基于信息化的煤礦安全生產管理系統的設計及應用分析

申偉鵬

（山西煤炭運銷集團神農煤業有限公司，山西晉城 048400）

煤礦礦業想要正常作業必須要先保證作業安全。只有安全管理工作的有效開展才能提高作業效率、保障煤礦經濟收益。當前，我國在煤礦開采時，進行安全管理的方式是使用人工宣傳以及對重點崗位監督檢查，安全管理工作想要切實發揮作用，主要是由作業人員對煤礦開采管理制度執行情況決定的，存在很大的主觀因素，安全管理工作開展效率低。尤其是當前在礦井下作業更多使用自動化方式，形成“多點位、距離長、面積廣”煤礦開采格局，僅僅使用傳統安全管理方式無法保證煤礦開采的高效性以及安全性[1]。

結合當前信息化發展的水平以及新型煤礦開采作業的方式，本論文分析了煤礦開采過程中使用信息化技術手段進行安全作業的管理體系以及應用情況。這套新型管理體系能夠全面梳理煤礦開采作業的各個流程，準確識別出每個流程存在的安全風險隱患，同時還可以對開采全過程使用的安全管理方式以及監督體系進行完善，通過利用現代安全管理科技設備，真正實現了智能化安全管理、隱患排查以及自動化警鈴提示，從“人員、機械、環境、管理”四個方面架構出一套完善的自動化安全管理系統，真正實現對煤礦開采各個流程進行信息化管理[2]。當前這套管理系統已經應用于多個煤礦作業現場。對應用后的實際情況進行調查、統計后得出，常德煤礦德輝公司某礦應用了這套安全管理系統之后，節約了35.7%的安全管理人員，煤礦安全事故發生數量也減少了91.6%。

1 礦井安全生產管理架構

為了保證煤礦作業過程中的安全性，在建立安全管理系統時需要綜合考慮到人員、機械設備以及周圍環境等多方面因素，因此需要利用信息化技術以及智能化手段構建“人員、機械、環境、管理”環環相扣的安全管理系統。通過在煤礦作業過程中應用這套“人員、機械、環境、管理”安全管理系統，實現對煤礦開采各個環節進行安全生產管理。所以使用信息化技術對煤礦開采工作進行安全生產管理主要有以下幾個方面：一是建立健全人員安全作業管理系統；二是建立健全設備安全作業管理系統；三是建立健全作業環境安全管理系統；四是建立健全保障管理效果系統[3]。

結合當前煤礦作業安全管理架構，想要真正利用信息化技術對煤礦作業進行安全管理，就必須建立信息化安全管理系統、智能化技術隱患排查系統、風險隱患自動報警系統、標準化作業安全管理系統等于一體的信息化綜合安全管理平臺，通過建立綜合安全管理平臺，在煤礦開采作業過程中，全方位實時監測出現的任何一個危險源，通過使用信息化手段進行管控，實現實時、高效進行安全管理，確保在煤礦開采過程中不出現任何安全事故[4]。

2 構建信息化安全生產管理體系

使用智能化技術對煤礦開采全過程進行風險監控排查與管理是依靠實時精確的GPRS 技術實現的。按照煤礦下不同作業區域工人的不同作業分工設定工人權限，并且在煤礦內劃分網格進行管理。每一個下煤礦的工人都要攜帶一臺GPRS 定位設備，當GPRS 設備顯示工人出現在他不應該出現的地方后，該設備自動報警，并要求人員立即回到自己工作的區域并將該信息上傳到終端平臺。與此同時，作業管理制度還應當增加對擅離區域人員的處罰規則，從科學技術以及制度管理兩個方面避免因為人為因素導致安全事故的發生。

利用智能化手段對煤礦作業安全生產培訓進行管理，最關鍵的是要建立高效率高質量的培訓體系，以達到能夠對員工培訓進行監督、對培訓結果進行驗收的目的。對于不同工作任務的員工要建立不同的培訓系統，員工可以登入手機APP 或者利用電腦終端登入培訓平臺自行進行學習，平臺自動檢測員工學習情況并生成電子檔案，同時將員工參加培訓的情況納入年終考核指標。

當前使用自動化手段進行煤礦開采工作不斷推廣，各種自動化設備也越來越多地應用于煤礦開采工作中，自動化設備正常運作不僅僅可以影響煤礦開采工作的效率，對作業安全也能起到很大的影響。安裝完自動化設備之后要結合煤礦內實際情況定期對設備進行維護，提高自動化設備工作的穩定性。當前大部分煤礦公司仍然采用傳統的人工點檢方式對設備情況進行跟蹤記錄，不僅僅工作效率不高，還容易受主觀因素影響出現錯誤。山西煤炭運銷集團某礦購買使用了一臺高科技設備，該設備可以在全壽命周期內進行安全管理，并定期建立電子安全檔案，它可以對設備的運行情況實時進行監測跟蹤，一旦發現安全風險立即報警并上傳數據到終端平臺[5]。

3 構建智能風險報警監測管理體系

在煤礦開采過程中會出現很多危險源，傳統安全管理方式識別出危險源之后主要依靠開會或者宣傳板公示的方式進行發布。這種提示風險的方式不能對員工起到警示效果，也無法在第一時間對員工進行預警，安全管理工作效率不高。山西煤炭運銷集團某礦自主研究出了一套新的智能危險源警示監測系統，它集風險管理、安全管理、井下環境實時監測和自動報警于一體，極大程度地提高了安全管理工作效率。

首先，這套系統將煤礦內出現的隱患和風險進行整合，結合不同網格的安全情況進行科學劃分網格，結合人員攜帶的GPRS 系統，一旦人員出現在危險源附近，系統將自動識別出風險并報警上傳數據。

其次，利用三維可視化技術進行檢測，按照不同網格安裝可視設備實時監控作業區域內的作業情況，一旦發現不應該在此區域工作的人員出現，立即發生警報，并要求其撤離，避免發生煤礦事故。

最后，采用物聯網技術，集中對煤礦內的火災報警設備、瓦斯泄露報警設備以及監控設備進行控制，實現了報警系統與風險信息推送于一體，極大程度地提高了安全管理工作效率。

為了保持煤礦作業設備穩定運行，不僅僅需要對運行狀態進行監控，還需要利用物聯網技術在設備上安裝監控報警系統。這套系統可以實時對設備運行的情況進行檢測，并將檢測情況同設備原來在系統中儲存的情況進行比對，快速分析出設備當下的工作狀態。通過對數據庫中的數據進行比對可以先后兩組參數的不同，然后系統自動對異常參數進行記錄、分析以及提示風險，以便維修人員可以第一時間查找出儀器哪個部位出現故障，精準進行維修，進而保證設備在健康狀態下穩定運行。這套系統還能夠將對設備進行跟蹤反饋的結果自動生成一份電子版的“體檢報告”，報告中列明需要維護維修的部件，有效地解決了設備沒有按時維護、維護效果差的問題，不僅僅可以保障設備穩定運行，還可以延長設備使用壽命[6]。

通過使用這套系統對設備進行監測，徹底實現了對煤礦作業生產過程中出現的風險源進行全方位實時監測，并且還可以自動分析某個時間段內出現的風險，為設備維修以及風險控制提供可靠依據。

煤礦作業風險報警管理系統見圖1(a)，煤礦作業安全管理系統見圖1(b)。

圖1 風險報警智能監測系統

4 構建智能化隱患排查安全體系

對隱患進行排查以及防治工作在煤礦作業安全管理工作中非常重要，其意義在于對煤礦開采作業過程中出現的風險及時識別并排查治理。當前大多數煤礦企業都使用定期排查的方式對危險源進行排查統計，然后將統計結果下發給相關部門進行整改，這個過程基本上使用的都是紙質文件，沒有對整改情況和整改進度進行匯總，很難實現隱患防治全覆蓋。為了更好地解決這個問題，山西煤炭運銷集團某礦自主研發了一套隱患風險智能防治安全系統，它的防治原理見圖2。

圖2 風險智能化排查安全體系

由圖2 可以看出，這套系統主要是利用信息化技術，首先將作業區域劃分為網格并編上號碼，給每一個網格都建立檔案，然后成立專門負責整改的部門，按照編號逐一對網格情況進行安全排查，將每個網格排查情況都建立專門的電子檔案輸入到該智能防治系統中。系統根據不同隱患的類別自動把整改通知發往各部門，由該部門負責整改的人員進行整改，整改完畢后在系統上進行反饋，專門負責整改的部門收到整改反饋之后，到該網格區域進行驗收，確定整改完畢之后在系統上關閉該風險預警，真正實現預警、整改、監督閉環管理[7]。

5 安全標準化管理

當前煤礦安全管理工作中存在管理工作繁雜、管理標準不明確、工作不好開展的問題，為細化管理標準、規范管理制度、建立安全管理部門、規范人員作業標準，要求所有煤礦人員持證上崗。在具體工作時使用移動監測設備對作業情況實時監控，建立了一套完整的安全管理系統，避免因為操作不規范產生安全事故。

當前這套系統安全管理系統已經被很多煤礦公司應用。山西煤炭運銷集團某礦在使用了這套管理系統之后，安全部門的人員照之前減少了12人，安全事故發生的次數由原先的平均每個月發生27.7次降低到了平均每個月發生21.6 次，極大程度地提高了安全管理工作開展的效果，具體應用情況見表1。

表1 山西煤炭運銷集團某礦使用新系統前后管理效果統計表

6 結語

對于當下煤礦安全管理工作中存在的管理方式落后、管理方法簡單、管理效果不好等問題，山西煤炭運銷集團某礦利用信息化技術研發出一套煤礦安全管理智能化系統，本文對這套系統進行了深入研究。研究結果顯示，這套智能化系統的架構主要有：人員安全作業管理系統、設備安全作業管理系統、作業環境安全管理系統以及保障管理效果系統。這套系統應用后實現了風險排查、隱患防治、安全整改全過程信息化、智能化管理控制，應用這套系統之后該公司從事安全管理的職工數量減少了52.2%，安全事故發生率減少了91.1%，該系統極具推廣價值。