陳小林， 屈世甲， 佘九華， 張羽

(1.中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司，江蘇 常州 213015；2.天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司，江蘇 常州 213015)

0 引言

在煤礦信息化與自動(dòng)化發(fā)展的初級(jí)階段，煤礦安全隱患排查機(jī)制是煤礦日常安全管理的重要手段[1-2]，通過(guò)對(duì)人員、設(shè)備、環(huán)境和管理方面存在的安全隱患進(jìn)行識(shí)別、梳理及跟蹤處置[3-4]，實(shí)現(xiàn)隱患閉環(huán)管理，在一定程度上避免了隱患擴(kuò)大和事故發(fā)生[5-6]。但以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出一定的局限性：一方面，煤礦現(xiàn)場(chǎng)隱患類型和數(shù)量受不同地質(zhì)條件、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)過(guò)程的影響較大，隱患的產(chǎn)生和消除常常是動(dòng)態(tài)的過(guò)程[7]，現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)對(duì)于新產(chǎn)生的隱患沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并納入隱患管理流程的問(wèn)題，針對(duì)隱患本身管理實(shí)時(shí)性不高和覆蓋面不夠[8-9]；另一方面，隱患的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)特征導(dǎo)致以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系在不同煤礦存在較大差異[10-11]，存在復(fù)用性不強(qiáng)的問(wèn)題。

在中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)發(fā)布的T/CCS 001—2020《智能化煤礦(井工)分類、分級(jí)技術(shù)條件與評(píng)價(jià)》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中，提出煤礦要具有完善的安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控工作體系，并實(shí)現(xiàn)信息化管理[12]。與隱患不同的是，對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)是客觀存在的，對(duì)于地質(zhì)條件、生產(chǎn)方式和管理方式類似的煤礦，其風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)大多數(shù)是通用的。風(fēng)險(xiǎn)如果控制、處理得當(dāng)，就不會(huì)發(fā)展成隱患，但由于管控措施不到位或不可控因素發(fā)生，有可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)升級(jí)成隱患[13-15]。因此，本文提出了基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系，對(duì)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中面臨的所有風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)按照既定的分級(jí)管控規(guī)則進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防控。相比以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系，基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系在事故預(yù)防的前置性、實(shí)時(shí)性、全面性和復(fù)用性上有較大提升。

1 基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系架構(gòu)

基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系架構(gòu)如圖1所示。以煤礦風(fēng)險(xiǎn)為核心，圍繞風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視及處置，從體系建設(shè)、體系實(shí)施及執(zhí)行、體系運(yùn)行監(jiān)視及處置、體系運(yùn)行指數(shù)綜合評(píng)估及分析預(yù)警4個(gè)維度，構(gòu)建人員、設(shè)備、環(huán)境、管理方面動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管控和重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題分析相結(jié)合的煤礦安全綜合防控體系。

圖1 基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系架構(gòu)

2 風(fēng)險(xiǎn)管控

2.1 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)

風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)流程如圖2所示。風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)人員根據(jù)作業(yè)地點(diǎn)的生產(chǎn)工藝、設(shè)備設(shè)置、作業(yè)環(huán)境等情況，結(jié)合煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)進(jìn)行對(duì)照、分析，采用LEC法[16-17]對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性分級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)結(jié)果錄入后形成適合特定煤礦的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，根據(jù)各風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控要求，自動(dòng)創(chuàng)建風(fēng)險(xiǎn)管控任務(wù)并下發(fā)，形成完整的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視清單，為后期人工檢查和系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)管提供依據(jù)。

圖2 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)流程

2.2 風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視

風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視流程如圖3所示。依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視清單，通過(guò)人工和系統(tǒng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視：當(dāng)人工檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)升級(jí)成安全隱患，啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)異常處置流程；當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，啟動(dòng)系統(tǒng)智能聯(lián)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)異常處置流程。

圖3 風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視流程

2.3 隱患閉環(huán)管理與員工精準(zhǔn)培訓(xùn)

將隱患閉環(huán)管理與煤礦日常工作相結(jié)合，以建機(jī)制、查隱患、抓治理、遏事故、重學(xué)習(xí)為工作主線，同時(shí)結(jié)合學(xué)習(xí)平臺(tái)，對(duì)因人為因素導(dǎo)致隱患產(chǎn)生的員工開(kāi)展精準(zhǔn)培訓(xùn)。隱患閉環(huán)管理與員工精準(zhǔn)培訓(xùn)流程如圖4所示。

圖4 隱患閉環(huán)管理與員工精準(zhǔn)培訓(xùn)流程

在煤礦隱患排查治理過(guò)程中，根據(jù)隱患類型、嚴(yán)重程度和發(fā)生地點(diǎn)，從整改責(zé)任部門和責(zé)任人員、整改措施、整改時(shí)間、整改資金、整改預(yù)案5個(gè)方面對(duì)隱患進(jìn)行“五落實(shí)”。隱患整改人員利用移動(dòng)端APP拍照或拍視頻上傳整改結(jié)果，完成隱患的現(xiàn)場(chǎng)整改反饋。隱患復(fù)查人員對(duì)先前查出的隱患進(jìn)行實(shí)地復(fù)查，若復(fù)查不通過(guò)則重新整改。

通過(guò)對(duì)隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，分析隱患出現(xiàn)原因，針對(duì)人為因素導(dǎo)致的隱患，自動(dòng)定位到相關(guān)煤礦員工，通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)精準(zhǔn)推送相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料并考核，從而有針對(duì)性地提高煤礦員工整體安全生產(chǎn)技能。

3 煤礦重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題

傳統(tǒng)煤礦主要針對(duì)水、火、瓦斯、頂板和粉塵五大災(zāi)害安裝單一安全監(jiān)測(cè)類系統(tǒng)來(lái)提升安全生產(chǎn)能力，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)獨(dú)立且無(wú)法綜合利用。以單一安全監(jiān)測(cè)類系統(tǒng)為主體的安全監(jiān)控運(yùn)行模式雖然在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)維護(hù)和管理上具有一定的便利，但無(wú)法從特定災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)整體視角上實(shí)現(xiàn)全面管控。煤礦重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題基于風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)形成的整體性管控業(yè)務(wù)要求，通過(guò)融合傳統(tǒng)單一安全監(jiān)測(cè)類系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單一災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的綜合監(jiān)視、數(shù)據(jù)分析及預(yù)警；通過(guò)整合智能通風(fēng)、排水、供電等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單一災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)異常情況下的異常聯(lián)動(dòng)處置，如圖5所示。

圖5 煤礦重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題

針對(duì)煤礦最常見(jiàn)的水、火、瓦斯、頂板和粉塵五大災(zāi)害，煤礦重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題從以下方面進(jìn)行考慮：

(1)瓦斯災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題與智能通風(fēng)、供電系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)瓦斯變化動(dòng)態(tài)仿真，可根據(jù)瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行瓦斯積聚區(qū)智能預(yù)測(cè)預(yù)警，風(fēng)量、風(fēng)速智能調(diào)節(jié)，瓦斯超限區(qū)域智能斷電。

(2)礦井水害風(fēng)險(xiǎn)專題與智能排水系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)水害智能仿真，并與礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)水害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與展示。

(3)礦井火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)專題與安全監(jiān)控系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、光纖測(cè)溫系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，能夠與灌漿、注氮等設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制；電氣設(shè)備、帶式輸送機(jī)等易發(fā)生火災(zāi)區(qū)域設(shè)有火災(zāi)變量監(jiān)測(cè)裝置及防滅火系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)參數(shù)智能監(jiān)測(cè)、分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行火災(zāi)智能預(yù)測(cè)、預(yù)警及聯(lián)動(dòng)控制。

(4)礦井頂板災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題在礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)綜采工作面、綜掘工作面的礦山壓力大數(shù)據(jù)分析及評(píng)價(jià)，能夠基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)礦山壓力預(yù)測(cè)與預(yù)警。

(5)礦井粉塵災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題與智能噴霧裝置進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，基于粉塵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能降塵功能，且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。

4 體系運(yùn)行指數(shù)綜合評(píng)估及分析預(yù)警

基于煤礦企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)中各類風(fēng)險(xiǎn)防控要求，將較大、一般、較輕3個(gè)級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)管控要求與風(fēng)險(xiǎn)實(shí)際受控情況進(jìn)行比對(duì)分析，形成較大、一般及較輕風(fēng)險(xiǎn)管控指數(shù)；將重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控要求與重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)專題分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析，形成重大災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控指數(shù)。將形成的對(duì)應(yīng)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)中所有風(fēng)險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)管控指數(shù)進(jìn)行擬合，從而實(shí)現(xiàn)體系運(yùn)行指數(shù)綜合評(píng)估及分析預(yù)警，如圖6所示。

圖6 體系運(yùn)行指數(shù)綜合評(píng)估及分析預(yù)警

5 結(jié)語(yǔ)

從風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)信息化、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視動(dòng)態(tài)化、隱患管理閉環(huán)化、員工培訓(xùn)精準(zhǔn)化、安全體系運(yùn)行結(jié)果指標(biāo)化等方面，構(gòu)建了基于風(fēng)險(xiǎn)管控的煤礦安全綜合防控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員作業(yè)行為、設(shè)備安全狀態(tài)、環(huán)境安全態(tài)勢(shì)、管理安全等方面風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、異常判定、聯(lián)動(dòng)處置及應(yīng)急處置。該體系有助于實(shí)現(xiàn)全面風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控，把風(fēng)險(xiǎn)控制在隱患形成之前、把隱患消滅在事故發(fā)生之前，達(dá)到防控重大風(fēng)險(xiǎn)、遏制重特大事故的目標(biāo)。