一、 系统背景及意义
近年来，随着全国煤矿产量的不断提高，煤矿企业井下各种灾害事故也不断发生，且危害性大、波及范围广。一旦井下发生危险，如果能够采取及时正确的撤离、抢救处理措施，可最大限度地减少灾害影响，减少人员、财产损失。反之，如果抢救不及时，贻误时机，会使损失或伤亡事故扩大。特别是在发现重大险情的情况下，现场人员无法及时通知井下所有工作人员撤离，导致发生重大人员伤亡事故，影响安全生产的正常进行。
目前，国内主要矿井在井下发生瓦斯突出、透水、火灾等重大险情，需要人员紧急撤离的情况下，多采用以下几种方式通知人员撤离和有效避险：
1、地面调度人员通过电话拨号中的群呼或组呼方式通知现场人员；
2、井下无线通信系统完善的矿井采用手机呼叫方式通知现场人员；
3、安装了人员定位系统的矿井采用紧急呼叫通知井下人员；
但是，以上3种方式的避灾引导均存在不足。首先，由于矿山企业特点，不可能井下每名员工附近都有固定电话或人手一部移动通讯工具，即使无线通信比较完善的矿井也存在紧急情况下因为信道数量的限制而只有少部分人同时通话的问题；人员定位中的呼叫功能也存在着被呼叫人员不知道井下发生何种险情以及如何撤离的问题。另外，井下巷道众多，环境复杂，遇险人员在面对紧急事故时难以保持正常心态，从而使得地面指挥中心无法对井下遇险人员进行准确迅速的指挥和引导。这些问题在很大程度上影响了救灾指挥的效果和效率。
当矿井发生突发事故时，通过煤矿重大灾害应急救援指挥系统，地面指挥人员可以快捷、直接、迅速地通知、全程指挥、引导现场所有受威胁人员安全疏散、撤离，有效地减小了紧急情况时由于井下通信不畅而造成的安全隐患，为矿井安全生产提供了有力保障，对提高矿井救灾指挥的效率具有重要意义。
二、系统结构
本系统由应急救援专家分析子系统、应急救援资源管理子系统、避灾预案管理子系统、应急救援仿真指挥子系统和应急救援辅助指挥子系统构成统一的智能化应急救援指挥系统；系统将实时可视化技术与事故监控、指挥、救援通信、管理系统相结合,提供整体、集成的可视化环境,为救援管理部门提供一个进行自动化实时信息查询、辅助决策的基础工具。它可以帮助指挥人员分析井下巷道、通风排水、瓦斯监测、机电系统、人员分布的实时情况,并将这些数据与实际空间拓扑相关联,与生产作业、人员、设备设施、安全指标和其它数据信息建立全面的协作,平时用于监控预测、防止各种安全事故的发生,而在突发安全事故时,能大大提高救援机构对安全事故的反应速度并提供全面的救援决策支持。
系统主要由本安LED信号牌、本安LED汉字显示牌、通信信号装置以及应急救援指挥专家系统组成，系统结构图如下：
本安LED汉字显示牌适用于煤矿井下，它可根据总线命令显示相应内容，可作为信号指示或信息发布装置，该装置安装在井下主要行人入口处及重点区域，在发生紧急状况时可以用文字方式显示预设信息或通过地面实时输入信息来指挥人员有效撤离，并帮助井下人员及时了解事故的进展，摆脱恐慌心理，快速、有序撤离。
逃生播报装置可将任意文本信息转换成电脑语音，根据总线命令播报相应内容，也可以单独用作语音报警器或者广播终端。装置安装在井下各人员集中区域和重点区域，当井下发生紧急状况时可以播报预先设定好的撤离报警信息或者实时播报地面输入的信息，有效提醒周边人员撤离。
三、主要功能
1、事故信息实时采集：通过各数据接口装置从瓦斯监测系统、人员定位系统、供电监控系统以及排水系统实时采集井下瓦斯浓度信息、人员分布信息、井下供电信息、排水信息以及主扇运行信息等。
2、灾害分析：根据采集到的综合信息，对灾害危险源进行辨识、分析。
3、避灾路线分析：综合分析灾害信息，分析并列出可以用来避灾的路线，并按照避灾路线远程启动避灾预案，引导井下人员按照避灾路线逃生。
4、救灾路线分析：针对不同的事故以及事故发生时的各种信息，分析并列出可以进入灾害地点进行救护的路线，为救护队员提供路线参考。
5、处理措施分析：针对不同的事故以及事故发生时的各种信息，提供相应的救灾计划。
6、灾害气体爆炸分析：计算混合气体的爆炸上、下限，如果多种可燃气体的浓度之和在计算的混合气体爆炸界限范围之内，则该混合气体具有爆炸性。当救灾时充入惰性气体后，可计算出惰性气体混入后混合气体的失爆点，从而判断出混合气体有无爆炸性。
7、烟流蔓延分析：当井下发生火灾时，可根据巷道的基本信息和烟流的生成量和风量，计算风网中各点的烟流浓度，并根据风速和巷道当量长度计算出烟流到达风网中各个节点所需时间，为井下救援提供参考。
8、瓦斯积聚分析：根据正常时期瓦斯涌出量，计算停风时瓦斯积聚量。
9、应急救援专家知识库:专家知识库涵盖国内煤矿重大灾害事故案例以及处理方法，为救灾决策提供案例参考和救灾方法指导。知识库涵盖主要灾害的处理方法，如：瓦斯、煤尘爆炸事故分类及其处理方法、矿井明火火灾事故的处理方法、煤与瓦斯突出事故的处理方法、矿井突水事故的处理原则及方法等。
10、避灾预案管理：实现各种避灾预案的定义（即添加）、删除、修改等操作，避灾预案的定义即按照特定的预案定义某些设备执行特定的动作，如定义各逃生指示牌的逃生方向指示、声光报警；定义各LED显示牌显示什么信息；各逃生播报装置播报什么内容等，从而达到真正意义上的在遇到特定紧急情况时应急救援指挥系统能够控制井下各种设备为井下人员提供提示和引导信息。
11、一键启动预案：实现快速启动避灾预案，当遇紧急事故时（如瓦斯突出），指挥人员可以从应急救援指挥系统选择"瓦斯突出，安全避险路线"预案，一键启动，控制井下各个应急救援指挥设备投入到特定工作，引导井下人员快速撤离危险区域。
12、图形化快速指挥：当现有预案完全不能满足井下突发状况时，通过应急救援指挥系统里的图形化界面，对逃生播报装置和LED汉字显示牌可以直接输入需要播报和显示的内容；对逃生指示牌可以用鼠标直接在图形界面上控制指示牌上的逃生路线指示，绘制安全有效的避灾路线，引导井下人员快速撤离。
13、专用图纸管理：对应急救援中可能用到的图纸进行管理。可由管理员对图纸按照灾害类型和地点进行分类，并发布上传到服务器，使得救灾人员在灾害发生时，可以及时的调阅图纸,为救援指挥提供参考。
14、应急救援辅助指挥：当井下发生事故时,调度员根据上报的事故情况,通过该子系统向网络中的各个应急救援机构发布事故信息,如果指挥机构的领导审批通过,调度室立即启动事故应急预案,在各个应急救援机构的子系统中就会出现需要执行的救援方案,当各个救援机构提交所执行的救援措施之后,在系统界面上会显示出执行措施的负责人以及执行时间和间隔时间。在救援方案启动以后,各个救援机构也可以根据事故的随时变化向调度室反馈情况和意见,调度室还可以提交新的补救方案。
15、应急救援仿真指挥：实现事故预案模拟演习功能，通过事故预案模拟演习能够加强煤矿的安全管理和生产人员的安全培训，强化工人的安全生产意识和自身素质，提高对安全隐患的应急处理能力；同时有助于检验预案编写的可行性和合理性，以便对预案进行修改，使得预案更加完善、全面；还有助于提高指挥员在实战中决策能力，提高应急救援反应、逃生的能力，从而减少和降低事故发生时所造成的人身伤害和财产损失。
16、应急救援资源管理：以树形结构列出系统所涉及到的应急人员、救援机构、救援物资、以及救护装备等信息，当发生煤矿事故时，可以方便的查到救援所需的资源。通过对各种资源的管理，可以提高人员对事故的应急响应能力，有力地保障煤矿事故发生时救援物资的合理调度，从而保证了救援过程中从人员到物资的统一部署。
