煤礦生產安全系統的應用

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1設計思想

一般情況下,遠程檢測是一套獨立的系統,在應用過程中,實時對生產情況和過程數據進行評價分析,無疑會大大增強安全生產的效率。在實際應用中,生產現場的環境發生變化達到預警條件時,各種采集信息的報警程序立即啟動,如甲烷、一氧化碳、風速、溫度、風機風門開停等,指揮人員根據各種報警信息和現場圖像,可以根據評價系統的輔助來準確判斷事件發生概率,如果產生較高的危險事故等級,便于人員的及時疏散,避免人員傷亡。同時信息上傳上級管理部門,便于上級領導進行決策,并實施一體化的可視化指揮,從而將危險消滅于萌芽狀態。目前,在煤礦“數字化礦井”的建設中,大部分煤礦已經建設了瓦斯監控、通風檢測、人員定位、程控電話、視頻監控、數字移動指揮等系統都實現了煤礦安全生產的基本應用,但各系統之間彼此獨立,不能綜合應用各種信息、進行統一的應急指揮調度。隨著煤礦數字化礦山的進程,互聯網延伸成為物聯網,融合的內容將更加擴大。井下所有動態的、靜態的、人與人、人與物、物與物等都將納入到這個系統之中。從分立的網絡到融合的網絡,任意點對點的控制,多樣化、個性化、不同需求的終端將實現信息共享的系統。展望煤礦物聯網的發展,融合是關鍵點和突破口。加強煤礦信息化和物聯網的建設,普及到井下任何人、物環境的安全評價及應急處理是避免事故及安全避險的基礎[2]。因此,一個高效的煤礦安全生產安全評價平臺應該能夠將已建的各種系統進行完好的融合,提高有效信息的利用率,對事前、事中、事后三個階段實時統一的應急指揮調度提供依據,并最終實現事前安全防范,事中及時排查,事后妥善處理的目的。煤礦生產安全評價系統是在嚴格圍繞國家2004年頒發的《煤礦安全質量標準化標準及考核評級辦法》、《煤礦安全規程》、《操作規程》及相關的煤炭行業法律法規的基礎上,緊密結合煤礦行業安全運行的實際需求,實現對煤礦采煤、掘進、機電、運輸、通風、地測六大專業安全質量實時評價,動態反映煤礦安全運行狀況。結合國家關于煤礦安全生產的相關規定,本系統以煤礦生產過程實時監控為核心,以本質性安全的煤礦為目標,全面整合煤礦安全相關系統的信息,不斷消除和控制安全健康危害、降低安全生產風險,保證員工的安全與健康,提高煤礦企業的安全生產管理水平。本系統是融計算機技術、國內外先進的安全管理技術、軟件設計技術、數據智能分析技術于一體,采用基于跨平臺的軟件架構設計方法,整個系統的安全信息展現采取多視圖機制,滿足煤礦企業各級領導、監控中心及現場實施人員對安全信息的個性化需求,確保安全指標簡單明了,為企業安全決策提供有力的數據支撐。并且容易與其它煤礦軟件整合共同使用,本系統由實時評價模塊、數據上報監控模塊、小項監控模塊、關鍵指標監控以及數據維護等主要功能模塊組成,能夠實時動態監督評價煤礦的安全生產環境。主要包括:開采、通風和瓦斯、粉塵安全監控、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)的突出防治、防滅火、防止水、爆炸材料和井下爆破、運輸、提升和空氣壓縮機、電氣、煤礦救護、設備檢修和職業危害等11部分的評價。

2安全評價系統目標

輔助建立煤礦質量標準化體系與本質安全型礦井的管理體系對煤礦企業生產過程中所產生的危害因素進行辯識和風險評價,加強對煤礦重大危險源的監控。風險評價的分值為各項安全決策提供依據,為持續改進煤礦安全管理績效提供衡量基準。實時采集現場生產數據,并根據配置好的安全條件,實現對生產過程的安全評價和監控,方便各級管理人員在一個統一的平臺上,對煤礦的安全進行監控,并有助于用戶進行安全警示的分析,找出煤礦存在的不安全因素,進行相應的處理。提供數據上報(日報,月報,半年報,年報等)缺失信息的報警管理。完善各級各部門的管理機制和監督機制。建立安全檢查與安全質量評價體系,提供安全管理協同辦公平臺。輔助煤礦領導和各業務部門加強對煤礦一通三防的監督與管理,提高煤礦一通三防管理水平,避免重大事故的發生。

3安全評價系統結構

采用B/S結構搭建軟件系統是實現煤礦信息化、數字化、管理集中化的有效手段,B/S結構,即Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構,其表現層為WEB瀏覽器,邏輯層是由位于WEB服務器上的各種服務器端應用程序來實現,數據層是由oracle數據庫服務器提供。采用B/S結構搭建的安全評價系統具有:系統安裝和維護得到簡化,B/S模式系統只需將軟件在服務器上,客戶通過瀏覽器就能進行系統給定的一般性操作,且只需對服務器上的應用程序進行維護,管理模式更趨一致性,系統將界定統一的數據存儲和顯示格式,克服不同煤礦企業數據千差萬別的情況,有利于煤礦及各級監管部門管理,信息的共享更為暢通,處理結果及信息查詢更具開放性,如圖1所示。安裝路徑可以任意指定,避免系統盤損壞的尷尬。支持煤礦采煤、掘進、機電、運輸、通風、地測六大專業安全運行數據的實時考核與評價。系統設計方案采取完全開放化策略,能夠以較低的成本與煤礦現有系統(比如:瓦斯監控系統、皮帶運輸系統、電力監控系統等)進行無縫對接,對信息化程度較低的煤礦也提供了開放式數據上報接口,系統完全支持國家--省--集團--煤礦四級數據聯動共享服務。系統為企業不同人員(高層領導、一級監控、二級監控、數據維護等)提供了不同的數據視圖[3]。

4安全評價系統實現

系統主要包括以下功能:(1)數據實時評價:通過對當前煤礦安全生產數據的采集,著眼于全局,實現對各個專業安全生產狀況的實時評價,將評價結果以帶有不同顏色的柱狀圖顯示,形象、直觀。0-69分為黑色;70-79分為紅色;80-89分為黃色;90-100分為綠色。通過柱狀圖,安全生產情況一目了然。該視圖主要為集團領導及一級監控中心服務,如圖2所示。(2)細節數值分析:查看各個煤礦專業上報的各個小項數據的具體得分情況,通過細節數值的分析,著眼于基層,了解在安全生產過程中基層的安全生產狀況細節。該視圖主要為煤礦的二級監控中心及具體指標(比如:采煤專業質量管理工作)監督人員服務。系統提供了實時評分、顯示,鎖屏追蹤安全隱患的功能。(3)關鍵指標監控:顯示煤礦各個專業的具體得分,和柱狀圖結合起來,使煤礦的安全實施評價更具體。該視圖主要為用戶提供指定指標的實時跟蹤監督功能,系統提供了各級指標的實時評價及評價實時數據的跟蹤功能,如圖3所示。(4)數據上報監控:對影響煤礦安全評價的各項指標進行監控和提醒,對未及時上報數據的指標進行語音提醒,督促數據上報人員及時上報數據。該視圖主要為煤礦的二級監控中心及具體數據上報人員服務。圖2安全數據實時評價界面(5)查看基本礦圖:提供基本礦圖的上傳和下載功能,通過本系統,能查看各個地區的基本礦圖。(6)新增規程提醒:系統及時顯示上報的新增規程,用來提醒領導人員及時了解規程,早做決策。(7)數據維護功能:數據維護主要是將煤礦各項指標按照隸屬關系分為四級菜單,以樹型結構的形式展現出來,用戶可以通過樹形結構打開要維護的指標,實現對數據的輸入輸出,以及數據的修改和查詢功能。該視圖可依據實際需求進行“個性化”定制,有效降低了系統培訓成本,為企業用戶提供了簡單的使用視圖。

5結束語

本項目的研發旨在減少煤礦生產事故突發的風險,降低生命財產損失,提高煤礦安全生產的系數。系統主要針對煤礦安全生產的各個環節,包括通風、機電、瓦斯監控、地測、防止水、防滅火等等各專業的小項進行打分評估,如主絞車鋼絲繩是否合格、是否年檢、是否到報廢年限等,諸如此類的細節一一納入評估打分,用戶(包括煤礦、集團、各級安監部門等)可根據打分情況,對失分項目進行研究,給出是否開工生產、是否更換設備、是否進行某項處理等,系統也可根據實際豐富數據以及專家經驗等進行自動決策,充分體現機器智能,從而幫助用戶從繁雜、龐大的數據項中解脫出來,快速地對風險進行評估決策,或快速處理相關事件,以期提高安全生產下的高效益。

本文作者:劉彤軍楊秋翔潘廣貞工作單位:黑龍江省科學院自動化研究所