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煤矿安全隐患治理知识库建立与应用

摘要:在社会不断前进的过程中,能源矿产资源发挥了重要的作用,保证煤矿持续稳定安全生产,逐步治理煤层开采过程中的安全隐患,变得越发重要。随着智能化、信息化时代的到来,煤炭企业也需利用信息化技术,整合已积累的大量历史隐患数据,进一步提升矿井的风险隐患治理能力。面对煤企安全信息化建设中遇到的挑战,本文提出安全隐患治理知识库的概念,阐述了对煤矿风险管控的理解。

关键词:隐患治理;知识库;模糊分组;隐患排查

随着社会现代化、信息化的发展,对传统认知中较低技术含量的煤炭行业,也提出了新的要求。我国大中型煤炭企业也紧跟时代,开始在全矿井逐步建立安全生产综合化体系,该体系中庞大的信息来源,本质上是基于矿井各类隐患的数据统计,所以建立煤矿安全隐患治理知识库十分必要。基于数据挖掘技术,为企业的安全风险管理创建知识库,有助提高煤企的风险管控能力,实现安全高效的生产目标。

1隐患治理知识库的建立

在煤炭行业日益重视隐患治理的环境下,建立煤矿隐患治理知识库,可根据相关法律法规,提取现有的企业风险累积数据,同时整合工业事故调查信息,完善矿井风险管理体系。一套完整的知识库系统,应该包含风险管理的综合知识,包括事故编号、事故描述,事故危害等级、事故形成原因以及治理方案,这些信息的建立能够为隐患治理提供有效的实践经验,加强了不同地域、不同类型矿井的沟通交流,提升了政府各级监管监察部门对整个煤炭行业的风险管控能力。

1.1知识表示

煤矿隐患治理知识库的建立,安全隐患的信息来源通常是相关的协议、标准和经验,数据主要来自矿井累积的历史风险数据。数据库产生信息的基本形式:rule=(ifPthenQCNF)in,其中P是创建电路所需的一组逻辑组合,当Q满足P条件时,执行输出或操作;CNF是考虑不确定因素的可靠性指标,按照一定比例进行匹配后,能够使结论与初步条件达到一致。隐患治理知识表达的规则如下:一、根据煤矿安全风险的分类,建立了潜在危险的风险管控知识库,进入碳生产线的规则。二、荷载灰分大于或等于2mm,连续扬尘时间不小于5s。三、当厚度大于2mm、连续长度大于5mm的煤粉,被收集到地下时,隐患具有特殊意义。如果实际矿井的安全隐患超过每月8次、每季度20次、每年70次以上,表示此矿井的安全隐患非常严重。

1.2基于模糊分组的知识库建立

2010~2015年,山西某大型集团对旗下二级煤矿的风险数据分析显示:一半以上的煤矿的月确定报告危险事件在400件以上,其中常见隐患,如瓦斯、煤尘、顶板风险的描述一般在100~300字之间,在对庞大的风险收集信息进行隐患分类时,常因词条模糊而较为困难。处理词条模糊的大量隐患信息,数据库的集成服务可提供解决方案,其整个流程是:首先从隐患信息数据库里提取有效信息、然后对其进行转换,再加载成数据包。模糊聚类可用于提高目标信息数据库的数据质量,它可以通过识别数据之间的相似性来实现,不需要借助特定的域规则和脚本编写,具有一定的客观性。近来年,随着矿井生产技术的不断进步,煤层的开采深度逐年增大,导致井下风险管控所面临的挑战也越来越大,针对煤矿如今多样化的信息需求,系统的设计不再是一个静态页面,而是一个动态交互界面,能及时更新矿井安全隐患数据。信息数据库用于存储系统的相关数据,包括用户和服务器的数据,用户可以通过浏览器或远程数据库直接访问系统[1]。1.2.1数据预处理基于历史漏洞数据的请求,模糊聚类包括但不限于报告提交年份、事件位置和源代码,这些都能用来进行数据划分,能够大大地提升数据预处理的效率和准确度。1.2.2数据转换数据转换是分组的先决条件,它的功能主要是将数据类型转换为用于处理的字符串,包括列长度、精度、比例和代码页,并根据具体情况输入字符串描述,它决定了模糊聚类能否顺利进行。1.2.3模糊聚类模糊聚类的重点是关于属性的定义,如匹配类型、相似度、输入输出列之间的数量、比较符号等。数值属性和比较符号属性被用作模糊聚类的优化条件,相似性阈值是聚类模糊值的关键,它表明潜在危险数据之间的相似性是否直接影响聚类值的大小,并反馈对子分组的数量,这意味着只能对超过特定阈值的潜在危险数据进行分组,不同的阈值被认为直接影响子分组大小,并且与子分组的数量大小有关。最后通过建立不同的相似度阈值0.7和0.8,确定相似度阈值0.8,这样聚类后效果较好[2]。

1.3功能结构设计

设计煤矿安全隐患系统,为各级管理者发现隐患提供了方便,通过网络和信息库,能对各个部门进行详细地了解和掌握。在煤矿安全隐患信息库中,管理者能够直接了解整个矿井的情况,如:巷道的位置、工人的作业条件、设备的运行状况,这样一来,提高了安全隐患排查的工作效率,也为事故发生时的及时决策提供可靠的数据。1.3.1安全事故管理安全事故管理主要用于煤矿事故发生前后的各类信息管理,包括风险管控、事故预防、方案设计等功能,便于快速处理突发状况。1.3.2安全隐患知识库管理该系统建立了煤矿员工安全知识库,为煤矿从业人员提供安全教育,有助于提高各部门员工的安全意识,其中包括安全教育、灾害自救等内容,还包括了问题搜索、知识导出、知识更新等功能,保证煤矿工作人员可及时学习,了解灾害的发生发展机理,增强了从业者的安全意识[3]。1.3.3干部绩效考核管理绩效评估可了解各部门的具体工作情况,确定能否满足日常工作要求,提醒未完成任务人员及时完工,并监督安监处、企管科等部门人员规范管理,该系统包括了绩效考核结果及其结果审批功能,对管理人员起到从严监督的效果,推进煤炭企业高效运行。1.3.4安全评价安全评估模块是煤矿隐患治理中相对重要的内容,该模块主要是利用安全评价模型来预测煤矿开采过程中的各类风险,并提前制定应急处理方案,采取相应的防护措施来提高作业安全系数,为井下一线作业人员营造良好工作条件,其中包括安全评估、搜索结果、压力评估结果、风险警告等各种功能。1.3.5系统防护系统保护是系统安全的重要保障,保证整个系统在代码级层次能够正常运行,其主要功能包括身份验证、密码验证、数据维护、关键词搜索等,除此之外,还包括煤矿安全评价用户注册管理系统的运行。

2隐患治理知识库的应用

煤矿风险因素的识别和处理是一个以预警、风险检查和风险管理为重点的封闭过程。国内研究表明,采用此终端在气体浓度、温度湿度等方面能够发挥重要作用,能进行音频信号的实时录制和整个图像的录制,已经在我国山西、内蒙古地区的多数大中型煤矿中逐步得到应用。由于采掘、支护时工作面的噪声和无照明巷道的黑暗影响较大,技术还需要进一步的创新,在手持终端收集信息时,目前主要是手动输入和摄影。

2.1隐患上报快速录入

考虑到工作人员在收集隐患时需捕获知识编号、关键字或图像等信息,数据库通过选择与网站实际情况相对应的点,对知识库中的安全隐患进行分类,可以让检录人员快速获取信息,及时录入最新安全隐患。

2.2提供隐患治理解决方案

《风险管理知识综合清单》中包含了风险因素信息的详细描述,还包含各级风险因素的详细管理计划或基于专业知识的管理建议。根据管理措施中的方案设计,风险管控主要负责部门应及时通知整改单位,依据数据库中的风险管控建议来考虑风险发生地的实际情况,这样能够缩短从风险评审阶段到管理阶段的时间,增加管理的合理性,大大提升风险评估的效率。

2.3突出重点隐患排查作用

风险治理知识库是一个动态知识库,涵盖矿井在实际生产过程中,每个风险因素的月度、季度和年度变化。通过深化潜在风险识别过程,这些风险也将动态变化,这个变化频率取决于时间的长短,它涵盖了高、低、中频风险管理的知识库。相关监控部门可以专注于识别常态化的短期风险,提出预设方案,从而提高识别和管理安全风险的效率,节省隐患处理时间。

2.4更有效的宣传培训作用

在对煤矿从业人员的培训中,繁琐的规章制度有时会使工人疲劳,精神状态不佳,在进行井下作业时引发安全事故,科教系统负责人可以通过电脑演示和照片视频的形式来进行宣传和培训,从而使员工较轻松的掌握风险管理知识,充分发挥学习者的主观能动性,更好地关注煤层开采中常见的瓦斯涌出、顶板垮落等危险,这样他们的学习才更有趣味性,吸收接受能力也得到提高。

3结束语

本文通过分析如何对矿井隐患数据进行统计和处理,提出煤矿安全隐患治理知识库的概念,并讨论了知识库的建立、结构功能及其常规使用。经过研究,安全隐患治理知识库的建立能够使煤矿风险修正率提升10%左右,对我国煤炭企业的风险管控具有较高的激励价值,可助力我国煤炭资源更加高效的开发利用。

参考文献:

[1]赵作鹏,尹志民,陈金翠,等.煤矿隐患数据挖掘模型及适用挖掘算法[J].煤炭科学技术,2010,38(03):67-69+27.

[2]沈璨,阳剑辉,曹华.安全隐患“闭环式”排查方法在安源矿的运用[J].江西煤炭科技,2013(01):21-22.

[3]刘方涛,任亮.基于Web的煤矿安全监控系统虚拟实训平台的设计与实现[J].数字技术与应用,2014(09):173.

作者:刘翔宇 单位:长治职业技术学院

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