【摘 ?要】運(yùn)用現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集礦山安全方面的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行深度的分析、挖掘和利用，能夠準(zhǔn)確地對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警。導(dǎo)致礦山安全事故的因素有很多，本文著重以瓦斯爆炸為分析示例，通過(guò)對(duì)事故發(fā)生的誘因進(jìn)行詳細(xì)地分析，構(gòu)建出礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)體系。依據(jù)礦山檢測(cè)的安全數(shù)據(jù)推測(cè)出礦山的安全態(tài)勢(shì)，并根據(jù)其預(yù)測(cè)的結(jié)果建立完善的預(yù)警體系，并以警情的嚴(yán)重程度分成四個(gè)預(yù)警級(jí)別，同時(shí)也制定出形影的預(yù)警警情的處理措施。本文通過(guò)以某煤礦的一次瓦斯爆炸事故為反演的示例，其演示的結(jié)果證明貝葉斯和LSTM網(wǎng)絡(luò)對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際發(fā)上瓦斯事故時(shí)的數(shù)據(jù)完全吻合。

【關(guān)鍵詞】礦山安全態(tài)勢(shì);預(yù)測(cè)預(yù)警;瓦斯爆炸事故;分析

礦山的管理水平、人員素質(zhì)、技術(shù)裝備、生產(chǎn)環(huán)境等都是能夠影響礦山安全的因素，因此保證礦山的整體安全環(huán)境仍然是個(gè)巨大的難題和考驗(yàn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)礦山生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用和推廣，使得礦山在安全管理方面的傳輸方式、采集信息和檢測(cè)手段等方面都產(chǎn)生了非常大的進(jìn)展。通過(guò)對(duì)安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全面的采集而構(gòu)建礦山安全預(yù)測(cè)的大數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)的背景下能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，從而為礦山安全提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。

一、礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)體系

對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)指的是礦山再生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的事件和安全數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并通過(guò)特定的方法和模型對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山安全運(yùn)行的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。然后再對(duì)礦山已簽到現(xiàn)在安全發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行整體分析，從而能夠?yàn)榈V山的安全質(zhì)量管理提供依據(jù)。評(píng)價(jià)指標(biāo)是保證礦山安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)體系對(duì)礦山安全狀況進(jìn)行有效的、合理的、科學(xué)的評(píng)價(jià)的重要前提。構(gòu)建礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制可以從以下幾方面進(jìn)行構(gòu)建：

（一）分析風(fēng)險(xiǎn)因素

風(fēng)險(xiǎn)因素涵蓋了系統(tǒng)安全的所有范圍的影響因素，是礦山安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要組成部分，同時(shí)也是最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。而礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)則是對(duì)所有風(fēng)險(xiǎn)因素的歸納和提取，從而能夠快速、準(zhǔn)確地找出最具分析性、代表性的影響因素。

（二）驗(yàn)證理論

對(duì)于選取的初級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)要進(jìn)行科學(xué)的理論驗(yàn)證在保證其安全性、可靠性的情況下才能夠開(kāi)展對(duì)礦山的安全狀況的評(píng)價(jià)工作。

（三）確定指標(biāo)機(jī)制

為了使最終確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)具有普適性和實(shí)用性，就要對(duì)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制的時(shí)候?qū)δ切┙化B的指標(biāo)或者難以評(píng)價(jià)、衡量的指標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的、科學(xué)的修改或者刪除，從而使礦山安全態(tài)勢(shì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制更加的精煉、合理。

（四）修訂完善

礦山安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制的構(gòu)建不是一蹴而就的健全機(jī)制，要在反復(fù)的實(shí)踐中對(duì)其進(jìn)行不斷的完善，因此就要熟練地掌握礦山安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的使用技巧和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，促使礦山安全態(tài)勢(shì)評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制更加地完善。

依照上面提及的構(gòu)建流程來(lái)構(gòu)建瓦斯爆炸事故的平均價(jià)指標(biāo)機(jī)制，并將瓦斯爆炸的起因和相似的歷史事故融入到評(píng)價(jià)機(jī)制的構(gòu)建中。通過(guò)對(duì)瓦斯爆炸事故的起因的評(píng)價(jià)分析結(jié)果可以得出火源、氧氣以及瓦斯聚集的濃度這三個(gè)因素是引發(fā)礦山瓦斯爆炸事故的必要因素，缺一不可。在礦山作業(yè)的礦井中氧氣的飽和度可直接達(dá)到促成瓦斯爆炸的重要氧氣因素條件，因此在對(duì)礦井中發(fā)生的瓦斯爆炸事故可以將氧氣的因素不列入評(píng)價(jià)范圍，只對(duì)火源以及瓦斯聚集的濃度在遵循可操作性、直接性、動(dòng)態(tài)性、典型性、系統(tǒng)性的原則下進(jìn)行引起礦山瓦斯爆炸事故的評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行科學(xué)的構(gòu)建即可。

二、在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)

通過(guò)對(duì)瓦斯爆炸事故的結(jié)果數(shù)據(jù)的搜集，再用相關(guān)的機(jī)器進(jìn)行推理事故模型的構(gòu)建。在貝葉斯線(xiàn)上模型系統(tǒng)中輸入評(píng)標(biāo)價(jià)指標(biāo)機(jī)智制給出的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值，在運(yùn)用貝葉斯線(xiàn)上推理預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)事故進(jìn)行分析、推理，從推理出的事故風(fēng)險(xiǎn)概率可以分析出發(fā)生礦山安全事故概率的預(yù)測(cè)值。通過(guò)相應(yīng)的GeNIe2.0軟件系統(tǒng)構(gòu)建貝葉斯線(xiàn)上模型來(lái)模擬礦山瓦斯爆炸事故，然后再通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行以事故數(shù)據(jù)樣本的節(jié)點(diǎn)概率和先驗(yàn)概率的計(jì)算來(lái)對(duì)瓦斯事故爆炸模型進(jìn)行參數(shù)學(xué)習(xí)。在事故模型的運(yùn)行中，不斷的優(yōu)化事故評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)模型進(jìn)行定期的參數(shù)優(yōu)化和更新，使礦山安全態(tài)勢(shì)的預(yù)測(cè)結(jié)果更加的準(zhǔn)確、貼近實(shí)際數(shù)值。如果在貝葉斯模型中輸入將某一固定時(shí)刻的指標(biāo)預(yù)測(cè)值，在經(jīng)過(guò)仔細(xì)地推理之后就會(huì)得出瓦斯爆炸的概率;如果在貝葉斯模型中輸入將多個(gè)數(shù)量的指標(biāo)預(yù)測(cè)值，經(jīng)過(guò)推理將會(huì)得出一段時(shí)間之內(nèi)的瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)概率的曲線(xiàn)圖，也可以將其叫做礦山安全態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)結(jié)果曲線(xiàn)圖。在對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，管理人員能夠通過(guò)曲線(xiàn)圖清晰地掌握未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)礦山安全態(tài)勢(shì)走勢(shì)，能夠?yàn)榈V山行業(yè)的生產(chǎn)提供安全的依據(jù)，同時(shí)也能為企業(yè)的重大發(fā)展決策提供安全保障。

三、礦山安全態(tài)勢(shì)的預(yù)警體系

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的預(yù)測(cè)結(jié)果可將礦山安全態(tài)勢(shì)的預(yù)警等級(jí)分為以下四種，且不同級(jí)別的預(yù)警要采用不同程度的預(yù)警措施：

（一）藍(lán)色預(yù)警，屬于四級(jí)警情，為最安全的狀態(tài)。在此狀態(tài)下礦山的生產(chǎn)或者其他部門(mén)都處于正常、穩(wěn)定的工作中，但仍需要做好監(jiān)測(cè)工作，以便能夠預(yù)防潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素。

（二）黃色預(yù)警，屬于三級(jí)警情，這個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)已經(jīng)升級(jí)為危險(xiǎn)階段。在此環(huán)境下礦山生產(chǎn)仍然可以繼續(xù)，但要對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的源頭進(jìn)行及時(shí)的處理，優(yōu)化整改措施，對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)持繼續(xù)觀(guān)察的態(tài)度，以防止風(fēng)險(xiǎn)程度增強(qiáng)。

（三）橙色預(yù)警，屬于二級(jí)警情，這個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較前面的三級(jí)警情要嚴(yán)重得多，存在著較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在此階段的礦山生產(chǎn)中要嚴(yán)格按照生產(chǎn)的規(guī)章制度和程序進(jìn)行生產(chǎn)，但要隨時(shí)準(zhǔn)備停工撤離，通話(huà)時(shí)還要成立臨時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)指揮組，歲危險(xiǎn)源進(jìn)行正確的、及時(shí)的處理，并加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)力度，防止發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

（四）紅色預(yù)警，屬于一級(jí)警情，顧名思義也是最為嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)階段?，F(xiàn)場(chǎng)人員要馬上體制生產(chǎn)，并立刻撤離現(xiàn)場(chǎng)，制定解決措施，及時(shí)地消除安全風(fēng)險(xiǎn)的源頭因素，要所有的環(huán)境、條件均恢復(fù)正常標(biāo)準(zhǔn)之后，確定沒(méi)有安全隱患的情況下才能再次開(kāi)展生產(chǎn)工作。

四、瓦斯爆炸事故反演

為了對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)模型的效果進(jìn)行驗(yàn)證，以下以莫礦山的瓦斯爆炸事故為實(shí)例進(jìn)行實(shí)例反演。首先在事故發(fā)生之前井下作業(yè)人員未對(duì)作業(yè)區(qū)域的瓦斯含量進(jìn)行規(guī)范的抽采，導(dǎo)致瓦斯含量過(guò)高而未被檢測(cè)出來(lái)。同時(shí)該礦山的通風(fēng)系統(tǒng)不完善，在采煤作業(yè)面沒(méi)有設(shè)置全風(fēng)壓的通風(fēng)系統(tǒng)，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)只有一臺(tái)局部性能的通分機(jī)，且還要向兩個(gè)作業(yè)點(diǎn)同時(shí)輸送風(fēng)力，因此也就造成了事故現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)力不夠，再加上由于加下作業(yè)人員沒(méi)有按照規(guī)范放炮，導(dǎo)致作業(yè)區(qū)域局部溫度加強(qiáng)，從而引起瓦斯爆炸事故。通過(guò)對(duì)事故的結(jié)果進(jìn)行分析，并與評(píng)價(jià)指標(biāo)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)，而后在預(yù)測(cè)模型中輸入評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，可以得出當(dāng)溫度、風(fēng)量以及瓦斯?jié)舛鹊戎笜?biāo)較高時(shí)，發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率高達(dá)百分之九十五，該預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)算的結(jié)果相吻合。

結(jié)束語(yǔ)：

本文通過(guò)對(duì)瓦斯爆炸事故的原因分析，構(gòu)建了完善的評(píng)價(jià)指標(biāo)機(jī)制，并對(duì)礦山安全態(tài)勢(shì)的各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行量化處理，再結(jié)合貝葉斯線(xiàn)上系統(tǒng)創(chuàng)建了安全態(tài)勢(shì)的模擬模型，通過(guò)對(duì)瓦斯爆炸安全事故的評(píng)估推測(cè)，從而得出礦山安全態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)曲線(xiàn)圖。建立礦山安全態(tài)勢(shì)預(yù)警體系，并按照警情的嚴(yán)重程度劃分為四個(gè)等級(jí)，同時(shí)建立相應(yīng)的防治措施體系，以保障礦山的安全性。并通過(guò)事故返演，得出貝葉斯模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)算結(jié)果吻合。

作者簡(jiǎn)介：

李光耀，1981.9，男，河北東光，本科，選礦高級(jí)工程師，研究方向：選礦。

（作者單位：新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司）