंतरिक सुरक्षित डिजाइन को अपनाते हैं। करंट-लिमिटिंग प्रतिरोधक और ज़ेनर डायोड सुरक्षा बैरियर जैसे घटकों के माध्यम से, लूप का अधिकतम ओपन सर्किट वोल्टेज ≤ 28 V तक सीमित होता है, शॉर्ट-सर्किट करंट ≤ 100 mA, और ऊर्जा भंडारण कैपेसिटेंस ≤ 1 μF, इस प्रकार यह सुनिश्चित होता है कि शॉर्ट सर्किट या ओपन सर्किट जैसी दोष स्थितियों के तहत भी, जारी की गई ऊर्जा मीथेन की न्यूनतम प्रज्वलन ऊर्जा से बहुत कम होती है।

यह संयुक्त डिजाइन उच्च-बिजली वाले कार्यों (जैसे उच्च-वॉल्यूम रिंगिंग) को पूरा करने के साथ-साथ मानव-मशीन इंटरफेस की आंतरिक सुरक्षा को भी सुनिश्चित करता है, IEC 60079-1 और IEC 60079-11 की सहयोगी अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करता है।

प्रमुख घटक और सामग्री का चयन

विशेष रूप से उच्च-शोर वाले खनन फेस (परिवेशी शोर अक्सर 85 dB से अधिक होता है) में, पारंपरिक श्रवण अलार्म आसानी से छिप जाते हैं। इसलिए, नई पीढ़ी के उपकरण आमतौर पर एक श्रवण और दृश्य दोहरा मोड रिंगर को एकीकृत करते हैं, सहायक संकेत के रूप में उच्च-आवृत्ति LED स्ट्रोब्स (आवृत्ति 2 Hz) का उपयोग करते हैं, जिससे कॉल पहुंचने की क्षमता में काफी सुधार होता है।

ऊर्जा प्रबंधन और पावर सप्लाई सुरक्षा

खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन को आमतौर पर डिस्पैच स्विचबोर्ड द्वारा सुरक्षा कपलर (प्रकार KTA16A) के माध्यम से प्रदान की जाने वाली DC 48 V आंतरिक सुरक्षित पावर सप्लाई द्वारा संचालित किया जाता है। सुरक्षा कपलर, गैर-आंतरिक सुरक्षित सतह क्षेत्र और आंतरिक सुरक्षित भूमिगत क्षेत्र के बीच एक सुरक्षा बैरियर के रूप में कार्य करता है, जिसके निम्नलिखित कार्य हैं:

• वोल्टेज सीमा: आउटपुट वोल्टेज ≤ 60 V DC;
• करंट सीमा: आउटपुट करंट ≤ 150 mA;
• अलगाव: इनपुट/आउटपुट के बीच विद्युत अलगाव ≥ 1500 V AC;
• दोष सुरक्षा: लाइन शॉर्ट सर्किट के कारण होने वाले अत्यधिक गर्मी से बचने के लिए अंतर्निहित PTC पुनर्स्थापनीय फ्यूज।

इसके अलावा, कुछ स्वतंत्र एम्पलीफाइड इंटरकॉम टेलीफोन (जैसे M252433 मॉडल) में एक अंतर्निहित 12 V / 6 Ah लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी पैक होता है, जो बाहरी बिजली के बिना 72 घंटे तक निरंतर संचालन का समर्थन करता है, जो अस्थायी सुरंगों या आपातकालीन शरण कक्षों में तैनाती के लिए उपयुक्त है।

सिस्टम एकीकरण: पूर्ण खान सुरक्षा संचार नेटवर्क का निर्माण

एक एकल विस्फोटरोधी टेलीफोन केवल एक टर्मिनल नोड है; इसका मूल्य केवल तभी महसूस होता है जब समग्र संचार सिस्टम आर्किटेक्चर द्वारा समर्थित हो। आधुनिक खान संचार संपर्क प्रणालियां आमतौर पर तीन-स्तरीय संरचना को अपनाती हैं: "सतही डिस्पैच केंद्र + भूमिगत रिंग नेटवर्क + आंतरिक सुरक्षित टर्मिनल".

सतही कोर लेयर: डिस्पैच स्विचिंग प्लेटफार्म

• डिजिटल प्रोग्राम कंट्रोल डिस्पैच होस्ट (जैसे, SOC8000B+KTA16A): 32 से 1536 एक्सटेंशन क्षमताओं का समर्थन करता है, जिसमें बार्ज-इन, ब्रेक-इन, समूह कॉल, रिकॉर्डिंग, और CTI एकीकरण जैसे डिस्पैच कार्य होते हैं;
• ऑनलाइन डिजिटल रिकॉर्डिंग सिस्टम (जैसे, SOC1800): अंतर्निहित हार्ड ड्राइव, 7x24 घंटे पूर्ण-चैनल रिकॉर्डिंग, समय, नंबर, और घटना प्रकार के अनुसार पुनर्प्राप्ति का समर्थन करता है;
• UPS बैकअप पावर: 48 V / 100 Ah बैटरी बैंक, मुख्य बिजली की विफलता के बाद सिस्टम के ≥ 20 घंटे तक निरंतर संचालन को सुनिश्चित करता है;
• बिजली की रक्षा और ग्राउंडिंग: VDF वितरण फ्रेम गैस डिस्चार्ज ट्यूब (GDT) और PTC सुरक्षा को एकीकृत करता है, ग्राउंडिंग प्रतिरोध ≤ 4 Ω।

भूमिगत ट्रांसमिशन लेयर: आंतरिक सुरक्षित संचार लिंक

• मुख्य ट्रंक केबल: MHYAV प्रकार का खनन अग्निरोधी संचार केबल (एल्यूमीनियम-पॉलीथिलीन बंधित आवरण), नम झुका हुआ शाफ्ट के लिए उपयुक्त, अधिकतम 100 जोड़े का समर्थन करता है;
• शाखा वायरिंग: MHYV प्रकार का पॉलीथिलीन इंसुलेटेड पॉलीविनाइल क्लोराइड आवरण वाला केबल, सुरंगों में स्थिर स्थापना के लिए उपयोग किया जाता है;
• जंक्शन नोड्स: JHH श्रृंखला का आंतरिक सुरक्षित जंक्शन बॉक्स (IP54), केबल शाखा और टर्मिनल पहुंच के लिए उपयोग किया जाता है, जिसमें आंतरिक स्प्रिंग क्लिप कनेक्शन, टूल-मुक्त स्थापना होती है;
• नेटवर्क टोपोलॉजी: औद्योगिक ईथरनेट रिंग + आंतरिक सुरक्षित टेलीफोन शाखा लाइनों की अनुशंसित हाइब्रिड आर्किटेक्चर, रिंग नेटवर्क बैंडविड्थ ≥ 1 Gbps, टेलीफोन शाखा लाइनें सुरक्षा कपलर के माध्यम से पहुंचती हैं।

नोट: विद्युत चुम्बकीय युग्मन हस्तक्षेप और संभावित ऊर्जा घुसपैठ से बचने के लिए आंतरिक सुरक्षित टेलीफोन लाइनों को पावर केबलों या निगरानी सिग्नल लाइनों के साथ एक ही नलिका में बिछाना सख्ती से निषिद्ध है।

टर्मिनल एक्सेस लेयर: विविध विस्फोटरोधी टर्मिनल

मानक दीवार-माउंटेड विस्फोटरोधी टेलीफोन के अलावा, सिस्टम निम्नलिखित को भी एकीकृत कर सकता है:

• एम्पलीफाइड इंटरकॉम टर्मिनल: आवाज प्रसारण, आपातकालीन कॉल का समर्थन करते हैं, बेल्ट सुरंगों, पंप रूम जैसे अनुपस्थित क्षेत्रों के लिए उपयुक्त;
• वायरलेस आंतरिक सुरक्षित हैंडसेट: Wi-Fi 6 या 5G निजी नेटवर्क के आधार पर, मोबाइल संचार के लिए आंतरिक सुरक्षित बेस स्टेशन के साथ जोड़े जाते हैं;
• SOS हेल्प कॉलम: सुरंग के प्रवेश द्वारों और झुके हुए शाफ्टों पर स्थापित, एक-कुंजी सीधे डिस्पैच कंसोल से कनेक्शन, स्वचालित रूप से GPS/बेइडौ स्थिति अपलोड करता है।

इंजीनियरिंग प्रैक्टिस: विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य और तैनाती रणनीतियां

उच्च-गैस आउटबर्स्ट खान: पूर्ण-सुरंग कवरेज समाधान

परियोजना पृष्ठभूमि: दक्षिणपश्चिम चीन का एक उच्च-गैस खान, जिसकी पूर्ण गैस उत्सर्जन दर 28 m³/मिनट है, खनन की गहराई 900 मीटर से अधिक है, जिसमें कई गैस विसंगति क्षेत्र हैं।
संचार आवश्यकताएं:

• पूरे भूमिगत खान में कोई संचार ब्लाइंड स्पॉट नहीं;
• गैस निगरानी सिस्टम के साथ एकीकरण;
• आपातकालीन प्रसारण और द्वि-तरफा इंटरकॉम का समर्थन।

कार्यान्वयन योजना:

1. मुख्य और सहायक शाफ्ट, केंद्रीय सबस्टेशन, और खनन क्षेत्र स्टेशन जैसे प्रमुख नोड्स पर Ex d[ib] I Mb ग्रेड के विस्फोटरोधी टेलीफोन तैनात करें, अंतराल ≤ 150 मीटर;
2. खनन फेस में हर 50 मीटर पर एक इकाई रखें, एंटी-नॉइज हैंडसेट (सिग्नल-टू-नॉइज रेशियो ≥ 30 dB) से लैस;
3. डिस्पैच सिस्टम को KJ90N सुरक्षा निगरानी प्लेटफार्म के साथ एकीकृत करें। जब CH₄ > 1.0% हो, तो उस क्षेत्र में संचार प्राथमिकता को स्वचालित रूप से बढ़ाएं;
4. सभी टेलीफोन टर्मिनल एक श्रवण और दृश्य अलार्म मॉड्यूल को एकीकृत करते हैं, स्थानीय वेंटिलेशन पंखे की स्थिति से जुड़े हुए हैं।

परिणाम: सिस्टम के कार्यान्वयन के बाद, संचार उपलब्धता दर 99.98% तक बढ़ गई, 2025 में 3 गैस अधिकतम सीमा पार घटनाओं की सफलतापूर्वक पूर्वावधान किया, शून्य हताहतों की उपलब्धि हुई।

गहरा धातु खान शाफ्ट: मल्टी-सिस्टम फ्यूजन आर्किटेक्चर

परियोजना पृष्ठभूमि: 1250 मीटर की शाफ्ट गहराई वाला एक कॉपर खान, उच्च तापमान (चट्टान का तापमान 42°C), उच्च आर्द्रता (RH ≥ 90%), जिससे पारंपरिक संचार उपकरणों की विफलता दर उच्च हो गई है।
नवीन डिजाइन:

• फाइबर ऑप्टिक रिंग नेटवर्क + PoE आंतरिक सुरक्षित पावर सप्लाई आर्किटेक्चर को अपनाया, जिससे भूमिगत पावर नोड्स कम हुए;
• विस्फोटरोधी टेलीफोन में तापमान और आर्द्रता सेंसर को एकीकृत किया, डेटा को SCADA सिस्टम में प्रसारित किया;
• कर्मचारी स्थिति निर्धारण सिस्टम (UWB) के साथ एकीकरण; कॉल पर, कर्मचारियों का स्थान मानचित्र स्वचालित रूप से प्रदर्शित होता है;
• डिस्पैच कंसोल में 22 इंच का टच स्क्रीन होता है, जो डिस्पैच के लिए इलेक्ट्रॉनिक मानचित्र विज़ुअलाइजेशन का समर्थन करता है।

परिचालन लाभ: रिमोट डायग्नोस्टिक्स फ़ंक्शन ने औसत मरम्मत समय (MTTR) को 4.2 घंटे से घटाकर 0.8 घंटा कर दिया, वार्षिक रखरखाव लागत में 35% की कमी आई।

खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन का चयन और स्वीकृति

तकनीकी आवश्यकताओं के विनिर्देश (TRS) में मुख्य खंड

बी-एंड खरीदारों को निविदा दस्तावेजों में निम्नलिखित तकनीकी आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करना चाहिए:

• विस्फोटरोधी प्रमाणन: वैध कोयला खाना सुरक्षा (MA) प्रमाणपत्र और विस्फोटरोधी प्रमाणपत्र (Ex d[ib] I Mb) प्रदान करना अनिवार्य है;
• पर्यावरणीय अनुकूलता: संचालन तापमान -10℃ ~ +40℃, सापेक्ष आर्द्रता ≤ 95% (+25℃), वायुमंडलीय दबाव 80~110 kPa;
• विद्युत प्रदर्शन: रिंगिंग ध्वनि दबाव ≥ 70 dB (A), कॉल स्पष्टता (PSQM) ≥ 4.0;
• इंटरफेस प्रोटोकॉल: FXS/FXO एनालॉग इंटरफेस का समर्थन, IP समvergence के लिए वैकल्पिक SIP प्रोटोकॉल;
• विश्वसनीयता संकेतक: MTBF ≥ 50,000 घंटे।

इंजीनियरिंग स्वीकृति परीक्षण आइटम

भविष्य का दृष्टिकोण: बुद्धिमत्ता और मानकीकरण का सहयोगी विकास

"खान सुरक्षा उत्पादन के लिए 14वीं पंचवर्षीय योजना" की प्रगति के साथ, खनन विस्फोटरोधी संचार "इंटेलिजेंट परcepción - स्वायत्त निर्णय लेना - सहयोगी प्रतिक्रिया" के नए चरण की ओर बढ़ रहा है:

• 5G + आंतरिक सुरक्षित कन्वर्ज्ड टर्मिनल: 4K वीडियो बैकहॉल, AR रिमोट गाइडेंस का समर्थन, लेकिन आंतरिक सुरक्षित सर्किटों में 5G RF ऊर्जा के युग्मन जोखिम का समाधान करने की आवश्यकता है;
• AI-चालित संचार स्वास्थ्य मूल्यांकन: कॉल गुणवत्ता और रिंग प्रतिक्रिया समय जैसे डेटा के आधार पर उपकरण की उम्र बढ़ने की प्रवृत्ति का पूर्वानुमान लगाता है;
• अंतरराष्ट्रीय मानक परस्पर मान्यता: चीन के MA प्रमाणन को IECEx और ATEX प्रणालियों के साथ संरेखण को बढ़ावा देना, घरेलू उपकरण निर्यात को सुविधाजनक बनाना।

हालांकि, तकनीकी विकास की परवाह किए बिना, सुरक्षा पहला सिद्धांत रहती है। खनन विस्फोटरोधी टेलीफोन का मूल्य इसके कई कार्यों में नहीं है, बल्कि सबसे चरम पर्यावरणों में "तुरंत निकासी" के आदेश को विश्वसनीय रूप से पहुंचाने की इसकी क्षमता में है—यह इंजीनियरिंग का लक्ष्य भी है और सुरक्षा का प्रारंभिक बिंदु भी।。