煤礦智能化安全管理信息系統(tǒng)建設

韓 偉

（潞安化工集團司馬煤業(yè)有限公司）

目前國內(nèi)多數(shù)煤礦的生產(chǎn)方案依舊存在著較大的不足，各類安全標準、安全管理制度、信息傳遞等均未達到較高水平的信息化，安全體系架構(gòu)不完整，存在著安全生產(chǎn)隱患排查不徹底、風險分級管控能力不足，對各類安全事故主要是依靠“被動防御”，未形成完整的隱患排查—風險分級管控—風險整改閉環(huán)管理體系，無法滿足煤礦安全生產(chǎn)的實際需求。

為了徹底解決煤礦安全管理手段的不足，結(jié)合大數(shù)據(jù)和信息化技術，提出一種新的煤礦智能化安全管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)以煤礦風險等級管控和風險隱患排查治理的信息化為核心的雙重預防機制。

1 雙重預防機制原理

為了實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)的全面提升，解決多數(shù)煤礦安全生產(chǎn)管理中對不同階段隱患“認不清、想不到”的不足，提出了一種新的雙重預防工作機制，就是將安全生產(chǎn)的關口前移，對安全生產(chǎn)的各個階段、各個工作進行全流程分析，識別出危險源，并根據(jù)發(fā)生頻次、影響程度確定風險等級，進行第一層的風險管控。然后對生產(chǎn)過程中的各個隱患點指定預防方案、整改措施并持續(xù)跟進完成整改，進行煤礦安全生產(chǎn)的第二層管控。通過風險管控、安全隱患治理的雙重把關，實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)的全面提升。

1.1 風險管控

分析管控是以煤礦安全生產(chǎn)過程中的危險源識別作為風險分級的基礎，在危險源排查的過程中需要遵循“大小適中、便于分類、易于管理、范圍清洗”的原則，將煤礦生產(chǎn)全流程作為主線，然后將安全生產(chǎn)的不同部分作為支線，盡量避免各個風險源的相互交叉。完成風險源識別后及時建立風險源的信息臺賬，明確風險源位置、風險因素、管控措施、對應管控負責人等。

1.2 危險源識別

在進行危險源識別的過程中可以采用事故樹分析法、失效模式與影響分析法等方式，對安全生產(chǎn)的各個環(huán)境進行細致剖析，及時識別出對生產(chǎn)安全有影響的因素，為了提高排查的全面性并便于實現(xiàn)信息化的管控，對危險源識別方法進行了統(tǒng)一，繪制了危險源排查匯總表。

1.3 危險源閉環(huán)管理

在進行危險源識別和風險管控劃分后，需要統(tǒng)一下發(fā)隱患跟蹤治理通知單，明確跟進人及完成時間，定期進行進度通報，實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)的持續(xù)動態(tài)管理。

2 雙重預防機制系統(tǒng)構(gòu)架

在建立雙重預防機制后，為了解決采用傳統(tǒng)的安全風險管控手段所面臨的信息傳遞效率低下、信息難以實現(xiàn)閉環(huán)管理的不足，提出建立基于雙重預防機制的煤礦智能化安全管理信息系統(tǒng)［1］?；诿旱V安全生產(chǎn)流程的復雜性，該智能化安全管理信息系統(tǒng)需要建立統(tǒng)一的故障數(shù)據(jù)庫，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)檢索速度快、識別效率高的優(yōu)勢。

系統(tǒng)在搭建時應該滿足全面性、實用性、可靠性、開放性及通用性的需求。系統(tǒng)需要采用統(tǒng)一代碼、統(tǒng)一標準規(guī)范，便于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳遞、全面共享，界面操作需簡單便捷，能夠快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入和調(diào)取。系統(tǒng)需要有強大的數(shù)據(jù)存儲和分析能力，能夠?qū)︼L險源進行快速匹配和分析。該系統(tǒng)還需要具備標準的擴展接口，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的拓展。

為了保證對整個煤礦安全生產(chǎn)過程的全面管控，該系統(tǒng)將煤礦上的各類監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行全面整合，所有的監(jiān)控數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)街悄芑踩畔⒐芾硐到y(tǒng)的控制中心，由控制中心對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理和分析，轉(zhuǎn)換為不同類別的圖表、視頻，并最終將其上傳到控制終端，由相應的管理人員進行調(diào)取和監(jiān)控。為了提高系統(tǒng)使用的安全性，對不同的人員設置了不同的權(quán)限信息，該煤礦安全管理信息系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。

3 雙重預防機制系統(tǒng)子模塊設計

為了適應不同煤礦安全管理模式的差異性，同時提高該安全管理信息系統(tǒng)的應用靈活性和可靠性，根據(jù)煤礦安全管理架構(gòu)，將不同類型的安全管理系統(tǒng)進行模塊化設計。對風險源的識別和分析也采用了遞進式分析及自上而下擴展的方案，將一個復雜的系統(tǒng)用多個功能的模塊進行分解［2］，提高數(shù)據(jù)信息傳遞的效率和可靠性。同時各個模塊之間具有橫向的數(shù)據(jù)傳輸通道，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的相互交換和跨模塊調(diào)用，實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)管理的全面信息化控制，提升安全管理效率和可靠性。該基于雙重預防機制的煤礦安全管理信息系統(tǒng)模塊設置如圖2 所示［3］。

由圖2可知，煤礦安全管理信息系統(tǒng)的模塊設置主要包括了信息公告管理模塊、風險分級管控模塊、隱患閉環(huán)管理模塊、數(shù)據(jù)分析預測模塊、系統(tǒng)管理模塊5個部分。

（1）信息公告管理模塊主要是用于顯示煤礦管理的法律法規(guī)，展示隱患閉環(huán)公示并對風險庫的更新情況進行公告。

（2）風險分級管控模塊內(nèi)主要包含了風險數(shù)據(jù)庫、風險點排查臺賬、危險源辨識及風險評價與分級等，主要作用是把責任細化到班組、人員，為明確責任事故管理人員、提高風險管控效果奠定基礎。該模塊內(nèi)還包含了風險信息下達功能，能夠根據(jù)風險類別、風險度將其自動推送給責任班組，實現(xiàn)風險數(shù)據(jù)信息的自動下達，提高風險管控的全面性。

（3）隱患閉環(huán)管理模塊主要包含了隱患排查知識庫、隱患信息錄入及隱患通知下達等功能，能夠?qū)⒚旱V企業(yè)的隱患管理流程化、程序化及規(guī)范化，并根據(jù)煤礦安全生產(chǎn)的實際需求和隱患排查模式實現(xiàn)所識別風險源的智能分類、自動推送、閉環(huán)管理［4］。

（4）數(shù)據(jù)分析及預測模塊主要功能是根據(jù)煤礦生產(chǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)及煤礦安全風險識別信息進行數(shù)據(jù)的分析，將風險因素、風險位置、風險等級等進行可視化監(jiān)測，將相關風險信息及時進行可視化顯示，為快速進行風險定位和風險解決奠定基礎。

（5）系統(tǒng)管理模塊主要是對不同人員設置不同的管控權(quán)限，建立煤礦安全生產(chǎn)管理的頂層控制邏輯，實現(xiàn)所有安全管理信息的順利管控。

4 數(shù)據(jù)服務器架構(gòu)

由于煤礦安全管理所涉及的工序多、流程繁瑣，各類監(jiān)測信息的數(shù)據(jù)量大，因此對安全管理信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務器提出了更高的要求，不僅需具備快速對數(shù)據(jù)分類和處理的能力，而且能夠?qū)?shù)據(jù)進行標定，設置優(yōu)先等級，當瞬時數(shù)據(jù)量超出系統(tǒng)可正常計算的能力時，對標定數(shù)據(jù)進行優(yōu)先處理，確保數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應用可靠性［5］。

為了滿足快速、精確地數(shù)據(jù)信息處理需求，該安全管理信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務器采用了遞進式的數(shù)據(jù)分析架構(gòu)。數(shù)據(jù)信息通過各個監(jiān)測系統(tǒng)匯總到“緩沖池”內(nèi)［6］，進行數(shù)據(jù)標定分析，然后根據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先等級進行傳遞和數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)在服務器內(nèi)完成處理后，根據(jù)不同的分析結(jié)果將其傳遞到業(yè)務邏輯處的中間層進行分類，然后將安全監(jiān)測信息處理結(jié)果顯示在監(jiān)測中心的界面上，實現(xiàn)對煤礦安全信息管理的監(jiān)測和控制要求。該數(shù)據(jù)服務器信息處理流程如圖3所示［7］。

5 系統(tǒng)應用現(xiàn)狀分析

該煤礦安全信息管理系統(tǒng)建立時的核心是風險數(shù)據(jù)庫建立及隱患閉環(huán)管理邏輯分析，結(jié)合司馬礦的實際情況，風險數(shù)據(jù)庫建立及隱患閉環(huán)管理邏輯要點匯總?cè)缦隆?/p>

5.1 風險數(shù)據(jù)庫建立

在建立風險數(shù)據(jù)庫時，將煤礦上有記錄的各類風險數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一歸納整理，按任務名稱、任務工序、日期、關鍵字搜索等，來進行各類風險信息的快速查閱，風險數(shù)據(jù)庫內(nèi)的各類信息需要具有風險類型、風險描述、風險管控方案、風險現(xiàn)狀等。

5.2 隱患閉環(huán)管理邏輯

結(jié)合司馬礦的實際情況，在建立閉環(huán)管理管控邏輯時按照風險類別、風險等級、風險責任人、整改完成時間來進行系統(tǒng)錄入，錄入后系統(tǒng)自動推送給整改小組，定期進行數(shù)據(jù)推送，確保問題關閉的及時性。該系統(tǒng)的應用界面如圖4所示。

5.3 系統(tǒng)應用情況

自2021 年1 月，該煤礦安全管理信息系統(tǒng)已經(jīng)在司馬煤礦上投入了應用，實現(xiàn)了煤礦安全信息匯總、傳遞、控制的全面信息化，將原先需要人工定時匯總、分析、傳遞、管控的數(shù)據(jù)全面實現(xiàn)了“一個流”全面閉環(huán)管控［8］，實現(xiàn)了安全隱患關閉的100%執(zhí)行。

該系統(tǒng)已經(jīng)將專職井下安全信息收集、分析的崗位進行合并，人員數(shù)量由最初的14 人降低到目前的6 人。通過實時安全管理信息的智能化傳遞和管控，能夠滿足煤礦安全信息的智能化分析和預警，實現(xiàn)了安全風險的快速定位，能滿足600人同時在線使用需求，實現(xiàn)了安全信息的快速上報、快速處理。自穩(wěn)定應用以來，將煤礦生產(chǎn)過程中的事故數(shù)量由最初的44.6 次/月降低到了目前的2.85 次/月，事故數(shù)量降低93.6%，極大提升了煤礦安全生產(chǎn)效益。

6 結(jié) 論

（1）煤礦安全生產(chǎn)信息的智能化管控系統(tǒng)首次建立風險排查、危險源識別、風險評價、風險管控及實施的四大流程，實現(xiàn)了風險管控的信息化。

（2）系統(tǒng)首次明確了雙重預防機制的管控流程，能夠?qū)⒚旱V上的各類監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行全面整合，由控制中心對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理和分析，實現(xiàn)安全數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一處理和分析。

（3）采用模塊化的結(jié)構(gòu)設計方案，能夠提高該智能化安全管理信息系統(tǒng)的應用靈活性和可靠性。

（4）該系統(tǒng)實現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)的信息化管控，自應用以來，能夠顯著減少煤礦安全管理人員的數(shù)量，將煤礦生產(chǎn)過程中的事故降低93.6%。