智能视频在煤矿安全监控方面的应用

智能视频在煤矿安全监控方面的应用

张栓平

国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿 内蒙古鄂尔多斯 017200

摘要：随着近年来国家经济发展转型升级，社会安全意识逐年提升，党和国家对安全工作的要求不断提高，政策约束越来越紧，问责力度越来越大，上级监管要求不断趋严、监管力度不断加码；加之煤炭行业的特殊性，煤矿井下安全生产工作时刻受到水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害及其它机电、运输等方面不安全因素的威胁，安全生产工作始终处于有风险和高风险的状态，发生事故的几率较高。因此，建设安全高效矿井成了各煤炭企业的必然选择，也是国家煤炭产业结构调整的方向，而借助现代信息技术，提高煤矿安全管理水平，真正实现煤矿井下安全的可防可控、必防必控，是建设安全高效矿井的必由之路。

关键词：智能视频；安全；监测；

1.煤矿井下管理技术概述

由于我公司所属矿井煤层薄，点多面广、战线长、用人多、效率低，安全管理难度大，安全保障度不高，表现在：零星事故多发频发，隐患“三违”数量多，煤尘、顶板等治灾效果差，安全生产保障工作不到位等等问题。针对这些问题，本公司各矿在创新安全管理方面进行多次尝试，尤其是乌兰木伦煤矿成立以来，安全管理水平有了一定的提升，但与同期国内外先进煤矿企业相比差距较大。其根本原因在于各矿井安全管理始终停留在“人管人、人盯人、面对面”的传统管理模式下，现场安全管理手段和管理方式方法仍没有取得根本性突破，安全管理水平、安全效果无法进一步提高。这种传统的安全管理模式存在很多的不足：安全管理的效率低。传统的安全管理主要靠管理人员到现场检查监管，来督促各项工作措施落到实处，这种管理方式费时费力，管理效率不高。无法实现对现场的实时连续监管。由于管理人员有限，管理人员的精力有限，管理人员的专业知识有局限性，不可能做到对井下现场的连续实时有效监管，安全管理的连续性、持续性和实时动态监管问题无法从根本上解决，安全管理工作始终有空档、有漏洞、有盲区。安全管理的时效性不强。受时空局限性影响，管理人员无法及时、准确、全面的掌握井下所有安全生产动态信息，制定的安全管理应对举措滞后，安全管理的时效性不强。安全管理还停留在“事后管理”阶段。由于缺乏动态实时监管手段，对管理制度、安全措施的贯彻落实情况和工作进展过程无法实时跟踪考核，更多的时候是根据事后结果来进行考核奖惩，实现管理目的，对事前、事中的考核不到位，管理仍较粗放。

2.煤矿智能视频应用现状

针对不同的煤矿井下视频分析需求，本矿结合实践经验开发了较多的实际场景应用，但目前视频应用刚起步，还存在一定的局限。（1）井下设备环境适用性不好。不同作业环境场景对视频感知设备的可维护性、适用性、防护性能、接口类型等要求不同，目前的视频设备对于特殊环境的维护性不好，视频分析效果不佳。如在采掘工作面，环境中煤尘较大，摄像仪镜头易受污染，严重影响视频成像效果，还需要依靠人工进行清洁维护。（2）视频分析算法通用性差、准确率低。通过上述智能视频主要应用场景分析，煤矿井下应用场景及需求多样，获取样本数据有限，特别是设备出现故障时的异常样本数据更难获取，已有的智能视频分析算法识别准确率和精度不高，不同矿井作业场景适应性差，识别算法通用性不好。即使是同样的识别算法，不同的应用环境也存在不适用的问题，还需重新提交样本集进行针对性训练。这也导致了大部分应用场景在识别到报警事件后只起到了报警提示作用，后续报警联动控制功能未真正启用。

3智能视频在煤矿安全监控方面的应用

3.1巷道变形监测

在煤矿井下生产中，巷道是一种重要的设施。为了保证巷道使用的安全性，需要对巷道的变形量进行监测。在现场已经采用顶板离层仪对锚杆的应力进行实时监测。但是顶板离层仪监控的范围十分有限，存在一定的死角，而且只能监测支护体是否出现失效的情况，这不利于对巷道变形的有效监测。为此，现在很多煤矿在巷道的顶板上安装了视频监控设备。通过煤矿安全数字视频监控系统，工程师可以在井上实时查看巷道表面的破坏情况，例如表面出现的裂纹、脱皮、凸起以及漏水等。及时地发现这些问题并进行处理，可以有效地避免由于巷道局部破坏而引起的巷道大面积破坏情况。对于顶板出现的破碎情况，可以及时地进行清理，避免冒顶引起的人员伤亡事故。

3.2视频AI识别的煤矿胶带运输智能控制系统

煤矿利用视频AI分析技术，对主煤流运输系统的皮带煤量、异物、堆煤及跑偏进行识别和分析，对实时煤量进行识别，进行智能调速和运量统计，对危险区域闯入、皮带轴承及滚筒超温进行监测，实现全煤流管控区域的视频检测、隐患的智能报警闭锁，提高系统响应速度，提升煤矿安全智能化管理水平。系统将视频识别分析、工业联动控制等功能集成为一体，利用矿用本安型图像处理摄像仪、AI控制主机、远程控制设备等组成一个智能化、多功能、全天候的动态视频智能识别系统。通过将机器视觉分析识别与工业控制相结合，实现对矿井环境及物品（设备）状态等的识别，并能联动煤矿井下运输皮带等主要生产设备进行自动保护停机、智能调速控制等。此外，系统可以精确识别皮带的煤量变化，统计皮带的实时运煤量，对皮带进行精准调速，减少设备磨损并能够降低能耗。

3.3安全生产视频监控系统的检查考核评比

安全生产视频监控系统能否充分推广运用关键在领导、成败在考核。我公司坚持问题导向原则，以目标引导工作、以考核检查工作、以评比促进工作，建立健全了安全生产视频监控系统使用维护考核体系，制定了安全生产视频监控系统运用考核细则，明确了检查方式方法、考核扣分标准、评分方法，实行月度检查、季度考评奖惩、年终总评奖罚机制。每月底组织专人对各矿安全生产视频监控系统的使用、维护及矿井内部考评情况定期进行全面检查，重点检查使用系统开展安全生产管理工作情况，每季度评比一次名次，奖头罚尾，重奖重罚，对各矿存在的问题在每月安全生产例会或安全办公会上进行了及时通报，督促各矿及时整改。

4.实施监控技术后的效果

井下发生轻伤事故2起，同期（同标准）减少11人次；轻伤及轻微伤事故也大幅下降；未发生二级非伤亡及以上事故和瓦斯高值超限事故，安全效果取得了近年来最好水平。保障了正常的生产秩序，圆满完成了全年生产任务目标。通过利用系统功能进一步提高生产设备预防性检修质量，提高生产组织调度的准确性、及时性、有效性，及时对生产组织工作中存在的问题进行提前介入管控，减少了对生产的影响，公司共生产原煤增加了约17.8万吨。促进了工作人员作风转变，工作人员履职尽责意识进一步提高。通过人员定位系统、安全生产视频系统，不仅工作人员的行走轨迹和时间能实时查看，其管理行为和履职情况也能一目了然，实现了对现场各级干管人员作风及履职情况的实时监督，促进了工作人员在现场履职尽责。职工行为逐步规范，自我安全意识进一步提高。通过系统揭反职工严重“三违”行为共计120起，并严肃进行追责处理，充分发挥了系统的震慑作用，促使职工重新审视和规范自己的行为，在外部监管压力下逐步养成规范的行为习惯，安全意识和自律意识进一步提高，实现了行为管理的自主检查、自主改进和自主控制。

参考文献：

[1]叶群.浅谈智能视频监控技术在煤矿安全生产中的应用[J].电脑知识与技术,2020,16(15):241-242.

[2]李阳阳.煤矿安全自动智能视频系统的设计与应用[J].机械管理开发,2020,35(03):183-185.