基于风险管控的煤矿安全综合防控体系

陈小林， 屈世甲， 佘九华， 张羽

(1.中煤科工集团常州研究院有限公司，江苏 常州 213015；2.天地(常州)自动化股份有限公司，江苏 常州 213015)

0 引言

在煤矿信息化与自动化发展的初级阶段，煤矿安全隐患排查机制是煤矿日常安全管理的重要手段[1-2]，通过对人员、设备、环境和管理方面存在的安全隐患进行识别、梳理及跟踪处置[3-4]，实现隐患闭环管理，在一定程度上避免了隐患扩大和事故发生[5-6]。但以隐患管理为核心的煤矿安全管控体系在现场应用过程中表现出一定的局限性：一方面，煤矿现场隐患类型和数量受不同地质条件、生产方式和生产过程的影响较大，隐患的产生和消除常常是动态的过程[7]，现场时常会出现对于新产生的隐患没有及时发现并纳入隐患管理流程的问题，针对隐患本身管理实时性不高和覆盖面不够[8-9]；另一方面，隐患的动态表现特征导致以隐患管理为核心的煤矿安全管控体系在不同煤矿存在较大差异[10-11]，存在复用性不强的问题。

在中国煤炭学会发布的T/CCS 001—2020《智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价》团体标准中，提出煤矿要具有完善的安全风险分级管控工作体系，并实现信息化管理[12]。与隐患不同的是，对于煤矿来说风险点是客观存在的，对于地质条件、生产方式和管理方式类似的煤矿，其风险点大多数是通用的。风险如果控制、处理得当，就不会发展成隐患，但由于管控措施不到位或不可控因素发生，有可能导致风险升级成隐患[13-15]。因此，本文提出了基于风险管控的煤矿安全综合防控体系，对煤矿生产过程中面临的所有风险点按照既定的分级管控规则进行监测和防控。相比以隐患管理为核心的煤矿安全管控体系，基于风险管控的煤矿安全综合防控体系在事故预防的前置性、实时性、全面性和复用性上有较大提升。

1 基于风险管控的煤矿安全综合防控体系架构

基于风险管控的煤矿安全综合防控体系架构如图1所示。以煤矿风险为核心，围绕风险辨识、风险管控措施落实、风险监视及处置，从体系建设、体系实施及执行、体系运行监视及处置、体系运行指数综合评估及分析预警4个维度，构建人员、设备、环境、管理方面动态风险管控和重大灾害风险专题分析相结合的煤矿安全综合防控体系。

图1 基于风险管控的煤矿安全综合防控体系架构

2 风险管控

2.1 风险辨识及风险管控措施落实

风险辨识及风险管控措施落实流程如图2所示。风险辨识人员根据作业地点的生产工艺、设备设置、作业环境等情况，结合煤矿安全风险标准库进行对照、分析，采用LEC法[16-17]对风险进行定性分级。风险辨识结果录入后形成适合特定煤矿的企业风险库，根据各风险点风险管控要求，自动创建风险管控任务并下发，形成完整的风险监视清单，为后期人工检查和系统自动监管提供依据。

图2 风险辨识及风险管控措施落实流程

2.2 风险动态监视

风险动态监视流程如图3所示。依据风险监视清单，通过人工和系统对风险进行动态监视：当人工检查发现风险升级成安全隐患，启动风险异常处置流程；当系统监测实时数据出现异常，启动系统智能联动，同时启动相关风险异常处置流程。

图3 风险动态监视流程

2.3 隐患闭环管理与员工精准培训

将隐患闭环管理与煤矿日常工作相结合，以建机制、查隐患、抓治理、遏事故、重学习为工作主线，同时结合学习平台，对因人为因素导致隐患产生的员工开展精准培训。隐患闭环管理与员工精准培训流程如图4所示。

图4 隐患闭环管理与员工精准培训流程

在煤矿隐患排查治理过程中，根据隐患类型、严重程度和发生地点，从整改责任部门和责任人员、整改措施、整改时间、整改资金、整改预案5个方面对隐患进行“五落实”。隐患整改人员利用移动端APP拍照或拍视频上传整改结果，完成隐患的现场整改反馈。隐患复查人员对先前查出的隐患进行实地复查，若复查不通过则重新整改。

通过对隐患数据进行深度挖掘，分析隐患出现原因，针对人为因素导致的隐患，自动定位到相关煤矿员工，通过学习平台精准推送相应的学习资料并考核，从而有针对性地提高煤矿员工整体安全生产技能。

3 煤矿重大灾害风险专题

传统煤矿主要针对水、火、瓦斯、顶板和粉尘五大灾害安装单一安全监测类系统来提升安全生产能力，各系统数据独立且无法综合利用。以单一安全监测类系统为主体的安全监控运行模式虽然在现场系统维护和管理上具有一定的便利，但无法从特定灾害风险整体视角上实现全面管控。煤矿重大灾害风险专题基于风险辨识形成的整体性管控业务要求，通过融合传统单一安全监测类系统，实现对单一灾害风险的综合监视、数据分析及预警；通过整合智能通风、排水、供电等系统，实现单一灾害风险异常情况下的异常联动处置，如图5所示。

图5 煤矿重大灾害风险专题

针对煤矿最常见的水、火、瓦斯、顶板和粉尘五大灾害，煤矿重大灾害风险专题从以下方面进行考虑：

(1)瓦斯灾害风险专题与智能通风、供电系统进行联动控制，实现瓦斯变化动态仿真，可根据瓦斯监测数据进行瓦斯积聚区智能预测预警，风量、风速智能调节，瓦斯超限区域智能断电。

(2)矿井水害风险专题与智能排水系统进行联动控制，实现水害智能仿真，并与矿井监测监控系统连接，实现水害实时监测与展示。

(3)矿井火灾风险专题与安全监控系统、通风监测系统、光纤测温系统等进行联动控制，能够与灌浆、注氮等设施进行联动控制；电气设备、带式输送机等易发生火灾区域设有火灾变量监测装置及防灭火系统，实现火灾参数智能监测、分析，并根据分析结果进行火灾智能预测、预警及联动控制。

(4)矿井顶板灾害风险专题在矿压监测系统、微震监测系统的基础上实现综采工作面、综掘工作面的矿山压力大数据分析及评价，能够基于监测数据实现矿山压力预测与预警。

(5)矿井粉尘灾害风险专题与智能喷雾装置进行联动控制，基于粉尘监测数据实现智能降尘功能，且可实现远程集中控制。

4 体系运行指数综合评估及分析预警

基于煤矿企业风险库中各类风险防控要求，将较大、一般、较轻3个级别的风险管控要求与风险实际受控情况进行比对分析，形成较大、一般及较轻风险管控指数；将重大灾害风险管控要求与重大灾害风险专题分析结果进行比对分析，形成重大灾害风险管控指数。将形成的对应企业风险库中所有风险的风险管控指数进行拟合，从而实现体系运行指数综合评估及分析预警，如图6所示。

图6 体系运行指数综合评估及分析预警

5 结语

从风险辨识信息化、风险监视动态化、隐患管理闭环化、员工培训精准化、安全体系运行结果指标化等方面，构建了基于风险管控的煤矿安全综合防控体系，实现对人员作业行为、设备安全状态、环境安全态势、管理安全等方面风险的实时监测、异常判定、联动处置及应急处置。该体系有助于实现全面风险预控，把风险控制在隐患形成之前、把隐患消灭在事故发生之前，达到防控重大风险、遏制重特大事故的目标。