煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建及系統(tǒng)應(yīng)用

何璐翔

(中國(guó)平煤神馬集團(tuán)， 河南 平頂山 467000)

目前，我國(guó)構(gòu)建了國(guó)家礦山安全監(jiān)察局、省級(jí)礦山安監(jiān)局和區(qū)域監(jiān)察分局的三級(jí)垂直監(jiān)察體系的煤礦安全管理體制[1]. 根據(jù)煤安監(jiān)辦【2019】42號(hào)《國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于加快推進(jìn)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)的指導(dǎo)意見》和礦安綜【2021】32號(hào)關(guān)于印發(fā)《礦山安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)查看、上報(bào)及問(wèn)題處置工作辦法(暫行)》通知的相關(guān)內(nèi)容，在煤炭生產(chǎn)監(jiān)督管理方面，建立了國(guó)家、省兩級(jí)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，并與各基層礦井的管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、分析、預(yù)報(bào)、預(yù)警[2]. 相對(duì)完善的遠(yuǎn)程檢查機(jī)制成為提升煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)防范化解能力和安全監(jiān)管能力的有效途徑。但支撐上述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只是按照“煤礦—煤業(yè)公司—省局—國(guó)家局”的路線上傳，煤業(yè)公司并未實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)和使用，經(jīng)常發(fā)生國(guó)家局系統(tǒng)已報(bào)警，但煤業(yè)公司安全管理部門尚未知曉的報(bào)警事件“倒掛”現(xiàn)象，為了進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦企業(yè)的本質(zhì)安全水平，真正實(shí)現(xiàn)煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)“一數(shù)一源、一源多用”的建設(shè)目標(biāo)，應(yīng)繼續(xù)建設(shè)和完善基于煤業(yè)公司應(yīng)用的煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。

1 煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系

危險(xiǎn)源作為危險(xiǎn)源頭，決定事物發(fā)展方向和趨勢(shì)，決定了事故類型和大小，是導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因[3]. 隱患是推動(dòng)危險(xiǎn)源向事故轉(zhuǎn)化的外在力量，是事故發(fā)展必備條件。作為內(nèi)因的危險(xiǎn)源和作為外因的隱患共同作用，事故才會(huì)發(fā)生[4]. 事故的內(nèi)在發(fā)展規(guī)律無(wú)法決定，但能改變外在條件，通過(guò)人為隱患排查、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)預(yù)警來(lái)減少事故發(fā)生。

通過(guò)排查煤礦存在的人、物、環(huán)3大危險(xiǎn)源，從“日常安全管控→隱患排查治理→實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控→分級(jí)預(yù)警管控”各環(huán)節(jié)來(lái)管控“危險(xiǎn)源—風(fēng)險(xiǎn)—事故”鏈條，從而構(gòu)建了煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，見圖1.

圖1 煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系圖

危險(xiǎn)源由人員、設(shè)備設(shè)施以及環(huán)境引發(fā)，管控缺陷會(huì)進(jìn)一步讓危險(xiǎn)源失控轉(zhuǎn)化成為風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而釀成事故。通過(guò)各種管控手段阻斷鏈條發(fā)展，利用日常安全管控、隱患排查治理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控中斷“危險(xiǎn)源→風(fēng)險(xiǎn)”鏈條，利用風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控中斷“風(fēng)險(xiǎn)→事故”鏈條。

需要監(jiān)測(cè)的3類危險(xiǎn)源分別是人員、環(huán)境以及設(shè)備設(shè)施。其中人員指的是人員定位和人為作業(yè)。人員定位包括井下人員定位的各項(xiàng)參數(shù)，即區(qū)域超員信息、重點(diǎn)區(qū)域人員、非法進(jìn)入人員、井下超時(shí)人員及超時(shí)時(shí)長(zhǎng)等信息，并通過(guò)視頻監(jiān)控、語(yǔ)音通訊、在線軌跡來(lái)管控人員活動(dòng)安全。人為作業(yè)包括井下各種形式人為作業(yè)，可通過(guò)兩個(gè)方面進(jìn)行管控：1) 加強(qiáng)崗位操作規(guī)程學(xué)習(xí)，通過(guò)教育培訓(xùn)等日常安全管控強(qiáng)化操作人員安全意識(shí)，提高人員操作能力。2) 通過(guò)系統(tǒng)上報(bào)作業(yè)流程實(shí)現(xiàn)以“隊(duì)、班組”為單位的專人作業(yè)監(jiān)督，并通過(guò)人員呼救功能來(lái)管控風(fēng)險(xiǎn)，中斷鏈條進(jìn)一步發(fā)展。環(huán)境由生產(chǎn)系統(tǒng)場(chǎng)所及危險(xiǎn)區(qū)域兩個(gè)方面組成，生產(chǎn)系統(tǒng)場(chǎng)所主要指的是開采生產(chǎn)活動(dòng)中經(jīng)過(guò)場(chǎng)所，有生產(chǎn)的場(chǎng)所就會(huì)有安全隱患；危險(xiǎn)區(qū)域主要指采空區(qū)、采掘工作面、廢棄巷道等存在中毒窒息、水害、自燃等風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域。可通過(guò)視頻監(jiān)控、傳感器監(jiān)測(cè)指標(biāo)參數(shù)等手段來(lái)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)環(huán)境。設(shè)備設(shè)施包括生產(chǎn)過(guò)程中開采破碎、運(yùn)輸、提升等生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施，通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)、故障維修實(shí)現(xiàn)設(shè)備的安全生產(chǎn)，排除物的不安全狀態(tài)。

日常安全管控。若危險(xiǎn)源經(jīng)過(guò)日常安全管理得到辨識(shí)，并采取相對(duì)措施有效管控，可從源頭上掐斷鏈條。日常安全管控指的是將日常安全管理用流程化、信息化方式實(shí)現(xiàn)各要素(領(lǐng)導(dǎo)排班日歷、事故事件管理、人員培訓(xùn)教育、應(yīng)急演練計(jì)劃、崗位操作規(guī)程等)穩(wěn)定管理，通過(guò)加強(qiáng)宣揚(yáng)安全文化、普及安全知識(shí)，保障各要素處于健康安全發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

隱患排查治理。隱患排查類型分為礦井自查和政府監(jiān)查兩種，其中礦井自查以每日三班方式進(jìn)行周期性巡查，而政府監(jiān)查隨機(jī)抽查發(fā)現(xiàn)的隱患應(yīng)及時(shí)優(yōu)先整改。隱患等級(jí)基于整改優(yōu)先級(jí)和緊急性，分為A級(jí)隱患(緊急優(yōu)先)、B級(jí)隱患(緊急不優(yōu)先)、C級(jí)隱患(不緊急優(yōu)先)、D級(jí)隱患(不緊急不優(yōu)先)。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控。通過(guò)各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段對(duì)人、設(shè)備、環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，除建設(shè)安全信息化管理子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的通用要求外，建設(shè)專題模塊。建設(shè)瓦斯治理專題、煤礦超能力生產(chǎn)專題、設(shè)備檢驗(yàn)逾期、超期分析專題等。

風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控。未及時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管控，隱患發(fā)展成風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行分級(jí)，分別有重大、較大、一般、低風(fēng)險(xiǎn)4個(gè)等級(jí)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)大小來(lái)推送監(jiān)管端、企業(yè)端，實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警和管控。若風(fēng)險(xiǎn)已轉(zhuǎn)化成事故，即刻啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，上報(bào)地方相關(guān)管理部門，啟用應(yīng)急救援一張圖，為事故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮提供應(yīng)急預(yù)案及周邊應(yīng)急資源等數(shù)據(jù)支撐。

2 煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

1) 系統(tǒng)定位。

以風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)監(jiān)管為目的，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警提醒、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)是煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷，整合了不同礦井子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控服務(wù)需求，為日常遠(yuǎn)程巡查、執(zhí)法檢查和應(yīng)急救援等工作提供可靠的技術(shù)支撐手段，監(jiān)督煤礦落實(shí)安全生產(chǎn)主體責(zé)任，倒逼煤礦提升安全生產(chǎn)水平，最終實(shí)現(xiàn)綜合風(fēng)險(xiǎn)研判與閉環(huán)、應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)化智能化，數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一化。

2) 業(yè)務(wù)架構(gòu)。

按照面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA架構(gòu))+組件的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，以模塊化方式構(gòu)建不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用，通過(guò)門戶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的身份認(rèn)證管理，采用標(biāo)準(zhǔn)、完整、靈活的“工作流+表單”方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)統(tǒng)一對(duì)外接口進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與融合分析，實(shí)現(xiàn)“業(yè)務(wù)高內(nèi)聚，數(shù)據(jù)松耦合”的軟件架構(gòu)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)見圖2.

圖2 煤礦業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)圖

3) 主要功能。

a) 安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)。

構(gòu)建基礎(chǔ)信息、風(fēng)險(xiǎn)清單、應(yīng)急救援預(yù)案、風(fēng)險(xiǎn)管控記錄等煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)基礎(chǔ)信息、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)管理數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估結(jié)果等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)與集中發(fā)布，實(shí)現(xiàn)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。

b) 風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)集成。

實(shí)現(xiàn)煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集成；實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及事故隱患排查、應(yīng)急管理、事故事件調(diào)查與分析、安全教育培訓(xùn)、特種設(shè)備等安全風(fēng)險(xiǎn)管理數(shù)據(jù)集成；實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息、證照、圖紙、從業(yè)人員、安全技術(shù)管理體系、工藝及設(shè)備管理等企業(yè)基本數(shù)據(jù)集成。實(shí)現(xiàn)被監(jiān)管企業(yè)圍繞風(fēng)險(xiǎn)的安全環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、人員位置服務(wù)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、隱患數(shù)據(jù)等異構(gòu)化安全數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)與分類管理，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)中心。

c) 風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視。

融合煤礦企業(yè)基礎(chǔ)信息、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)管理數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)清單、風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估等，應(yīng)用二三維地圖，實(shí)現(xiàn)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)地圖，直觀查看企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分布，以藍(lán)、黃、橙、紅4色圖動(dòng)態(tài)反映企業(yè)各風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)前狀態(tài)。以企業(yè)重大、較大風(fēng)險(xiǎn)為核心，實(shí)現(xiàn)與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)相關(guān)的安全環(huán)境數(shù)據(jù)、重大設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、人員位置服務(wù)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、隱患數(shù)據(jù)的一體化融合監(jiān)視。基于風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)預(yù)警級(jí)別，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)在線巡查，支持異常數(shù)據(jù)溯源鉆取查詢，為監(jiān)管監(jiān)察部門提供本區(qū)域的各類預(yù)警周報(bào)、月報(bào)等信息，為監(jiān)管監(jiān)察部門精準(zhǔn)監(jiān)管、精準(zhǔn)監(jiān)察、精準(zhǔn)執(zhí)法提供數(shù)據(jù)支撐。

d) 風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估。

基于風(fēng)險(xiǎn)基礎(chǔ)信息、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視數(shù)據(jù)及風(fēng)險(xiǎn)管理數(shù)據(jù)，從“4 M+專題分析”視角構(gòu)建基于煤礦風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系的風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估模型。

e) 異常分級(jí)預(yù)警與處置。

利用安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)看板及工作臺(tái)分級(jí)處置預(yù)警,根據(jù)個(gè)人應(yīng)急管理層級(jí)、用戶角色設(shè)置個(gè)人安全工作臺(tái)，實(shí)現(xiàn)個(gè)人安全工作的一體化處理及跟蹤。基于應(yīng)急管理層級(jí)、個(gè)人職責(zé)、異常類型及持續(xù)時(shí)間，建立危險(xiǎn)源失控或風(fēng)險(xiǎn)管控措施失效情況下的分級(jí)預(yù)警及異常處置跟蹤模型，以語(yǔ)音報(bào)警、短消息、移動(dòng)桌面消息等多種方式，實(shí)現(xiàn)各類異常預(yù)警信息的分級(jí)精準(zhǔn)推送及處置跟蹤管理?；趧?dòng)態(tài)預(yù)警與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與處理。

3 總 結(jié)

建立具備安全風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、專題風(fēng)險(xiǎn)分析研判及分級(jí)預(yù)警等監(jiān)管能力的煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。數(shù)據(jù)上傳采用“一級(jí)上傳”方式，避免數(shù)據(jù)上傳過(guò)程存在被修改的結(jié)點(diǎn)和可能，煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)按照“集中部署、一級(jí)上傳、分級(jí)應(yīng)用”原則，解決了數(shù)據(jù)一致難、業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)處理難的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)研判“智能化”、應(yīng)用系統(tǒng)“平臺(tái)化”、數(shù)據(jù)交換“標(biāo)準(zhǔn)化”、預(yù)警推送“精準(zhǔn)化”。

1) 智能風(fēng)險(xiǎn)研判。應(yīng)用了海量數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)對(duì)象化技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)化安全數(shù)據(jù)快速融合，構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象化數(shù)據(jù)中心，依托安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)預(yù)警體系，結(jié)合礦井安全監(jiān)控和瓦斯抽采需求，建立智能風(fēng)險(xiǎn)分析模型，實(shí)現(xiàn)智能化安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)研判。

2) 多級(jí)平臺(tái)應(yīng)用。構(gòu)建煤業(yè)集團(tuán)和下屬礦山企業(yè)的多級(jí)系統(tǒng)平臺(tái)，以滿足風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)警與防控需求。

3) 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸接口及規(guī)范，滿足相關(guān)平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換需求，保持?jǐn)?shù)據(jù)上傳的一致性。

4) 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警推送。建立統(tǒng)一消息推送模塊，聚焦煤業(yè)集團(tuán)最為關(guān)注的瓦斯、一氧化碳，基于報(bào)警濃度和持續(xù)時(shí)間進(jìn)行預(yù)警分級(jí)推送，并能根據(jù)調(diào)度室人員值班表，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警消息智能推送短信發(fā)送對(duì)象。