礦山安全態(tài)勢預測預警分析

【摘 ?要】運用現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術收集礦山安全方面的數(shù)據(jù)，對其進行深度的分析、挖掘和利用，能夠準確地對礦山安全態(tài)勢進行預測預警。導致礦山安全事故的因素有很多，本文著重以瓦斯爆炸為分析示例，通過對事故發(fā)生的誘因進行詳細地分析，構建出礦山安全態(tài)勢的評價體系。依據(jù)礦山檢測的安全數(shù)據(jù)推測出礦山的安全態(tài)勢，并根據(jù)其預測的結(jié)果建立完善的預警體系，并以警情的嚴重程度分成四個預警級別，同時也制定出形影的預警警情的處理措施。本文通過以某煤礦的一次瓦斯爆炸事故為反演的示例，其演示的結(jié)果證明貝葉斯和LSTM網(wǎng)絡對礦山安全態(tài)勢的預測數(shù)據(jù)和實際發(fā)上瓦斯事故時的數(shù)據(jù)完全吻合。

【關鍵詞】礦山安全態(tài)勢;預測預警;瓦斯爆炸事故;分析

礦山的管理水平、人員素質(zhì)、技術裝備、生產(chǎn)環(huán)境等都是能夠影響礦山安全的因素，因此保證礦山的整體安全環(huán)境仍然是個巨大的難題和考驗。隨著物聯(lián)網(wǎng)在我國礦山生產(chǎn)中的廣泛應用和推廣，使得礦山在安全管理方面的傳輸方式、采集信息和檢測手段等方面都產(chǎn)生了非常大的進展。通過對安全監(jiān)測數(shù)據(jù)全面的采集而構建礦山安全預測的大數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)的背景下能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)進行深度挖掘，從而為礦山安全提供準確的預測數(shù)據(jù)。

一、礦山安全態(tài)勢的評價體系

對礦山安全態(tài)勢的評價指的是礦山再生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的事件和安全數(shù)據(jù)進行收集，并通過特定的方法和模型對其進行評價和計算，從而實現(xiàn)對礦山安全運行的動態(tài)反應。然后再對礦山已簽到現(xiàn)在安全發(fā)展的趨勢進行整體分析，從而能夠為礦山的安全質(zhì)量管理提供依據(jù)。評價指標是保證礦山安全態(tài)勢評價體系對礦山安全狀況進行有效的、合理的、科學的評價的重要前提。構建礦山安全態(tài)勢的評價指標機制可以從以下幾方面進行構建：

（一）分析風險因素

風險因素涵蓋了系統(tǒng)安全的所有范圍的影響因素，是礦山安全態(tài)勢評價指標的重要組成部分，同時也是最基礎的環(huán)節(jié)。而礦山安全態(tài)勢的評價指標則是對所有風險因素的歸納和提取，從而能夠快速、準確地找出最具分析性、代表性的影響因素。

（二）驗證理論

對于選取的初級評價指標要進行科學的理論驗證在保證其安全性、可靠性的情況下才能夠開展對礦山的安全狀況的評價工作。

（三）確定指標機制

為了使最終確定的評價指標具有普適性和實用性，就要對構建評價指標機制的時候?qū)δ切┙化B的指標或者難以評價、衡量的指標進行及時的、科學的修改或者刪除，從而使礦山安全態(tài)勢的評價指標機制更加的精煉、合理。

（四）修訂完善

礦山安全態(tài)勢評價指標機制的構建不是一蹴而就的健全機制，要在反復的實踐中對其進行不斷的完善，因此就要熟練地掌握礦山安全態(tài)勢評價指標的使用技巧和評價標準，促使礦山安全態(tài)勢評價指標機制更加地完善。

依照上面提及的構建流程來構建瓦斯爆炸事故的平均價指標機制，并將瓦斯爆炸的起因和相似的歷史事故融入到評價機制的構建中。通過對瓦斯爆炸事故的起因的評價分析結(jié)果可以得出火源、氧氣以及瓦斯聚集的濃度這三個因素是引發(fā)礦山瓦斯爆炸事故的必要因素，缺一不可。在礦山作業(yè)的礦井中氧氣的飽和度可直接達到促成瓦斯爆炸的重要氧氣因素條件，因此在對礦井中發(fā)生的瓦斯爆炸事故可以將氧氣的因素不列入評價范圍，只對火源以及瓦斯聚集的濃度在遵循可操作性、直接性、動態(tài)性、典型性、系統(tǒng)性的原則下進行引起礦山瓦斯爆炸事故的評價機制進行科學的構建即可。

二、在貝葉斯網(wǎng)絡基礎上對礦山安全態(tài)勢進行預測

通過對瓦斯爆炸事故的結(jié)果數(shù)據(jù)的搜集，再用相關的機器進行推理事故模型的構建。在貝葉斯線上模型系統(tǒng)中輸入評標價指標機智制給出的評價數(shù)據(jù)的預測值，在運用貝葉斯線上推理預測技術對事故進行分析、推理，從推理出的事故風險概率可以分析出發(fā)生礦山安全事故概率的預測值。通過相應的GeNIe2.0軟件系統(tǒng)構建貝葉斯線上模型來模擬礦山瓦斯爆炸事故，然后再通過對網(wǎng)絡節(jié)點進行以事故數(shù)據(jù)樣本的節(jié)點概率和先驗概率的計算來對瓦斯事故爆炸模型進行參數(shù)學習。在事故模型的運行中，不斷的優(yōu)化事故評價數(shù)據(jù)庫，并對模型進行定期的參數(shù)優(yōu)化和更新，使礦山安全態(tài)勢的預測結(jié)果更加的準確、貼近實際數(shù)值。如果在貝葉斯模型中輸入將某一固定時刻的指標預測值，在經(jīng)過仔細地推理之后就會得出瓦斯爆炸的概率;如果在貝葉斯模型中輸入將多個數(shù)量的指標預測值，經(jīng)過推理將會得出一段時間之內(nèi)的瓦斯爆炸的風險概率的曲線圖，也可以將其叫做礦山安全態(tài)勢預測結(jié)果曲線圖。在對礦山安全態(tài)勢進行監(jiān)測的過程中，管理人員能夠通過曲線圖清晰地掌握未來很長一段時間內(nèi)礦山安全態(tài)勢走勢，能夠為礦山行業(yè)的生產(chǎn)提供安全的依據(jù)，同時也能為企業(yè)的重大發(fā)展決策提供安全保障。

三、礦山安全態(tài)勢的預警體系

根據(jù)評價指標的預測結(jié)果可將礦山安全態(tài)勢的預警等級分為以下四種，且不同級別的預警要采用不同程度的預警措施：

（一）藍色預警，屬于四級警情，為最安全的狀態(tài)。在此狀態(tài)下礦山的生產(chǎn)或者其他部門都處于正常、穩(wěn)定的工作中，但仍需要做好監(jiān)測工作，以便能夠預防潛在的風險因素。

（二）黃色預警，屬于三級警情，這個階段的風險等級已經(jīng)升級為危險階段。在此環(huán)境下礦山生產(chǎn)仍然可以繼續(xù)，但要對已經(jīng)出現(xiàn)安全風險的源頭進行及時的處理，優(yōu)化整改措施，對安全風險持繼續(xù)觀察的態(tài)度，以防止風險程度增強。

（三）橙色預警，屬于二級警情，這個階段的風險等級較前面的三級警情要嚴重得多，存在著較大的安全風險。在此階段的礦山生產(chǎn)中要嚴格按照生產(chǎn)的規(guī)章制度和程序進行生產(chǎn)，但要隨時準備停工撤離，通話時還要成立臨時的現(xiàn)場指揮組，歲危險源進行正確的、及時的處理，并加強對現(xiàn)場的安全風險的檢測力度，防止發(fā)生安全事故的風險。

（四）紅色預警，屬于一級警情，顧名思義也是最為嚴重的安全風險階段?，F(xiàn)場人員要馬上體制生產(chǎn)，并立刻撤離現(xiàn)場，制定解決措施，及時地消除安全風險的源頭因素，要所有的環(huán)境、條件均恢復正常標準之后，確定沒有安全隱患的情況下才能再次開展生產(chǎn)工作。

四、瓦斯爆炸事故反演

為了對礦山安全態(tài)勢預測模型的效果進行驗證，以下以莫礦山的瓦斯爆炸事故為實例進行實例反演。首先在事故發(fā)生之前井下作業(yè)人員未對作業(yè)區(qū)域的瓦斯含量進行規(guī)范的抽采，導致瓦斯含量過高而未被檢測出來。同時該礦山的通風系統(tǒng)不完善，在采煤作業(yè)面沒有設置全風壓的通風系統(tǒng)，作業(yè)現(xiàn)場只有一臺局部性能的通分機，且還要向兩個作業(yè)點同時輸送風力，因此也就造成了事故現(xiàn)場的風力不夠，再加上由于加下作業(yè)人員沒有按照規(guī)范放炮，導致作業(yè)區(qū)域局部溫度加強，從而引起瓦斯爆炸事故。通過對事故的結(jié)果進行分析，并與評價指標的結(jié)果進行對應，而后在預測模型中輸入評價指標數(shù)據(jù)，可以得出當溫度、風量以及瓦斯?jié)舛鹊戎笜溯^高時，發(fā)生瓦斯爆炸事故的概率高達百分之九十五，該預測結(jié)果與實際測算的結(jié)果相吻合。

結(jié)束語：

本文通過對瓦斯爆炸事故的原因分析，構建了完善的評價指標機制，并對礦山安全態(tài)勢的各個指標進行量化處理，再結(jié)合貝葉斯線上系統(tǒng)創(chuàng)建了安全態(tài)勢的模擬模型，通過對瓦斯爆炸安全事故的評估推測，從而得出礦山安全態(tài)勢預測曲線圖。建立礦山安全態(tài)勢預警體系，并按照警情的嚴重程度劃分為四個等級，同時建立相應的防治措施體系，以保障礦山的安全性。并通過事故返演，得出貝葉斯模型的預測結(jié)果與實際測算結(jié)果吻合。

作者簡介：

李光耀，1981.9，男，河北東光，本科，選礦高級工程師，研究方向：選礦。

（作者單位：新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司）