孫廣明，張 宇

（1.哈爾濱理工大學，哈爾濱 150080；2.西門子工廠自動化工程有限公司，北京 100015）

0 引言

我國是煤炭消費大國和生產大國，煤炭在我國經濟發(fā)展中起著非常重要的作用[1-2]。隨著國民經濟的增長，煤炭已經占中國一次消費能源的62%。煤炭的需求促使產量不斷攀升，生產負荷過重已成為當前的生產現狀。如何利用新的技術保障安全生產，有效監(jiān)測和管理生產過程中的安全隱患，保障煤礦穩(wěn)定、高產的良性生產狀態(tài)，已成為煤礦業(yè)面臨的首要問題[3-4]。本文針對當前煤礦安全事件頻發(fā)，缺乏有效的統一管理手段等問題，構建了一種數字煤礦安全監(jiān)測管理系統。通過現代信息化方法的運用[5]，實時獲取煤礦的安全多方因素，提供安全要素分析、匯總和指導，為安全、科學生產的決策提供有力的保障[6]，是提高我國煤礦安全水平的一項基礎性工作，是搶險救災、指揮決策和資源規(guī)劃的重要工具。

1 煤礦安全監(jiān)測管理系統

煤礦安全監(jiān)測管理系統是基于先進的計算機信息技術，為煤礦安全檢查和安全監(jiān)測人員提供有效的計算機應用系統，服務于煤礦安全檢查和監(jiān)測業(yè)務。有效降低事故發(fā)生率，為煤炭企業(yè)安全生產提供有力的保證。數字煤礦安全監(jiān)測管理系統采用數據集成技術，整合煤氣和一氧化碳等礦山安全等系統的實時數據、安全防護的報告及修正數據、事故記錄、安全監(jiān)視數據等重要安全信息，通過信息可視化技術及時、準確、全面、直觀地反映煤礦安全生產狀況，幫助安全檢查和監(jiān)督人員監(jiān)督和管理煤礦安全生產。該系統有效改善煤礦企業(yè)勞動安全衛(wèi)生管理系統、煤礦企業(yè)安全管理方法、風險評估和風險管理對策的開發(fā)和監(jiān)督中的煤礦企業(yè)效率，有效地提高改善煤礦的安全管理水平。

2 煤礦安全生產中存在的主要問題

煤礦安全監(jiān)測管理系統是煤炭企業(yè)高產、高效、安全生產的重要保證。煤礦生產環(huán)境是一種特殊的工作環(huán)境，含有多種危險氣體，如硫化氫等腐蝕性氣體，環(huán)境參數等易燃易爆氣體。必須綜合對水溫、溫度和設備運行情況進行監(jiān)控。目前，煤炭生產和管理的自動化和信息生成水平相對較低，煤礦安全監(jiān)控沒有行業(yè)標準。每個制造商都設計自己的傳輸協議和接口標準。系統不能互操作兼容，并且存在“信息孤島”。信息資源難于共享，監(jiān)測系統、控制系統和管理系統不能實現聯動。

目前，我國重點煤礦的安全系統建設現狀不均衡，基本上通過自動化生產控制和子系統監(jiān)控實現，安全狀況得到了部分改善。但是在信息化建設上處于相對滯后狀態(tài)。在安全系統整體規(guī)劃、生產環(huán)節(jié)、管理環(huán)節(jié)、控制環(huán)節(jié)等多方面尚未做到集成化，沒有形成統一的、資源充分共享的數字煤礦安全監(jiān)測管理系統，尚不能達到真正的安全管控一體化。其主要問題存在于以下幾個方面。

（1）對安全生產信息化建設缺乏統一的認識，沒有形成統一的煤礦安全生產信息化建設的標準和統一指導規(guī)范。

（2）網絡基礎設施建設不足，存在大量的信息孤島。

（3）信息化和自動化脫節(jié)，互不連接，缺乏統一的分析平臺。

3 煤礦安全監(jiān)測管理系統架構

煤礦安全監(jiān)測管理系統是提供全面的面向生產現場、企業(yè)安全管理工作、預測分析等多方面的綜合信息系統，能對各個業(yè)務單元的安全信息進行分析和綜合管理，提高對整體安全的管理和監(jiān)控能力，是實現煤礦安全一體化的優(yōu)先路徑。各級管理者實時監(jiān)測各類安全反饋信息，從而達到快速響應、動態(tài)反饋、安全預警、隱患閉環(huán)等多方集中管理。煤礦安全監(jiān)測管理系統核心業(yè)務如圖1所示。由圖可知，煤礦安全監(jiān)測管理系統主要連接煤礦業(yè)務管理系統和業(yè)務系統，打通管理數據和生產過程數據的壁壘，匯總統一數據資源池。同時將地質數據、績效數據、隱患數據、三違信息、安全規(guī)程，EHS數據等和業(yè)務管理系統數據、生產過程數據等綜合，實現對煤礦安全的態(tài)勢感知、事件報警管理、應急預案、隱患閉環(huán)處理、事故分析與預警等多方的信息綜合。

圖1 煤礦安全管理系統架構

煤礦安全監(jiān)測管理系統收集現場安全信息、安全監(jiān)督管理、技術安全管理、月度隱患安全調查、安全信息預測、安全培訓、安全規(guī)則和規(guī)章、安全工程管理、三防管理、安全統計、安全調查等信息。經過系統的分析和處理，各種安全檢查的結果自動發(fā)送到區(qū)的各個部門，實施和處理后，補救措施輸入到區(qū)的各個部門，系統將處理各類閉路事故。安監(jiān)部門將及時發(fā)現各類危險源，在網上實時發(fā)布，督促相關部門及時排除，從而確保安全生產。

3.1 安全態(tài)勢感知

建立煤礦安全態(tài)勢感知系統，使得煤礦生產環(huán)境、動態(tài)、整體地洞悉安全風險的能力，以安全大數據綜合分析為基礎，從全局視角提升對安全威脅的發(fā)現識別、理解分析、響應處置能力的一種方式，為了決策與行動，是安全能力的落地。煤礦安全態(tài)勢感知是煤礦生產和建設過程的系統和全面監(jiān)測，其中包括煤礦的安全、職業(yè)安全與衛(wèi)生、日常生產過程等領域。

3.2 安全監(jiān)察

煤礦安全監(jiān)察是對煤礦生產和建設的系統和全面監(jiān)測，把安全監(jiān)管人員日常關心的井下瓦斯?jié)舛鹊葘崟r數據、每日安全檢查情況、安全隱患整改情況、日常安全檢查監(jiān)管工作等直接整合，方便煤礦安全檢查與監(jiān)管人員日常工作。消除潛在的安全隱患，日常安全控制和監(jiān)測，以促進煤礦安全控制和監(jiān)管日常運作，這些對日常安全人員非常重要。

3.3 安全臺賬

用于記錄、調查和總結煤礦的日常安全狀況，記錄日常安全動態(tài)、重大安全事故和嚴重違規(guī)行為，對機電、運輸、頂板、瓦斯等生產事故和死亡、輕傷、重傷等安全事故按時間、單位記錄、查詢、統計、分析。

3.4 隱患管理

對煤礦安全隱患的發(fā)現、處理、整改、驗收全過程進行記錄和管理，將各種隱患信息在電子地圖上進行標注，便于安全檢查和監(jiān)管人員實時查看隱患整改情況，及時督促隱患整改。

3.5 實時監(jiān)測

采集礦井安全監(jiān)控系統由地面中心站、現場分站、安全生產參數傳感器以及信息傳輸介質、通訊接口等實時數據。對礦井生產環(huán)境中影響安全生產的參數和設備進行自動檢索和閉瑣控制，并在地面中心站計算機上進行集中顯示、報警、記錄和自動報表等，以提高礦井生產的安全性和自動化水平。主要檢測的參數有瓦斯?jié)舛?、風速、負壓、溫度、一氧化碳濃度、風門開關狀態(tài)、局扇開停狀態(tài)等。實時監(jiān)測礦井生產與安全狀況，對井下設備運行狀況實時監(jiān)控、對井下瓦斯、一氧化碳等傳感器數據實時采集。對于異常情況及時發(fā)現、處理報警信息，實現對礦井安全生產的實時檢查與監(jiān)管。

3.6 安全狀況分析

對煤礦整體安全狀況進行統計分析，按照工作面、通風、運輸、監(jiān)測等系統，礦井分別對其進行安全狀況進行動態(tài)分析，對企業(yè)、礦井、工作面的安全隱患、報警、事故等進行統計，以便有針對性地采取各項措施，保障企業(yè)安全生產。

3.7 應急救援

建立煤礦應急救援體系，明確礦指揮系統崗位職責，制作、維護應急預案。當事故發(fā)生時，結合電子地圖模擬事故現場的災情影響范圍，及時提供逃生路線和救援策略，輔助現場應急指揮。

4 結束語

我國煤炭行業(yè)依然屬于危險系數比較高的行業(yè)之一，要想使煤炭行業(yè)生產長治久安，就務必建立健全而高效的安全監(jiān)測監(jiān)控系統。隨著信息技術的飛速發(fā)展和認識理念的提升，加強煤礦安全監(jiān)測管理勢在必行。建立煤礦安全監(jiān)測管理系統，有利于從多環(huán)節(jié)有效解決煤礦安全生產問題，增強了安全保障能力，有利于增強煤礦企業(yè)安全管理水平，增強安全生產能力。