1.目的及意义

我国是世界上第一产煤大国，煤炭产量占世界的37%。我国煤炭资源丰富，但煤层分布条件复杂，自然灾害类型多。据统计，我国地下开采煤矿的煤炭产量约占95%，煤矿生产条件恶劣，自然灾害危害大。我国是世界上煤炭开采难度最大和安全生产难度最大的国家之一。因此，加强煤矿井下安全生产管理是保障我国煤炭工业安全有序发展的首要任务。

影响矿井安全生产的因素很多，主要有三个灾害因素即瓦斯爆炸、水灾和井下起火，这三个灾害中瓦斯爆炸尤为常见，并且是三灾害的首害。它的破坏作用极大，是一种瓦斯、煤尘、大火混合型的爆炸灾害。煤矿井下安全生产管理是一项复杂的系统工程。它包括对井下开采、通防、机电以及运输系统运行状态的监测，以及对矿工作业的协调与组织，进而为灾前预警、灾时救援提供及时准确的信息保障，为灾后事故追忆与责任认定提供客观的依据和准则。

煤矿井下监测与人员定位系统是我国煤炭工业发展的必然产物，是维护矿井安全的重要基础设施之一，是保障煤矿安全的一个非常重要的组成部分。煤矿井下安全监测与人员定位系统的意义主要体现在以下几个方面为煤矿提供基础的安全保障灵活布置的网络使得监控点无处不在，真正监控整个矿山环境实时监控管理入井人员的位置情况安全管理部门根据实时上传的运行状况和告警信息，及时了解煤矿的正常施工情况或各种超标的状况及人员位置，为管理人员准确、快速的制定安全防范或救援措施，提供极大地帮助而目前我国大部分煤矿只有简单的井下人员考勤系统，主要用于实现人员出入井时的信息记录和考勤管理，由于技术等原因的限制，仅能记录出入井时间和当前的大概区域位置，不能准确及时地记录所到达过的地点及当前位置，导致井上人员对于井下人员的分布情况不能及时和准确地掌握。事故发生时，无法基于准确的信息来做出正确的决策，以致会造成抢险救援不及时，耽误对井下遇险人员的抢救。

因此，针对当前我国煤矿井下人员定位管理系统中的不足，结合煤矿井下环境特点，设计一种低成本的煤矿井下人员定位系统，能够实时掌握井下作业人员的具体位置和活动路线，以提升煤矿井下人员定位管理的有效性、可靠性、良好的覆盖率、部署的灵活性等性能，具有极大的现实意义和经济价值。

1.1国外研究现状

对于井下定位技术的研究，最早的可以追溯到1991年南非德比尔公司的芬什矿山使用的地下矿铲运机自动测位系统。该系统在矿山四周的关键位置布置了一组红外线邻近效应探测器。当车辆通过某探测器下面时，装在车上的红外线发射器向该探测器发射一个用于识别该机车的数码，这个数码被传到一个控制着调度过程的中央计算机。红外线探测器之间需要设置识别环路设备，这意味着基础设施费用提高，并且系统的灵活性较差。

20世纪90年代在南非普雷米尔记金刚石矿安装了一种微波信标系统，它包括一个车上安装的监测器阁。该监测器连续探测设在矿山周围各关键点的微波信标是否出现，该信标为圆柱形，用电池供电，发射超过范围的统一调制识别信号。

近年来，澳大利亚芒特艾萨矿业公司开发了一种基于射频识别技术的人员探测系统，用于监测矿工是否进入危险地带。这个系统使用顶板安装的天线，用来监控装在每个矿工帽上的小型无源信标，进而可以知道各个天线所覆盖范围内的人员情况。

1.2国内研究现状