瓦斯防治管理系統在公烏素煤礦的開發應用

楊海波 張建夫

(1.國家能源集團烏海能源公烏素煤礦，內蒙古 016000；2.黑龍江百斯特自動化科技有限公司，黑龍江 154600)

公烏素煤礦位于內蒙古自治區烏海市海南區，保有資源儲量15351.5萬t，可采儲量10751.06萬t，礦井核定生產能力為270萬t/a，為低瓦斯礦井。瓦斯防治是礦井安全生產的呼吸道，是煤礦安全管控的重點和難點。在對瓦斯突出情況、臨界值等進行檢測的過程中，需要有精準的預測指標。隨著煤礦開采逐步推進，公烏素煤礦已有瓦斯顯現，011604工作面上隅角瓦斯濃度最高達0.68%，回風流中瓦斯濃度最高達0.26%。011603工作面上隅角瓦斯濃度最高達0.86%，回風流中瓦斯濃度最高達0.38%。據相關數據顯示，本礦在深部開采時賦存的瓦斯含量會更高，因此公烏素煤礦瓦斯防治列入煤礦安全管控的重點。

1 瓦斯管理存在的問題

1.1 現場管理難度大

管理人員不能第一時間掌握井下真實數據，如傳感器報警，也不能及時分析出有害氣體的來源，或及時判斷傳感器設備是否存在故障。瓦檢員工作時間長，升井后填寫瓦斯日報表時數據容易填寫錯誤，無法做到“三對口”。領導審閱瓦斯報表時，對瓦斯情況分析有時存在偏差，從而導致瓦斯事故的發生。領導簽閱報表時，沒有重點顯示，造成簽閱完畢后也不能完全掌握各地點瓦斯變化情況，容易出現部分地點達到瓦斯臨界值而未及時發現并采取措施，導致瓦斯事故發生。

1.2 管理存在漏洞

在瓦斯檢測中，部分瓦檢員責任心不強，容易存在漏檢、不檢現象，管理者無法判斷瓦檢員所提供數據的有效性和真實性，從而存在瓦斯超限或局部瓦斯爆炸的安全隱患。

1.3 設備檢驗不及時

瓦斯檢查設備6個月校驗一次，檢驗不及時。瓦檢員如使用過期瓦斯檢查設備，導致檢查數據存在偏差，從而造成瓦斯事故的發生。

1.4 持過期證件上崗

瓦斯管理中，瓦檢員必須持證上崗，由于證件有效期時間較長，容易出現所持證件過期現象。瓦檢員培訓考核情況無法隨時統計分析，對瓦檢員業務能力提升管控不足。

1.5 數據留存時間短

目前瓦斯數據為紙質留存，留存時間為三年。如遇地質構造相同或者瓦斯賦存相同的工作面，無法通過歷史瓦斯數據分析煤層中賦存的瓦斯量。

2 系統開發

隨著安全管理要求越來越高，對瓦檢員的管理也越來越嚴格。近幾次檢查中，瓦斯管理檢查方式從以前日常的資料檢查，逐步提高至日常資料與現場相結合的檢查方式。因此，加強瓦檢員現場管理是目前的重點。建設瓦斯防治管理系統能大大降低現場管控的難度，并為后續的智能化通風系統建設奠定數據庫基礎。針對性開發的瓦斯防治管理系統，主要包含以下功能。

2.1 瓦斯數據移動端填寫及上傳

基于井下已實現4G環網，瓦檢員通過瓦斯防治系統APP掃描井下牌板上的二維碼，填寫數據并上傳。由于井下存在4G環網盲區，有些瓦斯檢查點沒有4G網絡，該APP具有數據保存功能，連接上網絡后可實現自動上傳。井下瓦檢員填寫完牌板后，可通過手機拍照留存牌板數據，做到瓦斯數據“三對口”。

2.2 瓦斯檢查板二維碼生成

含有瓦斯檢查板二維碼生成系統。二維碼內包含的信息有瓦斯檢查地點、需要檢查的有害氣體、瓦斯設備信息等。

系統實現二維碼自動生成，并具有兩部分功能：一是牌板二維碼生成。每個牌板二維碼代表著一個瓦斯檢查地點，系統掃描此二維碼會自動辨識該地點名稱及位置；二是儀器二維碼生成。每臺儀器都有一個專屬二維碼，儀器管理員可以掃描二維碼發放、入庫和送檢儀器，做到儀器圖像識別管控。

2.3 瓦斯報表生成系統

系統會自動上傳瓦檢員井下錄入的數據至服務器，服務器后臺自動生成報表(瓦斯班報表和瓦斯日報表)。需要簽字的領導只需在手機內點擊確認簽字，即可完成當天日報表簽閱，不需要繁瑣的手工簽字環節。數據顯示更為直觀，如數據有異常，系統會自動標紅顯示。

2.4 瓦斯數據統計分析

通過對瓦斯檢查數據的統計分析，填入瓦斯等級鑒定的相關數據，自動生成該區域和該時段的瓦斯絕對和相對涌出量，為決策層進行瓦斯管理提供參考數據。系統可通過選擇日期、檢查項目等內容，提取一段時間內瓦斯數據并生成對比曲線圖，直觀分析瓦斯數據。

2.5 瓦斯點設置計劃

《煤礦安全規程》規定瓦檢員需按照瓦斯點設置計劃和巡回路線檢查圖標進行巡回檢查。系統可以添加瓦斯點設置計劃，并根據巡回路線進行排序，排序后瓦檢員在手機終端上可查看自己的班次、巡回檢查的路線以及巡回檢查點，有效地避免漏檢的發生。

2.6 報表簽閱功能和提醒功能

領導每天早晨可收到瓦斯報表簽閱提醒，收到提醒后可在手機APP查看前一天礦井瓦斯情況，并直接簽閱。簽閱完畢后，直接生成電子版簽名，瓦斯報表管理人員直接將日報表打印備查即可。

2.7 瓦檢設備登記、領用和校驗記錄

登記功能主要登記瓦斯檢查設備的型號、廠家、設備參數、購買日期和校驗日期等功能，生成該設備專屬二維碼并張貼到設備表面。領用功能主要登記瓦檢員領取瓦斯檢查設備型號、領取時間、校驗日期等信息。校驗記錄功能主要記錄校驗時間和過期時間，提前一個月系統預警提示瓦斯檢查設備需要校驗，瓦檢員及時更換新設備。

2.8 瓦檢員證件及培訓記錄

系統記錄瓦檢員取得特殊工種作業證的時間及有效期，并根據有效期限提前半年預警提示瓦檢員需再次進行特殊工種培訓取證。培訓記錄主要登記瓦檢員日常理論和實操培訓考試情況，形成記錄表。

2.9 權限管理

權限設置主要為了保證瓦斯防治管理系統的規范管理，防止無關人員隨意改動數據或者誤操作，造成數據異動。系統權限具體分為系統管理權限、領導查閱權限、瓦檢員數據填寫上傳權限、數據統計下載分析權限、設備管理權限等。

2.10 數據留存及備份

主要利用云存儲功能，將數據留存在網上，并有數據下載備份功能，可按天、月、年等方式對數據進行下載查看和備份。

3 應用效果

(1)節省了瓦檢員報表填寫時間，大大降低了瓦檢員出錯的幾率。

(2)提高了工作效率。以前瓦斯報表留存最多五年，由于報表數量較多，很多報表即使留存下來再次利用也比較麻煩，也無法有效分析當年瓦斯數據變化情況。該系統留存的數據可以永久保存，且可以在系統內隨時調用、分析，大大提高了工作效率。如果遇到瓦斯地質相同的情況，能夠快速地為相關人員提供數據支持。該系統增加了數據下載功能，可以將數據轉存在特定位置，增加了數據保存的安全性。

(3)降低了管理難度。公烏素煤礦目前共設置了79個檢查點、3條檢查路線，如果核對瓦斯檢查手冊、現場記錄牌板以及瓦斯檢查班報表三者數據一致情況，管理難度較大。該項目上線后可系統性解決假檢、漏檢、不檢等問題，降低了瓦斯管理的難度，從根本上消除由于人員不安全行為帶來的安全隱患。

(4)提高了工作的時效性。之前，該礦缺少通風調度員職位，瓦斯日報表由瓦檢員代做，瓦斯檢查數據不能及時匯至地面，領導無法第一時間分析井下現有工作面瓦斯情況。該系統使用后，瓦檢員能通過終端設備第一時間將數據傳輸至地面，且能夠自動形成曲線并分析某個地點的有害氣體濃度變化情況，為領導及時掌握第一手情況提供了支撐。

(5)方便了儀器管理。系統可對一通三防現有儀器進行登記管控，而且能提前提醒員工儀器到檢時間，方便了日常儀器的管理，減少了因儀器校驗過期造成的安全隱患。