基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系

陳小林， 屈世甲， 佘九華， 張羽

(1.中煤科工集團常州研究院有限公司，江蘇 常州 213015；2.天地(常州)自動化股份有限公司，江蘇 常州 213015)

0 引言

在煤礦信息化與自動化發展的初級階段，煤礦安全隱患排查機制是煤礦日常安全管理的重要手段[1-2]，通過對人員、設備、環境和管理方面存在的安全隱患進行識別、梳理及跟蹤處置[3-4]，實現隱患閉環管理，在一定程度上避免了隱患擴大和事故發生[5-6]。但以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系在現場應用過程中表現出一定的局限性：一方面，煤礦現場隱患類型和數量受不同地質條件、生產方式和生產過程的影響較大，隱患的產生和消除常常是動態的過程[7]，現場時常會出現對于新產生的隱患沒有及時發現并納入隱患管理流程的問題，針對隱患本身管理實時性不高和覆蓋面不夠[8-9]；另一方面，隱患的動態表現特征導致以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系在不同煤礦存在較大差異[10-11]，存在復用性不強的問題。

在中國煤炭學會發布的T/CCS 001—2020《智能化煤礦(井工)分類、分級技術條件與評價》團體標準中，提出煤礦要具有完善的安全風險分級管控工作體系，并實現信息化管理[12]。與隱患不同的是，對于煤礦來說風險點是客觀存在的，對于地質條件、生產方式和管理方式類似的煤礦，其風險點大多數是通用的。風險如果控制、處理得當，就不會發展成隱患，但由于管控措施不到位或不可控因素發生，有可能導致風險升級成隱患[13-15]。因此，本文提出了基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系，對煤礦生產過程中面臨的所有風險點按照既定的分級管控規則進行監測和防控。相比以隱患管理為核心的煤礦安全管控體系，基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系在事故預防的前置性、實時性、全面性和復用性上有較大提升。

1 基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系架構

基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系架構如圖1所示。以煤礦風險為核心，圍繞風險辨識、風險管控措施落實、風險監視及處置，從體系建設、體系實施及執行、體系運行監視及處置、體系運行指數綜合評估及分析預警4個維度，構建人員、設備、環境、管理方面動態風險管控和重大災害風險專題分析相結合的煤礦安全綜合防控體系。

圖1 基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系架構

2 風險管控

2.1 風險辨識及風險管控措施落實

風險辨識及風險管控措施落實流程如圖2所示。風險辨識人員根據作業地點的生產工藝、設備設置、作業環境等情況，結合煤礦安全風險標準庫進行對照、分析，采用LEC法[16-17]對風險進行定性分級。風險辨識結果錄入后形成適合特定煤礦的企業風險庫，根據各風險點風險管控要求，自動創建風險管控任務并下發，形成完整的風險監視清單，為后期人工檢查和系統自動監管提供依據。

圖2 風險辨識及風險管控措施落實流程

2.2 風險動態監視

風險動態監視流程如圖3所示。依據風險監視清單，通過人工和系統對風險進行動態監視：當人工檢查發現風險升級成安全隱患，啟動風險異常處置流程；當系統監測實時數據出現異常，啟動系統智能聯動，同時啟動相關風險異常處置流程。

圖3 風險動態監視流程

2.3 隱患閉環管理與員工精準培訓

將隱患閉環管理與煤礦日常工作相結合，以建機制、查隱患、抓治理、遏事故、重學習為工作主線，同時結合學習平臺，對因人為因素導致隱患產生的員工開展精準培訓。隱患閉環管理與員工精準培訓流程如圖4所示。

圖4 隱患閉環管理與員工精準培訓流程

在煤礦隱患排查治理過程中，根據隱患類型、嚴重程度和發生地點，從整改責任部門和責任人員、整改措施、整改時間、整改資金、整改預案5個方面對隱患進行“五落實”。隱患整改人員利用移動端APP拍照或拍視頻上傳整改結果，完成隱患的現場整改反饋。隱患復查人員對先前查出的隱患進行實地復查，若復查不通過則重新整改。

通過對隱患數據進行深度挖掘，分析隱患出現原因，針對人為因素導致的隱患，自動定位到相關煤礦員工，通過學習平臺精準推送相應的學習資料并考核，從而有針對性地提高煤礦員工整體安全生產技能。

3 煤礦重大災害風險專題

傳統煤礦主要針對水、火、瓦斯、頂板和粉塵五大災害安裝單一安全監測類系統來提升安全生產能力，各系統數據獨立且無法綜合利用。以單一安全監測類系統為主體的安全監控運行模式雖然在現場系統維護和管理上具有一定的便利，但無法從特定災害風險整體視角上實現全面管控。煤礦重大災害風險專題基于風險辨識形成的整體性管控業務要求，通過融合傳統單一安全監測類系統，實現對單一災害風險的綜合監視、數據分析及預警；通過整合智能通風、排水、供電等系統，實現單一災害風險異常情況下的異常聯動處置，如圖5所示。

圖5 煤礦重大災害風險專題

針對煤礦最常見的水、火、瓦斯、頂板和粉塵五大災害，煤礦重大災害風險專題從以下方面進行考慮：

(1)瓦斯災害風險專題與智能通風、供電系統進行聯動控制，實現瓦斯變化動態仿真，可根據瓦斯監測數據進行瓦斯積聚區智能預測預警，風量、風速智能調節，瓦斯超限區域智能斷電。

(2)礦井水害風險專題與智能排水系統進行聯動控制，實現水害智能仿真，并與礦井監測監控系統連接，實現水害實時監測與展示。

(3)礦井火災風險專題與安全監控系統、通風監測系統、光纖測溫系統等進行聯動控制，能夠與灌漿、注氮等設施進行聯動控制；電氣設備、帶式輸送機等易發生火災區域設有火災變量監測裝置及防滅火系統，實現火災參數智能監測、分析，并根據分析結果進行火災智能預測、預警及聯動控制。

(4)礦井頂板災害風險專題在礦壓監測系統、微震監測系統的基礎上實現綜采工作面、綜掘工作面的礦山壓力大數據分析及評價，能夠基于監測數據實現礦山壓力預測與預警。

(5)礦井粉塵災害風險專題與智能噴霧裝置進行聯動控制，基于粉塵監測數據實現智能降塵功能，且可實現遠程集中控制。

4 體系運行指數綜合評估及分析預警

基于煤礦企業風險庫中各類風險防控要求，將較大、一般、較輕3個級別的風險管控要求與風險實際受控情況進行比對分析，形成較大、一般及較輕風險管控指數；將重大災害風險管控要求與重大災害風險專題分析結果進行比對分析，形成重大災害風險管控指數。將形成的對應企業風險庫中所有風險的風險管控指數進行擬合，從而實現體系運行指數綜合評估及分析預警，如圖6所示。

圖6 體系運行指數綜合評估及分析預警

5 結語

從風險辨識信息化、風險監視動態化、隱患管理閉環化、員工培訓精準化、安全體系運行結果指標化等方面，構建了基于風險管控的煤礦安全綜合防控體系，實現對人員作業行為、設備安全狀態、環境安全態勢、管理安全等方面風險的實時監測、異常判定、聯動處置及應急處置。該體系有助于實現全面風險預控，把風險控制在隱患形成之前、把隱患消滅在事故發生之前，達到防控重大風險、遏制重特大事故的目標。