基于2D GIS的煤礦風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理可視化管理*

于世雷，馮黎莉，孫 康

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

0 引言

隨著煤礦智能化與信息化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)已經(jīng)有了明顯的提高，但總體形勢(shì)依然不容樂觀，仍然存在安全事故頻發(fā)的現(xiàn)象，因此從源頭遏制煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)本質(zhì)安全變得尤為重要[1-2]。目前傳統(tǒng)的安全管理方式已不能滿足當(dāng)前煤礦發(fā)展需要[3]，采用科學(xué)的煤礦安全管控手段已成為適應(yīng)煤礦安全生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。隨著國(guó)家雙重預(yù)防機(jī)制的推進(jìn)，風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及隱患排查治理成為國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦和高危企業(yè)通用的風(fēng)險(xiǎn)管控手段，煤礦風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理環(huán)節(jié)主要包括：風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)和管控措施制定、風(fēng)險(xiǎn)檢查和閉環(huán)管理、隱患檢查和閉環(huán)管理、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等。

將煤礦風(fēng)險(xiǎn)分布情況及等級(jí)以醒目化的方式展現(xiàn)給煤礦管理者，使煤礦工人清晰、準(zhǔn)確、直觀地看到所處環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)分布及等級(jí)，掌握管控措施，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)可以以正確的措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)管控，減少風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展為隱患、隱患演變?yōu)槭鹿实目赡苄浴；诖耍O(shè)計(jì)開發(fā)基于2D GIS的煤礦風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理可視化的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)，將煤礦風(fēng)險(xiǎn)分布情況以風(fēng)險(xiǎn)四色圖的形式在GIS地圖上展示，同時(shí)通過風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查閉環(huán)流程以及責(zé)任人、整改人、督辦人的反饋消除風(fēng)險(xiǎn)與隱患，形成普遍用于煤礦企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)。

1 雙重預(yù)防管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

雙重預(yù)防管理系統(tǒng)以煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系為依據(jù)，結(jié)合2D GIS以風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控和事故隱患排查為核心，構(gòu)建以風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)和管控措施制定、風(fēng)險(xiǎn)檢查和閉環(huán)管理、隱患檢查和閉環(huán)管理、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警業(yè)務(wù)狀態(tài)鏈，通過構(gòu)建礦井整體的安全業(yè)務(wù)執(zhí)行業(yè)務(wù)流，將零散的安全業(yè)務(wù)體進(jìn)行有機(jī)整合，從而有效提升煤礦雙重預(yù)防信息化管理水平，對(duì)煤礦發(fā)展具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[4-7]。

雙重預(yù)防管理系統(tǒng)基于B/S(Browser/Server)模式，采用.NET設(shè)計(jì)框架，使用C Sharp語言開發(fā)，對(duì)煤礦進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理時(shí)，結(jié)合企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)中重大、較大、一般、低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)紅、橙、黃、藍(lán)四色圖生成全礦井的風(fēng)險(xiǎn)四色圖，并以2D GIS地圖展示全礦風(fēng)險(xiǎn)分布情況，煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)Fig.1 Overall system architecture

2 雙重預(yù)防管理流程與系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

2.1 雙重預(yù)防管理流程

2.1.1 風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控流程

為從源頭上對(duì)事故進(jìn)行預(yù)防，保障煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)到位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全管控中存在的異常，系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)計(jì)了可科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管控工作流程，打通從風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、措施落實(shí)、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)視、異常分析及預(yù)警的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控的全過程跟蹤預(yù)警，幫助煤礦落實(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)管控工作。管控流程如圖2所示。

圖2 風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控流程Fig.2 Risk classification control process

針對(duì)煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化要求的年度及專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)出的風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了向?qū)斤L(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)結(jié)果錄入功能，辨識(shí)人員在選擇辨識(shí)地點(diǎn)后，可根據(jù)生產(chǎn)工藝、設(shè)備設(shè)置、作業(yè)環(huán)境等條件直接從基礎(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)中進(jìn)行檢索，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分析出該地點(diǎn)下可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，并采用LEC法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定性分級(jí)，安全管理人員僅需根據(jù)實(shí)際情況勾選相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)即可完成辨識(shí)結(jié)果的錄入，實(shí)現(xiàn)辨識(shí)結(jié)果的快速錄入，以此減輕風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)人員數(shù)據(jù)梳理工作量，提高風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度。

當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)結(jié)果錄入后，系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)管控責(zé)任，自動(dòng)生成風(fēng)險(xiǎn)管控任務(wù)并下發(fā)，使得風(fēng)險(xiǎn)管控工作目標(biāo)明確。管控責(zé)任包括責(zé)任人、分管領(lǐng)導(dǎo)、復(fù)查人，其中責(zé)任人負(fù)責(zé)具體的安全風(fēng)險(xiǎn)措施落實(shí)并將管控結(jié)果反饋在系統(tǒng)中；分管領(lǐng)導(dǎo)在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)對(duì)措施落實(shí)過程進(jìn)行關(guān)注知悉。當(dāng)責(zé)任人完成風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)時(shí)，流程進(jìn)入到復(fù)查環(huán)節(jié)，復(fù)查人在系統(tǒng)上接收到相關(guān)復(fù)查任務(wù)，對(duì)管控措施落實(shí)情況進(jìn)行復(fù)查。若管控措施落實(shí)到位，則復(fù)查合格；若管控措施落實(shí)不到位，則根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可選擇重新落實(shí)或錄入隱患。

當(dāng)管控措施落實(shí)完成后，系統(tǒng)能夠根據(jù)管控措施對(duì)應(yīng)的檢查頻次自動(dòng)生成相應(yīng)的人工檢查任務(wù)，并下發(fā)至管控措施對(duì)應(yīng)的檢查人。檢查人可通過礦用巡檢記錄儀，根據(jù)檢查任務(wù)明確的巡檢路線進(jìn)行菜單式檢查，當(dāng)管控措施落實(shí)情況不到位或者異常時(shí)，可直接錄入隱患，進(jìn)入隱患閉環(huán)治理流程，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)隱患一體化管控。

2.1.2 隱患排查治理流程

隱患排查治理是智能安全管控重要一環(huán)，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)管控失效時(shí)，及時(shí)排查出事故隱患，同時(shí)，對(duì)隱患及時(shí)正確的處置，是避免事故發(fā)生的重要手段。為有效對(duì)煤礦隱患進(jìn)行排查治理，將事故隱患排查治理與煤礦日常工作相結(jié)合，以建機(jī)制、查隱患、抓治理、遏事故、重學(xué)習(xí)為工作主線，建立隱患閉環(huán)管理及處置流程，并結(jié)合智能考試平臺(tái)，輔助管理人員對(duì)員工因人為因素導(dǎo)致隱患的智能考試，如圖3所示。

圖3 隱患排查治理流程Fig.3 Hidden danger investigation and governance process

根據(jù)檢查類型的不同，系統(tǒng)將檢查分為各專業(yè)科室自查與安檢科或上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)他查。在煤礦隱患排查過程中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的隱患進(jìn)行“五落實(shí)”，即根據(jù)隱患類型和嚴(yán)重程度確定隱患落實(shí)的整改目標(biāo)；根據(jù)隱患發(fā)生的地點(diǎn)與責(zé)任區(qū)域，確定責(zé)任部門和責(zé)任人員，并給出相應(yīng)的隱患落實(shí)整改措施；責(zé)任人員根據(jù)整改意見并結(jié)合煤礦實(shí)際情況確定整改時(shí)間、整改資金、驗(yàn)收時(shí)間及驗(yàn)收人員。

檢查人員利用移動(dòng)端APP將排查出的隱患信息智能填寫后，利用井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)將隱患數(shù)據(jù)上傳至煤礦智能安全管控系統(tǒng)中，同時(shí)，系統(tǒng)將隱患處置信息自動(dòng)通知給隱患整改人員。

用戶根據(jù)自己的身份職能登錄系統(tǒng)后，對(duì)推送的相關(guān)隱患信息進(jìn)行了解與確認(rèn)無異議后，隱患整改人根據(jù)實(shí)際情況對(duì)隱患申請(qǐng)是否延期處置，系統(tǒng)進(jìn)一步下發(fā)整改任務(wù)；如果確認(rèn)過程中認(rèn)為隱患與自己職能無關(guān)，可駁回隱患整改任務(wù)，同時(shí)填寫駁回理由。

當(dāng)隱患整改負(fù)責(zé)人對(duì)隱患整改完成后，通過移動(dòng)APP拍照或拍視頻上傳整改結(jié)果，并提交驗(yàn)收申請(qǐng)。系統(tǒng)自動(dòng)向驗(yàn)收人員發(fā)送驗(yàn)收消息提醒，驗(yàn)收人員對(duì)提交的驗(yàn)收請(qǐng)求的隱患進(jìn)行實(shí)地復(fù)查，確定該隱患確實(shí)已經(jīng)整改完成并合格，對(duì)整改合格的隱患審核驗(yàn)收通過，同時(shí)對(duì)隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔；如若驗(yàn)收不通過，則將結(jié)果登記為未審核通過，并填寫未通過原因，發(fā)回整改人員處重新進(jìn)行整改。

2.2 雙重預(yù)防管理系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

2.2.1 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

圍繞風(fēng)險(xiǎn)管控關(guān)鍵過程，雙重預(yù)防管理系統(tǒng)提供向?qū)降谋孀R(shí)流程，實(shí)現(xiàn)煤礦年度與專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)工作規(guī)范化、高效化。另外，系統(tǒng)內(nèi)置煤礦基礎(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)時(shí)，可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)工藝、地質(zhì)條件、安全組織體系等有效輔助企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)工作，提高安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)工作的難度，減少數(shù)據(jù)梳理工作量。

2.2.2 安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)預(yù)警

基于煤礦安全組織體系，結(jié)合煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管控主體責(zé)任人、業(yè)務(wù)監(jiān)管責(zé)任人、安全監(jiān)管責(zé)任人的管控層級(jí)要求，實(shí)現(xiàn)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)自動(dòng)預(yù)警，促進(jìn)管控責(zé)任落實(shí)。

2.2.3 安全巡檢

根據(jù)煤礦風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)形成的企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)，利用礦用巡檢記錄儀、地址卡等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人員巡檢打卡、軌跡監(jiān)控、菜單式安全確認(rèn)、風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)檢查等功能。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)管控措施落實(shí)不到位，支持自動(dòng)生成隱患及其安全考核記錄，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)與隱患管控一體化。

2.2.4 事故隱患排查

系統(tǒng)建立標(biāo)準(zhǔn)化隱患排查及分級(jí)治理閉環(huán)流程，利用巡檢記錄儀、身份卡等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)隱患排查治理的記錄統(tǒng)計(jì)、過程跟蹤、逾期報(bào)警及信息上報(bào)的信息化管理，從而提高煤礦隱患治理水平，進(jìn)而防治事故發(fā)生。

2.3 2D GIS風(fēng)險(xiǎn)可視化管理

2D GIS是一種獲取、存儲(chǔ)、編輯、處理、分析、顯示和輸出地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)[8]。系統(tǒng)中引入該技術(shù)對(duì)原始巷道圖層、隱患風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，建立數(shù)據(jù)管理體系，并分析、提取隱患風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，同時(shí)利用GIS技術(shù)的對(duì)象顯示功能實(shí)現(xiàn)煤礦風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)預(yù)警四色圖的高效展示，建立基于隱患風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)搜集-空間分析-輔助決策的動(dòng)態(tài)綜合管理信息流[9-10]，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦隱患風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)可視化展現(xiàn)。GIS技術(shù)主要組成結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 GIS技術(shù)主要組成結(jié)構(gòu)Fig.4 The main structure of GIS technology

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用界面

該系統(tǒng)已在貴州省盤州市盤州精煤股份有限公司進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用并取得了良好的應(yīng)用效果，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用相關(guān)界面如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)App端部分應(yīng)用界面Fig.5 Part of the application interface on the App side of the system

3.2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

提高煤礦企業(yè)安全管理的工作效率：針對(duì)不同等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)，管理者做出的決策更加準(zhǔn)確、合理，同時(shí)令執(zhí)行者根據(jù)管控措施對(duì)風(fēng)險(xiǎn)做出的反應(yīng)更具針對(duì)性。

提高隱患整改效率：檢查人通過下井檢查，將檢查情況錄入系統(tǒng)中，使得所有檢查出的問題都可在系統(tǒng)中集中反映出來，煤礦企業(yè)各個(gè)部門通過登錄賬號(hào)均可看到權(quán)限內(nèi)所有信息。另外被檢部門通過查看部門內(nèi)存在的問題，抓緊時(shí)間整改，對(duì)于超期不整改的問題，其警情升級(jí)，加大懲罰力度。

提高自主學(xué)習(xí)性：通過2D GIS將煤礦風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以四色圖的形式展示出來，通過讓觀看本作業(yè)環(huán)境所存在的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)給以心里震懾，同時(shí)激發(fā)職工的主動(dòng)學(xué)習(xí)崗位技能的意識(shí)，使他們了解工作場(chǎng)所中的危險(xiǎn)源，掌握管理措施。

提高煤礦雙重預(yù)防信息管理水平：通過對(duì)本系統(tǒng)的應(yīng)用使得動(dòng)態(tài)掌握了風(fēng)險(xiǎn)源與隱患的業(yè)務(wù)處理情況，可對(duì)井下風(fēng)險(xiǎn)與隱患所在區(qū)域可視化展現(xiàn)，提高了煤礦雙重預(yù)防的管理水平。

4 結(jié)語

(1)以風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理的雙重預(yù)防機(jī)制為研究對(duì)象，基于B/S(Browser/Server)模式，采用.NET設(shè)計(jì)框架，使用C Sharp語言開發(fā)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理的雙重預(yù)防管理系統(tǒng)。

(2)系統(tǒng)結(jié)合企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)庫(kù)中重大、較大、一般、低風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)紅、橙、黃、藍(lán)四色圖生成全礦井的風(fēng)險(xiǎn)四色圖，并以2D GIS地圖展示全礦風(fēng)險(xiǎn)分布情況及具體風(fēng)險(xiǎn)管控閉環(huán)情況，同時(shí)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而達(dá)到對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和隱患的預(yù)判、預(yù)知、預(yù)警。

(3)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，系統(tǒng)能夠高效對(duì)風(fēng)險(xiǎn)及隱患進(jìn)行業(yè)務(wù)流程處理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)與隱患的全生命周期管理，可大大提升煤礦雙重預(yù)防信息管理水平，為煤礦智能化建設(shè)奠定一定基礎(chǔ)。