煤矿生产安全系统的应用

1设计思想

一般情况下,远程检测是一套独立的系统,在应用过程中,实时对生产情况和过程数据进行评价分析,无疑会大大增强安全生产的效率。在实际应用中,生产现场的环境发生变化达到预警条件时,各种采集信息的报警程序立即启动,如甲烷、一氧化碳、风速、温度、风机风门开停等,指挥人员根据各种报警信息和现场图像,可以根据评价系统的辅助来准确判断事件发生概率,如果产生较高的危险事故等级,便于人员的及时疏散,避免人员伤亡。同时信息上传上级管理部门,便于上级领导进行决策,并实施一体化的可视化指挥,从而将危险消灭于萌芽状态。目前,在煤矿“数字化矿井”的建设中,大部分煤矿已经建设了瓦斯监控、通风检测、人员定位、程控电话、视频监控、数字移动指挥等系统都实现了煤矿安全生产的基本应用,但各系统之间彼此独立,不能综合应用各种信息、进行统一的应急指挥调度。随着煤矿数字化矿山的进程,互联网延伸成为物联网,融合的内容将更加扩大。井下所有动态的、静态的、人与人、人与物、物与物等都将纳入到这个系统之中。从分立的网络到融合的网络,任意点对点的控制,多样化、个性化、不同需求的终端将实现信息共享的系统。展望煤矿物联网的发展,融合是关键点和突破口。加强煤矿信息化和物联网的建设,普及到井下任何人、物环境的安全评价及应急处理是避免事故及安全避险的基础[2]。因此,一个高效的煤矿安全生产安全评价平台应该能够将已建的各种系统进行完好的融合,提高有效信息的利用率,对事前、事中、事后三个阶段实时统一的应急指挥调度提供依据,并最终实现事前安全防范,事中及时排查,事后妥善处理的目的。煤矿生产安全评价系统是在严格围绕国家2004年颁发的《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》、《煤矿安全规程》、《操作规程》及相关的煤炭行业法律法规的基础上,紧密结合煤矿行业安全运行的实际需求,实现对煤矿采煤、掘进、机电、运输、通风、地测六大专业安全质量实时评价,动态反映煤矿安全运行状况。结合国家关于煤矿安全生产的相关规定,本系统以煤矿生产过程实时监控为核心,以本质性安全的煤矿为目标,全面整合煤矿安全相关系统的信息,不断消除和控制安全健康危害、降低安全生产风险,保证员工的安全与健康,提高煤矿企业的安全生产管理水平。本系统是融计算机技术、国内外先进的安全管理技术、软件设计技术、数据智能分析技术于一体,采用基于跨平台的软件架构设计方法,整个系统的安全信息展现采取多视图机制,满足煤矿企业各级领导、监控中心及现场实施人员对安全信息的个性化需求,确保安全指标简单明了,为企业安全决策提供有力的数据支撑。并且容易与其它煤矿软件整合共同使用,本系统由实时评价模块、数据上报监控模块、小项监控模块、关键指标监控以及数据维护等主要功能模块组成,能够实时动态监督评价煤矿的安全生产环境。主要包括:开采、通风和瓦斯、粉尘安全监控、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)的突出防治、防灭火、防止水、爆炸材料和井下爆破、运输、提升和空气压缩机、电气、煤矿救护、设备检修和职业危害等11部分的评价。

2安全评价系统目标

辅助建立煤矿质量标准化体系与本质安全型矿井的管理体系对煤矿企业生产过程中所产生的危害因素进行辩识和风险评价,加强对煤矿重大危险源的监控。风险评价的分值为各项安全决策提供依据,为持续改进煤矿安全管理绩效提供衡量基准。实时采集现场生产数据,并根据配置好的安全条件,实现对生产过程的安全评价和监控,方便各级管理人员在一个统一的平台上,对煤矿的安全进行监控,并有助于用户进行安全警示的分析,找出煤矿存在的不安全因素,进行相应的处理。提供数据上报(日报,月报,半年报,年报等)缺失信息的报警管理。完善各级各部门的管理机制和监督机制。建立安全检查与安全质量评价体系,提供安全管理协同办公平台。辅助煤矿领导和各业务部门加强对煤矿一通三防的监督与管理,提高煤矿一通三防管理水平,避免重大事故的发生。

3安全评价系统结构

采用B/S结构搭建软件系统是实现煤矿信息化、数字化、管理集中化的有效手段,B/S结构,即Browser/Server(浏览器/服务器)结构,其表现层为WEB浏览器,逻辑层是由位于WEB服务器上的各种服务器端应用程序来实现,数据层是由oracle数据库服务器提供。采用B/S结构搭建的安全评价系统具有:系统安装和维护得到简化,B/S模式系统只需将软件在服务器上,客户通过浏览器就能进行系统给定的一般性操作,且只需对服务器上的应用程序进行维护,管理模式更趋一致性,系统将界定统一的数据存储和显示格式,克服不同煤矿企业数据千差万别的情况,有利于煤矿及各级监管部门管理,信息的共享更为畅通,处理结果及信息查询更具开放性,如图1所示。安装路径可以任意指定,避免系统盘损坏的尴尬。支持煤矿采煤、掘进、机电、运输、通风、地测六大专业安全运行数据的实时考核与评价。系统设计方案采取完全开放化策略,能够以较低的成本与煤矿现有系统(比如:瓦斯监控系统、皮带运输系统、电力监控系统等)进行无缝对接,对信息化程度较低的煤矿也提供了开放式数据上报接口,系统完全支持国家--省--集团--煤矿四级数据联动共享服务。系统为企业不同人员(高层领导、一级监控、二级监控、数据维护等)提供了不同的数据视图[3]。

4安全评价系统实现

系统主要包括以下功能:(1)数据实时评价:通过对当前煤矿安全生产数据的采集,着眼于全局,实现对各个专业安全生产状况的实时评价,将评价结果以带有不同颜色的柱状图显示,形象、直观。0-69分为黑色;70-79分为红色;80-89分为黄色;90-100分为绿色。通过柱状图,安全生产情况一目了然。该视图主要为集团领导及一级监控中心服务,如图2所示。(2)细节数值分析:查看各个煤矿专业上报的各个小项数据的具体得分情况,通过细节数值的分析,着眼于基层,了解在安全生产过程中基层的安全生产状况细节。该视图主要为煤矿的二级监控中心及具体指标(比如:采煤专业质量管理工作)监督人员服务。系统提供了实时评分、显示,锁屏追踪安全隐患的功能。(3)关键指标监控:显示煤矿各个专业的具体得分,和柱状图结合起来,使煤矿的安全实施评价更具体。该视图主要为用户提供指定指标的实时跟踪监督功能,系统提供了各级指标的实时评价及评价实时数据的跟踪功能,如图3所示。(4)数据上报监控:对影响煤矿安全评价的各项指标进行监控和提醒,对未及时上报数据的指标进行语音提醒,督促数据上报人员及时上报数据。该视图主要为煤矿的二级监控中心及具体数据上报人员服务。图2安全数据实时评价界面(5)查看基本矿图:提供基本矿图的上传和下载功能,通过本系统,能查看各个地区的基本矿图。(6)新增规程提醒:系统及时显示上报的新增规程,用来提醒领导人员及时了解规程,早做决策。(7)数据维护功能:数据维护主要是将煤矿各项指标按照隶属关系分为四级菜单,以树型结构的形式展现出来,用户可以通过树形结构打开要维护的指标,实现对数据的输入输出,以及数据的修改和查询功能。该视图可依据实际需求进行“个性化”定制,有效降低了系统培训成本,为企业用户提供了简单的使用视图。

5结束语

本项目的研发旨在减少煤矿生产事故突发的风险,降低生命财产损失,提高煤矿安全生产的系数。系统主要针对煤矿安全生产的各个环节,包括通风、机电、瓦斯监控、地测、防止水、防灭火等等各专业的小项进行打分评估,如主绞车钢丝绳是否合格、是否年检、是否到报废年限等,诸如此类的细节一一纳入评估打分,用户(包括煤矿、集团、各级安监部门等)可根据打分情况,对失分项目进行研究,给出是否开工生产、是否更换设备、是否进行某项处理等,系统也可根据实际丰富数据以及专家经验等进行自动决策,充分体现机器智能,从而帮助用户从繁杂、庞大的数据项中解脱出来,快速地对风险进行评估决策,或快速处理相关事件,以期提高安全生产下的高效益。

本文作者:刘彤军杨秋翔潘广贞工作单位:黑龙江省科学院自动化研究所