王凱 WANG Kai

（山東唐口煤業(yè)有限公司，濟寧 272000）

0 引言

煤礦安全監(jiān)管是我國各地政府職能機構(gòu)以及相關(guān)部門極為重視的部分，隨著煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進步以及安全監(jiān)測設(shè)備、安全監(jiān)管技術(shù)的全面普及，我國煤礦安全生產(chǎn)的訴求在一定程度上得以滿足[1-2]。現(xiàn)階段，歐洲國家的煤礦監(jiān)管技術(shù)以及風(fēng)險管理控制水平已經(jīng)趨近成熟，為達成更好的監(jiān)督與管理控制效果，部分歐洲國家已將煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦勘測、煤礦開采、行政管理等各部門工作之中，同步落實對煤礦生產(chǎn)監(jiān)管技術(shù)以及軟硬件的革新，確保先進技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備在煤礦生產(chǎn)與管理全過程的滲透[3]。

相較而言，我國煤礦相關(guān)監(jiān)管體系、風(fēng)險管理與控制體系的發(fā)展較晚，與之相對應(yīng)的各種監(jiān)督管理技術(shù)的水平也較為落后，缺少更完善的監(jiān)督與管理應(yīng)用技術(shù)。云計算技術(shù)是近年來發(fā)展最為迅猛的信息技術(shù)之一，同時云計算技術(shù)也是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)相互融合與促進的主要載體，其能夠?qū)⑻摂M化技術(shù)作為信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，通過對各類數(shù)據(jù)地儲存、應(yīng)用以及計算、處理等，精準識別煤礦安全生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患，完成高效率的風(fēng)險監(jiān)測與管理控制工作。

1 閉環(huán)管理控制系統(tǒng)總體設(shè)計與目標定位

落實煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理與控制系統(tǒng)的先決條件是明確井下作業(yè)的風(fēng)險隱患源以及不同風(fēng)險隱患所對應(yīng)的不安全狀態(tài)，針對這一需求，需要廣泛收集井下作業(yè)面的各類動態(tài)空間信息以及監(jiān)測監(jiān)控數(shù)據(jù)；所需使用的方式便是利用云計算技術(shù)以及各類型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)等；系統(tǒng)設(shè)計的難點在于不同核心技術(shù)之間的相互調(diào)配、監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的及時性與精準性、信息處理平臺的計算能力以及專業(yè)化的決策支持、應(yīng)急處理措施的及時性以及有效性；系統(tǒng)設(shè)計的核心思想在于充分銜接不同環(huán)節(jié)、設(shè)施設(shè)備、信息技術(shù)之間的聯(lián)動性，促使其形成一個動態(tài)、完整的數(shù)據(jù)處理以及決策支持、信息反饋閉環(huán)。本次研究所構(gòu)想的煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)體系如圖1 所示。

圖1 煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)體系

煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)的主要設(shè)計目標在于，以預(yù)防控制為核心，落實全面滲透、全過程以及全員參與的閉環(huán)式安全監(jiān)控管理活動。從根源上阻斷煤礦生產(chǎn)事故發(fā)生的因果鏈，杜絕人為、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)備等各方面煤礦生產(chǎn)安全隱患。而信息平臺的主要功能在于利用云計算技術(shù)以及各軟硬程序，驅(qū)動風(fēng)險監(jiān)督與預(yù)警控制閉環(huán)管理，做到對生產(chǎn)過程中任意細小因素的安全信息化監(jiān)督控制管理。

2 生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 風(fēng)險隱患識別 煤礦生產(chǎn)過程中具有諸多的危險因素，并且不同危險源存在分布廣、影響因素多、隱蔽性強、影響程度大、管理效果差、實時變化性強等特征。由此可知，煤礦生產(chǎn)是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對其安全生產(chǎn)風(fēng)險隱患的精準性識別涉及眾多學(xué)科，因此本文基于采礦學(xué)、數(shù)學(xué)、云計算技術(shù)等眾多學(xué)科對系統(tǒng)進行設(shè)計，期望能夠全面地識別出煤礦安全生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患，本次研究所設(shè)計的風(fēng)險隱患識別流程模型可見圖2。

圖2 風(fēng)險隱患識別流程模型

2.2 煤礦井下風(fēng)險隱患評價指標體系 煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險隱患評價指標體系主要包含指向風(fēng)險隱患的單一評價以及直銷風(fēng)險隱患相互制約的區(qū)域性評價。其主要研究與設(shè)計內(nèi)容包含煤礦風(fēng)險隱患的分級體系、風(fēng)險隱患評價指標體系、相互制約的定量化問題以及風(fēng)險隱患指標體系數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，其流程模型如圖3 所示。

圖3 風(fēng)險隱患評價流程模型

2.2.1 評價指標分級 時至今日，我國對煤礦風(fēng)險隱患危險源的識別、監(jiān)控與預(yù)警決策支持分級體系還未構(gòu)建起相對統(tǒng)一、完善的標準。基于此本次研究主要參考國家自然災(zāi)害救助應(yīng)急響應(yīng)等級指標，依托于某一煤礦開工至今的生產(chǎn)安全事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及應(yīng)急預(yù)案資料、風(fēng)險隱患，預(yù)警需求等，將煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險隱患，危險源中相對重要的火災(zāi)隱患、水隱患、甲烷隱患、頂板建設(shè)與使用隱患作為本次研究的重點研究對象，并構(gòu)建其相應(yīng)的指標體系數(shù)據(jù)庫，整理后如表1 所示。

表1 評價指標體系表

2.2.2 評價指標結(jié)構(gòu) 煤礦生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患具備隨機性與復(fù)雜性的特征，由此便要求煤礦風(fēng)險隱患危險源評價指標的選擇與確認具備全面性、針對性、適應(yīng)性特征。同時針對評價指標因素的選擇也要秉持適度原則，過多容易導(dǎo)致評價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于繁雜，不僅提升了評價難度，同時也會降低評價結(jié)果的精準性；過低則會導(dǎo)致評價工作過于簡單，容易引發(fā)以偏概全的問題，無法體現(xiàn)系統(tǒng)的客觀性與全面性。煤炭生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患幾乎涵蓋了煤炭生產(chǎn)作業(yè)的每一環(huán)節(jié)，具體如表2 所示。

表2 煤炭生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患

2.3 煤礦井下風(fēng)險隱患監(jiān)測與預(yù)警體系

想要全面杜絕煤礦生產(chǎn)過程中的風(fēng)險隱患，構(gòu)建高質(zhì)量的風(fēng)險隱患預(yù)警機制，還需要基于空間分析模型以及與之相應(yīng)的方法措施，對煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險閉環(huán)管理控制系統(tǒng)進行適當優(yōu)化?，F(xiàn)階段依托與云計算技術(shù)的風(fēng)險隱患識別、預(yù)警預(yù)報機制主要具備三種類型的模型，具體為單體評價預(yù)警模型、區(qū)域評價預(yù)警模型以及聯(lián)合性評價預(yù)警模型。

本次研究結(jié)合上述三種評價預(yù)警模型的優(yōu)缺點，依托于云計算技術(shù)針對某煤礦生產(chǎn)作業(yè)的閉環(huán)控制管理系統(tǒng)銜接了“單體+區(qū)域”的聯(lián)合性評價預(yù)警模型，具體模型流程設(shè)計可見圖4。

圖4 基于云計算技術(shù)的“單體+區(qū)域”聯(lián)合性評價預(yù)警流程模型

2.4 應(yīng)急處理閉環(huán)管理控制系統(tǒng)構(gòu)建

2.4.1 應(yīng)急處理閉環(huán)管理控制模型

應(yīng)急處理閉環(huán)管理系統(tǒng)的構(gòu)建關(guān)鍵在于管理模式的優(yōu)化與改革，本次研究基于工作流程的完善，落實了各部門、各環(huán)節(jié)實時作業(yè)數(shù)據(jù)的共享與傳輸機制，依托于云計算技術(shù)的安全生產(chǎn)風(fēng)險隱患閉環(huán)管理流程模型如圖5 所示。閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，能夠?qū)⒚旱V生產(chǎn)過程中瑣碎的作業(yè)信息規(guī)整化、數(shù)字化處理，有助于提升工作效率、避免不必要的重復(fù)性工作、優(yōu)化煤礦生產(chǎn)日常監(jiān)督與管理，最終促進自動化辦公。

圖5 安全生產(chǎn)風(fēng)險隱患閉環(huán)管理流程模型

2.4.2 應(yīng)急處理業(yè)務(wù)管理模型 應(yīng)急處理業(yè)務(wù)管理模型更傾向于銜接管理層與作業(yè)層的雙向數(shù)據(jù)傳輸通道。在具體的應(yīng)用過程中，其既可以向上傳輸各類型（文字、圖片、視頻、BIM 三維模型等）的煤礦基層生產(chǎn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)報表、風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)資料等數(shù)據(jù)信息，同時也能夠幫助煤礦生產(chǎn)管理層對各類型文件、制度標準、應(yīng)急處置措施、生產(chǎn)決策等的向下傳遞。

3 應(yīng)用案例

針對某地煤礦工程作業(yè)面煤自燃危險性高的問題，結(jié)合實際情況綜合分析了作業(yè)面采空區(qū)漏風(fēng)源、地層結(jié)構(gòu)、煤礦自燃氣體涌出、滲水漏水等問題，明確了該作業(yè)面采空區(qū)煤自燃高溫隱患的分布氛圍以及發(fā)展趨勢?；诖?，依托于云計算技術(shù)制定了風(fēng)險隱患的應(yīng)急管理與長效治理措施。具體是綜合了均壓噴漿施工用以減少漏風(fēng)、滲水漏水、煤礦自燃氣體涌出問題；優(yōu)化采空區(qū)加固支護等措施針對風(fēng)險隱患達成應(yīng)急管理控制效果。

4 結(jié)論

該管理系統(tǒng)構(gòu)建了相對完整的風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)庫，方便相關(guān)人員在有需要的情況下隨時調(diào)取和儲存風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)信息，并且憑借對相關(guān)信息的統(tǒng)計分析與整理，對未來作業(yè)階段中可能存在的風(fēng)險隱患進行精準預(yù)測與告警。