探究煤矿安全风险评价与预警

探究煤矿安全风险评价与预警

马正斌，

陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，安全管理中心，陕西 榆林 719300

摘要：安全是保证煤矿正常生产经营的前提。安全风险管理的有效性和全面性直接决定着煤矿生产的效率和经济效益。传统的安全风险管理主要取决于工人对相关制度的执行程度。这是高度主观、低效和无效的。特别是随着当前井下自动化水平的不断提高，形成了“多点、长线、宽面”的井下开采格局。依靠传统安全管理模式的安全管理手段和方法已不能满足高效、安全的实际需要。结合煤矿综采作业手段及信息化的发展，提出煤矿安全风险智能预警管控系统并对应用情况进行了分析。

关键词：煤矿；安全风险；智能预警；管控系统

引言

目前，我国煤炭资源开采进度已达到节能控制阶段，煤炭开采的程度越来越深。相关企业在开展煤矿开采时，往往受到多重因素的干扰，无法有效保障整个煤矿开采的安全，如粉尘和瓦斯爆炸、地下水冲击和巷道塌陷等，将对施工人员的生命安全产生负面影响，煤炭开采的过程和效率也将在一定程度上受到阻碍。在传统的安全管理工作中，大多采用人工模式，不仅效率达不到预期标准，而且无法有效提高整个项目的安全系数。为了避免这种情况，施工单位在进行煤矿安全风险管理过程中，灵活引用煤矿安全风险智能预警管控系统，来满足人员安全的保障。

1智能预警管控系统在煤矿安全应用中的可行性分析

智能预警管控系统的原理是通过传感器采集的数据建立实际物体的数字模型和物理仿真模型，从而实现实际物体在虚拟空间中的多维仿真过程。智能预警管控系统的主要特点是实现物理实体与虚拟数字空间之间的高性能交互，并基于采集的传感器数据建立物理实体与信息空间之间的数据关联和信息交互。因此，在应用智能预警管控系统时，应充分考虑传感器数据采集的全面性。目前，我国煤矿信息化建设逐步进入智能化阶段，信息采集逐步完善，安全监控系统、矿压监测系统、束管监测系统、双重预控系统等已在煤矿进行了普及化建设，结构与非结构化数据得到了较为全面的采集，因此基于智能预警管控系统实现煤矿安全管控具有一定的可行性。

2 煤矿安全风险智能预警管控系统的应用价值

2.1 实现实时性管理

实时管理是煤矿安全风险智能预警与控制系统的优势。由于其使用监控设备配合传感器系统完成区域参数的采集和控制，在网络和电力资源没有问题的前提下，相关企业的管理人员无需前往现场进行全天候监督或检查，只有使用煤矿安全风险智能预警与控制系统，才能完成实时管理，随时随地监测安全生产状况，系统的历史记录功能还可以用于不同时间段的参数比较。与传统技术相比，煤矿安全风险智能预警与控制系统的存在可以有效提高煤矿开发的安全性，降低成本支出的同时还能缓解管理人员的工作量，这对于后续工作发展也会产生积极有效的促进作用。

2.2 识别各项危险因素

众所周知，矿山生产活动通常在地下进行，生产环境相对复杂，稍有不慎就可能导致严重的安全事故。如果能够将智能预警与控制系统积极引入安全管理，就能够有效识别矿山生产经营中的各种危险因素，使相关管理人员能够及时采取措施，有效预防和控制危险因素，避免其对矿山安全生产造成不利影响。例如，在煤矿生产中，瓦斯是影响煤矿安全的重要因素。一旦气体浓度过高，不仅会对工人造成气体中毒，还可能引发爆炸，对工人的生命安全和矿山安全造成很大影响。然而，造成上述问题的原因有很多，甚至很多不起眼的因素都可能成为安全事故的原因。借助智能预警控制系统，可以对各项危险因素进行全面的分析与识别，有效提高安全管理方案的针对性和有效性，从而为矿山安全提供相应的保障。

3 煤矿安全风险智能预警管控系统应用

3.1 设备运行监测

为了保证矿山机械设备在运行过程中的可靠性，基于设备运行状态自动监测系统和物联网技术，开发了设备运行实时监测报警系统。该系统可以在运行过程中监测采矿设备的参数，将监测结果与数据库中的参数进行比较，并快速确认设备的运行状态。系统通过自动比对发现异常参数，并进行校准、分析和预警，帮助维护人员快速确定设备异常信息和原因，从而有效提高设备整体运行的可靠性。系统可以根据设备运行状态的监测结果自动生成设备的“体检报告”，明确了设备需要重点维护的部位，解决了以往定期维护周期长、效果差等缺点，对于保证设备的运行可靠性和延长设备的使用寿命具有重要意义。通过风险报警智能监控系统，真正实现了对全矿区风险状态的实时监测和预警，并且能够对一定时间内的风险情况进行智能分析，为制定更合理的风险控制方案提供依据。

3.2 人员定位智能监控

矿工们在地下几千米左右的深井里工作，深井离地面很远。环境相对恶劣。地下和地面人员之间的通信很不方便。传统的定点监测不到位。同时，摄像头的损坏将导致地下监控和数据传输困难。因此，建立井下远程监控系统不仅可以远程监控设备和人员，随时掌握人员分布和井下作业环境，及时发现设备事故征兆。当出现设备发热、异响等现象时，能及时判断故障并提醒维护维修，有效避免事故发生。智能监控系统的人员定位子系统主要由定位基站、现场总线和智能卡三部分组成。定位基站实现对井下人员身份定位和编码的采集，并将其传输至地面监控主机。操作员的身份信息保存在智能卡中，一旦发生煤矿事故，可以发出警报提示。煤矿实时监控需要确保信息传输：首先，系统的主要传输平台使用CAN总线，并使用智能卡定位设备和工人，搭建井下智能巡检二级安全监控和人员定位系统。矿井作业人员以及设备的身份识别码被存储在监控系统中，通过矿工头盔和设备侧方的识别贴条进行信号发送，信号通过中间基站进行处理和加强，最后发送到上位机并显示人员的位置。

3.3 矿井瓦斯监测

为了实现信息技术在瓦斯监测系统中的合理应用，需要采集风机房内每个风机叶片的具体数据，对其瓦斯含量进行系统分析和实时监测，从而构建矿井瓦斯监测系统，实现对矿井内部安全状况的动态监测，然后将收集到的数据信息传输到煤矿安全风险智能预警与控制系统。在监控中心，对采集的各类数据和信息进行全面筛查和检测。一旦发现异常情况，应立即发出警报。应结合数据信息的特点和内容，制定并实施与当前情况相匹配的相应措施或策略。同时，在模拟传感器技术的支持下，检测气体的含量，然后通过其标准值和分数值的比较，根据不同的结果采取有针对性的解决方案。如果发现检测数据高于标准值，需要采取声光报警策略，并及时疏散现场工作人员，确保矿井通风良好。此外，为了避免可能导致安全事故的所有不利因素的存在，要加强对矿山员工的管理，采取安全防护措施，避免危险事故的发生。因此，煤矿安全风险智能预警管控系统的建立在矿井瓦斯报警方面的系统开发中，也起到了一定的推进作用。

结束语

综上所述，智能预警管控系统在煤矿安全风险管理中的应用，可以显著提高煤矿安全管理水平，对有效应用各项安全管理措施，实现煤矿安全生产目标具有非常积极的作用。因此，相关企业应高度重视智能预警与控制系统，对其进行深入研究，并结合实际将其有效应用于安全管理工作中，以此来提高安全管理工作的科学性、全面性与有效性，使其能够在煤矿生产活动中发挥更大的作用，为相关企业的健康发展提供支持。

参考文献：

[1] 王道元,王俊,孟志斌,张雪峰,李敬兆.煤矿安全风险智能分级管控与信息预警系统[J].煤炭科学技术,2021,49(10):136-144.

[2] 杨阳,秦晓慧,付江龙.面向煤矿安全的智能监控及预警系统设计[J].物联网技术,2018,8(12):15-16+19.