計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全管理中的應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：煤礦安全管理;計(jì)算機(jī)技術(shù);應(yīng)用

中圖法分類(lèi)號(hào)：TP39.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

煤炭是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，其在煤礦管理體系中的應(yīng)用也漸漸廣泛。與此同時(shí)，大眾對(duì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的煤礦管理體系的探究也越來(lái)越重視。煤礦的安全管理不僅要關(guān)注緊急預(yù)案的策劃，還要在防控、檢查等各環(huán)節(jié)開(kāi)展安全監(jiān)管。其中，防控和應(yīng)急環(huán)節(jié)需要引起重視，即提高計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)管中的使用效率，最大限度降低安全隱患的出現(xiàn)。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)管中的重要性

國(guó)內(nèi)煤礦地質(zhì)比其他地質(zhì)更為復(fù)雜，并且自然災(zāi)難出現(xiàn)的頻次也比較高。一般煤礦災(zāi)害分為四種，即瓦斯泄漏、頂板情況、水災(zāi)蔓延、運(yùn)輸災(zāi)難。據(jù)了解，在以上四種煤礦災(zāi)害中，瓦斯泄漏的情況最為嚴(yán)重，而出現(xiàn)運(yùn)輸災(zāi)難的頻次最低。據(jù)報(bào)道，煤礦瓦斯在國(guó)內(nèi)的重點(diǎn)礦井中所占的比例較大，有爆炸隱患的灰塵礦井最多，這說(shuō)明國(guó)內(nèi)的煤礦行業(yè)在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)安全隱患的概率很大。

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對(duì)礦井生產(chǎn)中產(chǎn)生的信息和安全問(wèn)題等開(kāi)展重點(diǎn)收集且詳細(xì)分析，同時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以提高生產(chǎn)監(jiān)管中的科技化水平。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞功能，將所需要的重點(diǎn)信息傳遞到管理者層面，可以構(gòu)建產(chǎn)出閉環(huán)監(jiān)管體系。利用計(jì)算機(jī)可以有效提高煤礦產(chǎn)出的安全程度，做到災(zāi)難防控以及隱患監(jiān)測(cè);利用對(duì)要素的詳細(xì)分析，確定隱患的各個(gè)級(jí)別，可以推動(dòng)安全監(jiān)管的制度化與有效化。此外，利用計(jì)算機(jī)還可以把加工中的違規(guī)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)判定和確認(rèn)，做到生產(chǎn)工作的有效性考察，從而推動(dòng)生產(chǎn)的細(xì)致化監(jiān)管[1]。

3煤礦安全管理技術(shù)的組成部分

（1）安全信息匯總

計(jì)算機(jī)技術(shù)和專(zhuān)家系統(tǒng)推動(dòng)了煤礦安全信息監(jiān)管體系的有效實(shí)現(xiàn)。做到信息資源共通就是所有的內(nèi)部成員都可以便捷地找到個(gè)人所需的資料，任何體系、任何項(xiàng)目都可以匯總分析報(bào)告。其包含多個(gè)功能，即安全信息的錄入、安全問(wèn)題處置意見(jiàn)、管理者批準(zhǔn)與反饋意見(jiàn)、安全問(wèn)題的處置落實(shí)狀況以及安全信息的整合查詢(xún)。

（2）安全項(xiàng)目交接錄入

其重點(diǎn)功能是錄入和轉(zhuǎn)交安全監(jiān)測(cè)工作成員在開(kāi)展交接班時(shí)出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題。比如，內(nèi)部違規(guī)指揮成員、內(nèi)部違規(guī)操作成員以及內(nèi)部違紀(jì)成員。此外，安全項(xiàng)目交接錄入還涵蓋有可能出現(xiàn)的危機(jī)情況和傷亡狀況。在交接班監(jiān)測(cè)中，檢查上一班次出現(xiàn)但并沒(méi)有獲得妥善整改的問(wèn)題，再對(duì)各個(gè)檢查點(diǎn)開(kāi)展完整監(jiān)測(cè)，確定礦井內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)任何安全問(wèn)題。如此一來(lái)，不但能夠良好處置各種事件的善后工作，還可以給安全監(jiān)測(cè)成員的檢查工作帶來(lái)便利。同時(shí)，明確相關(guān)成員的職責(zé)，有效地完善監(jiān)測(cè)工作。

（3）安全考勤體系

安全考勤體系分成兩個(gè)體系，即卡片式考勤體系以及礦井安全考勤體系。前者由金屬片刷卡完成，進(jìn)出的考勤地都安插在井口表面;后者由礦燈刷卡完成，進(jìn)出的考勤地都安插在井上以及井下，少數(shù)情況會(huì)把進(jìn)出的考勤地都安插在井上。山西省曾應(yīng)用一類(lèi)特殊的考勤體系，即用礦燈實(shí)現(xiàn)打卡功能、構(gòu)建井下安全考勤體系、充分預(yù)防互相打卡情況，其有效性高、維修便捷、成本低。

井下的安全考勤監(jiān)測(cè)體系比較便捷，由進(jìn)礦井的考勤器、計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)線所構(gòu)成。它能把礦井出勤的真實(shí)人數(shù)以及時(shí)長(zhǎng)、工作狀況等進(jìn)行有效把控。通常狀況下，礦井安全考勤體系涵蓋礦燈刷卡以及金屬片刷卡兩個(gè)部分，在內(nèi)部成員違章進(jìn)出礦井時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，相關(guān)人員能夠按照?qǐng)?bào)警信息進(jìn)行有效反饋，從而做到內(nèi)部成員的安全監(jiān)管，進(jìn)而降低安全問(wèn)題的出現(xiàn)概率。

在井下安全事故救援中，內(nèi)部人員數(shù)量的確認(rèn)是一個(gè)重點(diǎn)。救助進(jìn)程依舊要依靠相關(guān)成員手動(dòng)數(shù)清數(shù)目且做出分析報(bào)告，是造成救助延時(shí)的主要原因，這是由于內(nèi)部成員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不健全，所以在井下生產(chǎn)中一定要把安全工作放在第一位，利用井下安全監(jiān)管的智能考勤設(shè)施，開(kāi)展井下成員數(shù)量統(tǒng)計(jì)。在井上設(shè)置計(jì)算機(jī)器材并連接到井下，內(nèi)部成員到井下之后，計(jì)算機(jī)便會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)具體人數(shù)并且開(kāi)展錄入工作。在總操控室設(shè)置人數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)施，為事故救助以及人員逃生提供安全保障。

（4）安全因素狀態(tài)分析

安全因素狀態(tài)分析是所有安全檢查點(diǎn)的安全要素的情況匯總，它可以系統(tǒng)地、完全地評(píng)估礦井的安全情況。管理層能夠在網(wǎng)上批閱和審查有關(guān)安全報(bào)表，并且能有效掌握礦井的通風(fēng)狀況、瓦斯?fàn)顟B(tài)等。批閱、審查完成后，做出對(duì)應(yīng)的處置建議，其相關(guān)內(nèi)部成員就能夠立即執(zhí)行上層的建議，從而夠迅速有效地制定出對(duì)應(yīng)的整治策略。

如今，大多數(shù)煤礦行業(yè)的安全信息體系并不健全，在能源共享上還有著很多缺陷，“信息孤島”現(xiàn)象依舊存在。目前的安全體系的制造商比比皆是，它們?cè)O(shè)計(jì)和創(chuàng)造的應(yīng)用體系類(lèi)型和功效各不相同，并不能做到統(tǒng)一、規(guī)范。在監(jiān)測(cè)體系中，包括瓦斯檢查體系等井下通風(fēng)檢查體系很難和其他體系進(jìn)行互動(dòng)。若資源做不到完全共享，就無(wú)法有效利用信息的價(jià)值，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)管體系的監(jiān)察目的。

（5）煤礦事故管理辦法

僅做好安全隱患的防控、排查以及善后處置活動(dòng)是不夠的，煤礦企業(yè)還需要正確錄入礦井中的安全隱患。煤礦事故管理辦法恰好健全了煤礦行業(yè)安全監(jiān)管體系。它不但擁有錄入功能，同時(shí)有著判定、監(jiān)察事故的誘因功能，并且計(jì)算機(jī)的礦井事故監(jiān)管的角度是真實(shí)的，從而令煤礦行業(yè)吸取教訓(xùn)，做到安全警示，推動(dòng)煤礦行業(yè)在今后的運(yùn)營(yíng)中持續(xù)累積安全知識(shí)，進(jìn)而不斷健全安全信息監(jiān)管體系[2]。

安全監(jiān)管體系與其他產(chǎn)品相同，在應(yīng)用進(jìn)程中不免出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題。因?yàn)榈V井的安全隱患和現(xiàn)場(chǎng)所有成員的生命以及財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)，所以煤礦行業(yè)在運(yùn)營(yíng)中要提高關(guān)注力度，增強(qiáng)對(duì)礦井安全監(jiān)管體系的檢查與維護(hù)力度。調(diào)查表明，有的煤礦出現(xiàn)安全隱患并不是因?yàn)闆](méi)有使用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建安全監(jiān)管體系，而是因?yàn)榘踩O(jiān)管體系有問(wèn)題，行業(yè)沒(méi)有對(duì)其開(kāi)展有效的維護(hù)活動(dòng)。由此可見(jiàn)，安全監(jiān)管體系的檢查和維護(hù)活動(dòng)在礦井的安全問(wèn)題中有著極為重要的地位。因此，煤礦行業(yè)需要參考其他行業(yè)采用的安全問(wèn)題的處置方式，依據(jù)本行業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的監(jiān)管體制，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)安全問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行處置，做到有效應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。

（6）人員工作記錄及管理

人員工作記錄及管理能夠?qū)崟r(shí)對(duì)內(nèi)部成員進(jìn)出礦井進(jìn)行記錄，同時(shí)如果其中有成員在井下的工作時(shí)長(zhǎng)超過(guò)安全時(shí)間，就會(huì)觸發(fā)警報(bào)并做出提醒。另外，突發(fā)情況出現(xiàn)后，它也可以幫助救助人員確定被困員工的詳細(xì)位置，進(jìn)而制定對(duì)應(yīng)的救援計(jì)劃。

煤礦事故中的信息資料處置體系主要涵蓋安全檢查、隱患分析、安全調(diào)控等，煤礦行業(yè)中的計(jì)算機(jī)、傳真器、復(fù)印器等被大量應(yīng)用，做到了信息資源的有效處置。

4計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全管理體系中的構(gòu)成和應(yīng)用原理

（1）煤礦安全監(jiān)管體系中計(jì)算機(jī)技術(shù)的構(gòu)成

礦井安全監(jiān)管系統(tǒng)主要體現(xiàn)在監(jiān)管部分，監(jiān)管體系的重點(diǎn)是分布在煤礦生產(chǎn)各個(gè)部分的分散型設(shè)施，涵蓋地面中心站點(diǎn)、傳感設(shè)備、礦井檢查調(diào)控分站、圖形活動(dòng)站、調(diào)控執(zhí)行設(shè)備以及遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備等。其中，檢查中心站點(diǎn)是礦井安全產(chǎn)出的檢查重點(diǎn)，此設(shè)施可以充分做到系統(tǒng)項(xiàng)目的有效協(xié)調(diào)、定義設(shè)施、信息處置、設(shè)施組態(tài)、信息通信及網(wǎng)絡(luò)資料共享等。在礦井安全產(chǎn)出中，針對(duì)計(jì)算機(jī)的使用，最關(guān)鍵體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)察這一項(xiàng)目中，利用信息技術(shù)可以推動(dòng)生產(chǎn)各個(gè)部分的科技化、智能化與有效化，做到優(yōu)良的生產(chǎn)安全預(yù)防。計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)安全監(jiān)察體系中重點(diǎn)體現(xiàn)在智能站點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)體系、礦井中心站點(diǎn)、電力監(jiān)察、傳感設(shè)備、瓦斯監(jiān)測(cè)設(shè)備、斷電設(shè)備等。其中，最關(guān)鍵的是礦井中心站點(diǎn)，它負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)煤礦分站資料的收集，并在統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)設(shè)備中開(kāi)展分析工作，做到全方位安全監(jiān)管[3]。

（2）煤礦安全監(jiān)管體系中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用原則

礦井中心站點(diǎn)是由主體的計(jì)算機(jī)體系開(kāi)展統(tǒng)一監(jiān)控的，其體系為主設(shè)備—分站點(diǎn)—傳感設(shè)備。中心站點(diǎn)負(fù)責(zé)收集各井下分站的信息，然后在統(tǒng)一的終端進(jìn)行處置，特別是在瓦斯爆炸的監(jiān)察中，應(yīng)用成效更為顯著。在該體系中，監(jiān)察管理的重點(diǎn)是在各個(gè)生產(chǎn)煤礦中設(shè)置信息監(jiān)察點(diǎn)，在各個(gè)監(jiān)察點(diǎn)中做到信息數(shù)據(jù)的相互傳遞，并將收集的信息傳送到信息終端，然后礦井的中心站點(diǎn)會(huì)對(duì)接收的信息開(kāi)展解析，并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)約束信息數(shù)據(jù)指標(biāo)。當(dāng)其中一個(gè)分站所傳送的信息超過(guò)了這一標(biāo)準(zhǔn)，那么在設(shè)備中就會(huì)直接出現(xiàn)預(yù)警信號(hào)，即燈光閃爍、傳感設(shè)備亮燈、警報(bào)井下異常狀況等。

電力監(jiān)察子系統(tǒng)的重點(diǎn)有中心和采區(qū)的變電所兩個(gè)區(qū)域，其利用電量收集設(shè)施把中心和采區(qū)變電所中的電力、直流、功效和數(shù)據(jù)等資料傳遞到分站設(shè)施中，通過(guò)分站處置過(guò)后傳送到井上的中心站點(diǎn)內(nèi)，做到礦井電力體系的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，監(jiān)測(cè)還具有攝像功能，從而做到井下生產(chǎn)的有效監(jiān)查。

5計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

在礦井生產(chǎn)中，隱患的排查、災(zāi)難的防控、成員的考核、緊急方案的設(shè)計(jì)等都會(huì)干擾礦井產(chǎn)出的安全指數(shù)，且涵蓋的要素相對(duì)較多，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)監(jiān)管信息的有效處理，充分提高了礦井安全信息監(jiān)管的水準(zhǔn)，進(jìn)而減少了生產(chǎn)中安全隱患的出現(xiàn)。

（1）瓦斯安全檢測(cè)體系

瓦斯爆炸是煤礦安全問(wèn)題出現(xiàn)的最關(guān)鍵原因，而構(gòu)建瓦斯監(jiān)測(cè)體系可以充分做到瓦斯的安全監(jiān)管，有效了解井下瓦斯?fàn)顩r。該體系主要由井上中心站點(diǎn)、傳送設(shè)施、礦井分站點(diǎn)、傳感設(shè)備等組成。其中，井上中心站點(diǎn)由計(jì)算機(jī)、傳送設(shè)施及模擬設(shè)備等構(gòu)成，可以做到井下瓦斯信息資料的收集、解析、錄入等，并對(duì)解析的結(jié)果開(kāi)展優(yōu)化預(yù)案，對(duì)于危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行有效警示，為應(yīng)急處置提供信息參考。傳感體系由瓦斯、風(fēng)速、負(fù)壓和井下濕度等多個(gè)傳感設(shè)備組成，是煤礦安全產(chǎn)出中的重點(diǎn);井下分站點(diǎn)的功能是把礦井內(nèi)的情況和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，然后分析數(shù)據(jù)信息并傳送到井上中心站點(diǎn);傳輸設(shè)施主要有調(diào)控設(shè)備、應(yīng)用輸送線路等，負(fù)責(zé)對(duì)信息資料的充分掌控[4]。

（2）礦井相關(guān)監(jiān)測(cè)體系

礦井的通風(fēng)監(jiān)察體系由礦井分站點(diǎn)、傳感設(shè)備、傳送設(shè)施等構(gòu)成，其重點(diǎn)在于計(jì)算機(jī)的模擬設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)仿真科技等，做到了井下通風(fēng)狀況和形式等要素的有效監(jiān)察，并對(duì)井下的通風(fēng)安全開(kāi)展動(dòng)態(tài)模擬與評(píng)估，從而找出通風(fēng)體系中的安全隱患，并及時(shí)進(jìn)行警報(bào)。利用動(dòng)態(tài)監(jiān)察，把風(fēng)速、風(fēng)壓等信息進(jìn)行智能解析，對(duì)隱患進(jìn)行有效處置，做到有效通風(fēng)，在井下出現(xiàn)危機(jī)時(shí)，為救災(zāi)供應(yīng)、科學(xué)判斷提供重要依據(jù)。

礦壓監(jiān)察體系由信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳感收集設(shè)備、井上計(jì)算機(jī)及傳送設(shè)施等構(gòu)成，其監(jiān)察體系和瓦斯體系相似，都是對(duì)分站的監(jiān)察信息進(jìn)行參數(shù)信息保存，并對(duì)礦壓數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)察，做到信息數(shù)據(jù)的提取。傳送設(shè)施有調(diào)控設(shè)備以及通信數(shù)據(jù)線路等，它們利用信號(hào)媒介的快速傳遞優(yōu)勢(shì)，做到安全監(jiān)察。礦壓傳感設(shè)備一般使用液壓支架信號(hào)，通過(guò)監(jiān)察信息做到數(shù)據(jù)總結(jié)，如果信息超過(guò)安全范疇，那么系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行緊急預(yù)警，并進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警[5]。

Tiny OS是礦壓監(jiān)察體系的重點(diǎn)組成部分，主要由主構(gòu)件、執(zhí)行構(gòu)件、應(yīng)用和傳遞構(gòu)件等構(gòu)成，其構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，且容易操控，內(nèi)部采用板塊化、科技化設(shè)計(jì)，可以做到動(dòng)態(tài)的統(tǒng)一操縱。系統(tǒng)內(nèi)的板塊都有對(duì)應(yīng)的構(gòu)件，且板塊之間有接口進(jìn)行連接，不受傳感設(shè)備的存儲(chǔ)能源約束。系統(tǒng)傳感設(shè)備體系中信息的高度并行，使得通信度令傳統(tǒng)通信方式難以滿足安全監(jiān)管的需求。所以，運(yùn)用Tiny OS體系，可以把主體層的資料通過(guò)主動(dòng)信息協(xié)議進(jìn)行傳遞，從而提高中央處理器的處理效率。

（3）系統(tǒng)用戶層的構(gòu)造與功能

系統(tǒng)用戶層對(duì)接生產(chǎn)監(jiān)管層和技術(shù)層，技術(shù)層主要監(jiān)管、匯報(bào)礦井的日常信息，并對(duì)負(fù)面處理形式開(kāi)展指導(dǎo)等;監(jiān)管層是行業(yè)內(nèi)上層人員開(kāi)展的產(chǎn)出統(tǒng)籌監(jiān)管。技術(shù)層主要針對(duì)礦井的安全產(chǎn)出以及管理供應(yīng)有關(guān)數(shù)據(jù)資料，為行業(yè)決策提供依據(jù)，而監(jiān)管層就是運(yùn)用技術(shù)層所匯報(bào)的資料與信息，對(duì)產(chǎn)出過(guò)程和情況開(kāi)展解析與處置，管理層據(jù)此給出意見(jiàn)。

所有層級(jí)利用多種傳感設(shè)備收集礦井的資料和信息，并把各自的安全監(jiān)管信息傳遞到系統(tǒng)內(nèi)。待所有資料匯集到系統(tǒng)后，就能夠第一時(shí)間掌握相關(guān)情況，如礦井的瓦斯系數(shù)、通風(fēng)情況等[6]。

6結(jié)語(yǔ)

煤礦行業(yè)需要有效了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在煤礦安全監(jiān)管中的重要意義，增加計(jì)算機(jī)在煤礦產(chǎn)出中的使用頻率，制定貼合本行業(yè)的安全監(jiān)管體系，為所有內(nèi)部成員以及行業(yè)自身提供安全保證。有關(guān)部門(mén)需要提高對(duì)煤礦行業(yè)安全監(jiān)管設(shè)備的監(jiān)察力度，從多角度出發(fā)，以降低井下出現(xiàn)安全隱患的概率，為煤礦行業(yè)打造一個(gè)安全的工作環(huán)境。

作者簡(jiǎn)介：

錢(qián)旭（1987—），本科，工程師，研究方向：安全儀表及救護(hù)器材。