于世雷，馮黎莉，孫 康

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

0 引言

隨著煤礦智能化與信息化進程的推進，我國煤礦安全生產(chǎn)已經(jīng)有了明顯的提高，但總體形勢依然不容樂觀，仍然存在安全事故頻發(fā)的現(xiàn)象，因此從源頭遏制煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)本質(zhì)安全變得尤為重要[1-2]。目前傳統(tǒng)的安全管理方式已不能滿足當(dāng)前煤礦發(fā)展需要[3]，采用科學(xué)的煤礦安全管控手段已成為適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的必然趨勢。隨著國家雙重預(yù)防機制的推進，風(fēng)險分級管控及隱患排查治理成為國內(nèi)大多數(shù)煤礦和高危企業(yè)通用的風(fēng)險管控手段，煤礦風(fēng)險分級管控與隱患排查治理環(huán)節(jié)主要包括：風(fēng)險辨識和評估、風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)和管控措施制定、風(fēng)險檢查和閉環(huán)管理、隱患檢查和閉環(huán)管理、風(fēng)險監(jiān)測和風(fēng)險預(yù)警等。

將煤礦風(fēng)險分布情況及等級以醒目化的方式展現(xiàn)給煤礦管理者，使煤礦工人清晰、準(zhǔn)確、直觀地看到所處環(huán)境的風(fēng)險分布及等級，掌握管控措施，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險時可以以正確的措施對風(fēng)險及時管控，減少風(fēng)險發(fā)展為隱患、隱患演變?yōu)槭鹿实目赡苄??；诖?，設(shè)計開發(fā)基于2D GIS的煤礦風(fēng)險分級管控與隱患排查治理可視化的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)，將煤礦風(fēng)險分布情況以風(fēng)險四色圖的形式在GIS地圖上展示，同時通過風(fēng)險管控和隱患排查閉環(huán)流程以及責(zé)任人、整改人、督辦人的反饋消除風(fēng)險與隱患，形成普遍用于煤礦企業(yè)風(fēng)險管控的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)。

1 雙重預(yù)防管理系統(tǒng)總體設(shè)計

雙重預(yù)防管理系統(tǒng)以煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系為依據(jù)，結(jié)合2D GIS以風(fēng)險分級管控和事故隱患排查為核心，構(gòu)建以風(fēng)險辨識和評估、風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)和管控措施制定、風(fēng)險檢查和閉環(huán)管理、隱患檢查和閉環(huán)管理、風(fēng)險監(jiān)測和風(fēng)險預(yù)警業(yè)務(wù)狀態(tài)鏈，通過構(gòu)建礦井整體的安全業(yè)務(wù)執(zhí)行業(yè)務(wù)流，將零散的安全業(yè)務(wù)體進行有機整合，從而有效提升煤礦雙重預(yù)防信息化管理水平，對煤礦發(fā)展具有較高的經(jīng)濟和社會效益[4-7]。

雙重預(yù)防管理系統(tǒng)基于B/S(Browser/Server)模式，采用.NET設(shè)計框架，使用C Sharp語言開發(fā)，對煤礦進行風(fēng)險管理時，結(jié)合企業(yè)風(fēng)險庫中重大、較大、一般、低風(fēng)險對應(yīng)紅、橙、黃、藍四色圖生成全礦井的風(fēng)險四色圖，并以2D GIS地圖展示全礦風(fēng)險分布情況，煤礦安全風(fēng)險分級管控與隱患排查治理系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.1 Overall system architecture

2 雙重預(yù)防管理流程與系統(tǒng)主要功能設(shè)計

2.1 雙重預(yù)防管理流程

2.1.1 風(fēng)險分級管控流程

為從源頭上對事故進行預(yù)防，保障煤礦安全風(fēng)險管控措施落實到位，及時發(fā)現(xiàn)安全管控中存在的異常，系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場實際設(shè)計了可科學(xué)的風(fēng)險管控工作流程，打通從風(fēng)險辨識、措施落實、風(fēng)險監(jiān)視、異常分析及預(yù)警的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對煤礦安全風(fēng)險管控的全過程跟蹤預(yù)警，幫助煤礦落實安全風(fēng)險管控工作。管控流程如圖2所示。

圖2 風(fēng)險分級管控流程Fig.2 Risk classification control process

針對煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化要求的年度及專項風(fēng)險辨識出的風(fēng)險，系統(tǒng)設(shè)計了向?qū)斤L(fēng)險辨識結(jié)果錄入功能，辨識人員在選擇辨識地點后，可根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備設(shè)置、作業(yè)環(huán)境等條件直接從基礎(chǔ)風(fēng)險庫中進行檢索，系統(tǒng)會自動分析出該地點下可能存在的風(fēng)險，并采用LEC法對風(fēng)險進行定性分級，安全管理人員僅需根據(jù)實際情況勾選相應(yīng)的風(fēng)險即可完成辨識結(jié)果的錄入，實現(xiàn)辨識結(jié)果的快速錄入，以此減輕風(fēng)險辨識人員數(shù)據(jù)梳理工作量，提高風(fēng)險辨識數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度。

當(dāng)風(fēng)險辨識結(jié)果錄入后，系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)險管控責(zé)任，自動生成風(fēng)險管控任務(wù)并下發(fā)，使得風(fēng)險管控工作目標(biāo)明確。管控責(zé)任包括責(zé)任人、分管領(lǐng)導(dǎo)、復(fù)查人，其中責(zé)任人負責(zé)具體的安全風(fēng)險措施落實并將管控結(jié)果反饋在系統(tǒng)中；分管領(lǐng)導(dǎo)在系統(tǒng)中負責(zé)對措施落實過程進行關(guān)注知悉。當(dāng)責(zé)任人完成風(fēng)險管控措施落實時，流程進入到復(fù)查環(huán)節(jié)，復(fù)查人在系統(tǒng)上接收到相關(guān)復(fù)查任務(wù)，對管控措施落實情況進行復(fù)查。若管控措施落實到位，則復(fù)查合格；若管控措施落實不到位，則根據(jù)安全風(fēng)險發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可選擇重新落實或錄入隱患。

當(dāng)管控措施落實完成后，系統(tǒng)能夠根據(jù)管控措施對應(yīng)的檢查頻次自動生成相應(yīng)的人工檢查任務(wù)，并下發(fā)至管控措施對應(yīng)的檢查人。檢查人可通過礦用巡檢記錄儀，根據(jù)檢查任務(wù)明確的巡檢路線進行菜單式檢查，當(dāng)管控措施落實情況不到位或者異常時，可直接錄入隱患，進入隱患閉環(huán)治理流程，實現(xiàn)了風(fēng)險隱患一體化管控。

2.1.2 隱患排查治理流程

隱患排查治理是智能安全管控重要一環(huán)，當(dāng)風(fēng)險管控失效時，及時排查出事故隱患，同時，對隱患及時正確的處置，是避免事故發(fā)生的重要手段。為有效對煤礦隱患進行排查治理，將事故隱患排查治理與煤礦日常工作相結(jié)合，以建機制、查隱患、抓治理、遏事故、重學(xué)習(xí)為工作主線，建立隱患閉環(huán)管理及處置流程，并結(jié)合智能考試平臺，輔助管理人員對員工因人為因素導(dǎo)致隱患的智能考試，如圖3所示。

圖3 隱患排查治理流程Fig.3 Hidden danger investigation and governance process

根據(jù)檢查類型的不同，系統(tǒng)將檢查分為各專業(yè)科室自查與安檢科或上級領(lǐng)導(dǎo)他查。在煤礦隱患排查過程中，對發(fā)現(xiàn)的隱患進行“五落實”，即根據(jù)隱患類型和嚴重程度確定隱患落實的整改目標(biāo)；根據(jù)隱患發(fā)生的地點與責(zé)任區(qū)域，確定責(zé)任部門和責(zé)任人員，并給出相應(yīng)的隱患落實整改措施；責(zé)任人員根據(jù)整改意見并結(jié)合煤礦實際情況確定整改時間、整改資金、驗收時間及驗收人員。

檢查人員利用移動端APP將排查出的隱患信息智能填寫后，利用井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)將隱患數(shù)據(jù)上傳至煤礦智能安全管控系統(tǒng)中，同時，系統(tǒng)將隱患處置信息自動通知給隱患整改人員。

用戶根據(jù)自己的身份職能登錄系統(tǒng)后，對推送的相關(guān)隱患信息進行了解與確認無異議后，隱患整改人根據(jù)實際情況對隱患申請是否延期處置，系統(tǒng)進一步下發(fā)整改任務(wù)；如果確認過程中認為隱患與自己職能無關(guān)，可駁回隱患整改任務(wù)，同時填寫駁回理由。

當(dāng)隱患整改負責(zé)人對隱患整改完成后，通過移動APP拍照或拍視頻上傳整改結(jié)果，并提交驗收申請。系統(tǒng)自動向驗收人員發(fā)送驗收消息提醒，驗收人員對提交的驗收請求的隱患進行實地復(fù)查，確定該隱患確實已經(jīng)整改完成并合格，對整改合格的隱患審核驗收通過，同時對隱患數(shù)據(jù)進行存檔；如若驗收不通過，則將結(jié)果登記為未審核通過，并填寫未通過原因，發(fā)回整改人員處重新進行整改。

2.2 雙重預(yù)防管理系統(tǒng)主要功能設(shè)計

2.2.1 風(fēng)險辨識

圍繞風(fēng)險管控關(guān)鍵過程，雙重預(yù)防管理系統(tǒng)提供向?qū)降谋孀R流程，實現(xiàn)煤礦年度與專項風(fēng)險辨識工作規(guī)范化、高效化。另外，系統(tǒng)內(nèi)置煤礦基礎(chǔ)風(fēng)險庫，進行風(fēng)險辨識時，可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)工藝、地質(zhì)條件、安全組織體系等有效輔助企業(yè)風(fēng)險辨識工作，提高安全風(fēng)險辨識效率，降低安全風(fēng)險辨識工作的難度，減少數(shù)據(jù)梳理工作量。

2.2.2 安全風(fēng)險分級預(yù)警

基于煤礦安全組織體系，結(jié)合煤礦安全風(fēng)險管控主體責(zé)任人、業(yè)務(wù)監(jiān)管責(zé)任人、安全監(jiān)管責(zé)任人的管控層級要求，實現(xiàn)煤礦安全風(fēng)險分級自動預(yù)警，促進管控責(zé)任落實。

2.2.3 安全巡檢

根據(jù)煤礦風(fēng)險辨識形成的企業(yè)風(fēng)險庫，利用礦用巡檢記錄儀、地址卡等設(shè)備，實現(xiàn)人員巡檢打卡、軌跡監(jiān)控、菜單式安全確認、風(fēng)險管控措施落實檢查等功能。當(dāng)風(fēng)險管控措施落實不到位，支持自動生成隱患及其安全考核記錄，實現(xiàn)風(fēng)險與隱患管控一體化。

2.2.4 事故隱患排查

系統(tǒng)建立標(biāo)準(zhǔn)化隱患排查及分級治理閉環(huán)流程，利用巡檢記錄儀、身份卡等設(shè)備，實現(xiàn)隱患排查治理的記錄統(tǒng)計、過程跟蹤、逾期報警及信息上報的信息化管理，從而提高煤礦隱患治理水平，進而防治事故發(fā)生。

2.3 2D GIS風(fēng)險可視化管理

2D GIS是一種獲取、存儲、編輯、處理、分析、顯示和輸出地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)[8]。系統(tǒng)中引入該技術(shù)對原始巷道圖層、隱患風(fēng)險數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，建立數(shù)據(jù)管理體系，并分析、提取隱患風(fēng)險數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，同時利用GIS技術(shù)的對象顯示功能實現(xiàn)煤礦風(fēng)險動態(tài)預(yù)警四色圖的高效展示，建立基于隱患風(fēng)險的數(shù)據(jù)搜集-空間分析-輔助決策的動態(tài)綜合管理信息流[9-10]，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦隱患風(fēng)險的實時可視化展現(xiàn)。GIS技術(shù)主要組成結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 GIS技術(shù)主要組成結(jié)構(gòu)Fig.4 The main structure of GIS technology

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用界面

該系統(tǒng)已在貴州省盤州市盤州精煤股份有限公司進行了現(xiàn)場應(yīng)用并取得了良好的應(yīng)用效果，現(xiàn)場應(yīng)用相關(guān)界面如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)App端部分應(yīng)用界面Fig.5 Part of the application interface on the App side of the system

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

提高煤礦企業(yè)安全管理的工作效率：針對不同等級的風(fēng)險，管理者做出的決策更加準(zhǔn)確、合理，同時令執(zhí)行者根據(jù)管控措施對風(fēng)險做出的反應(yīng)更具針對性。

提高隱患整改效率：檢查人通過下井檢查，將檢查情況錄入系統(tǒng)中，使得所有檢查出的問題都可在系統(tǒng)中集中反映出來，煤礦企業(yè)各個部門通過登錄賬號均可看到權(quán)限內(nèi)所有信息。另外被檢部門通過查看部門內(nèi)存在的問題，抓緊時間整改，對于超期不整改的問題，其警情升級，加大懲罰力度。

提高自主學(xué)習(xí)性：通過2D GIS將煤礦風(fēng)險等級以四色圖的形式展示出來，通過讓觀看本作業(yè)環(huán)境所存在的風(fēng)險等級給以心里震懾，同時激發(fā)職工的主動學(xué)習(xí)崗位技能的意識，使他們了解工作場所中的危險源，掌握管理措施。

提高煤礦雙重預(yù)防信息管理水平：通過對本系統(tǒng)的應(yīng)用使得動態(tài)掌握了風(fēng)險源與隱患的業(yè)務(wù)處理情況，可對井下風(fēng)險與隱患所在區(qū)域可視化展現(xiàn)，提高了煤礦雙重預(yù)防的管理水平。

4 結(jié)語

(1)以風(fēng)險分級管控與隱患排查治理的雙重預(yù)防機制為研究對象，基于B/S(Browser/Server)模式，采用.NET設(shè)計框架，使用C Sharp語言開發(fā)煤礦安全風(fēng)險分級管控與隱患排查治理的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)。

(2)系統(tǒng)結(jié)合企業(yè)風(fēng)險庫中重大、較大、一般、低風(fēng)險對應(yīng)紅、橙、黃、藍四色圖生成全礦井的風(fēng)險四色圖，并以2D GIS地圖展示全礦風(fēng)險分布情況及具體風(fēng)險管控閉環(huán)情況，同時，對風(fēng)險和隱患數(shù)據(jù)進行分析從而達到對風(fēng)險和隱患的預(yù)判、預(yù)知、預(yù)警。

(3)系統(tǒng)現(xiàn)場實踐表明，系統(tǒng)能夠高效對風(fēng)險及隱患進行業(yè)務(wù)流程處理，實現(xiàn)風(fēng)險與隱患的全生命周期管理，可大大提升煤礦雙重預(yù)防信息管理水平，為煤礦智能化建設(shè)奠定一定基礎(chǔ)。