煤矿智能化安全管理信息系统建设

韩 伟

（潞安化工集团司马煤业有限公司）

目前国内多数煤矿的生产方案依旧存在着较大的不足，各类安全标准、安全管理制度、信息传递等均未达到较高水平的信息化，安全体系架构不完整，存在着安全生产隐患排查不彻底、风险分级管控能力不足，对各类安全事故主要是依靠“被动防御”，未形成完整的隐患排查—风险分级管控—风险整改闭环管理体系，无法满足煤矿安全生产的实际需求。

为了彻底解决煤矿安全管理手段的不足，结合大数据和信息化技术，提出一种新的煤矿智能化安全管理信息系统，实现以煤矿风险等级管控和风险隐患排查治理的信息化为核心的双重预防机制。

1 双重预防机制原理

为了实现对煤矿安全生产的全面提升，解决多数煤矿安全生产管理中对不同阶段隐患“认不清、想不到”的不足，提出了一种新的双重预防工作机制，就是将安全生产的关口前移，对安全生产的各个阶段、各个工作进行全流程分析，识别出危险源，并根据发生频次、影响程度确定风险等级，进行第一层的风险管控。然后对生产过程中的各个隐患点指定预防方案、整改措施并持续跟进完成整改，进行煤矿安全生产的第二层管控。通过风险管控、安全隐患治理的双重把关，实现对煤矿安全生产的全面提升。

1.1 风险管控

分析管控是以煤矿安全生产过程中的危险源识别作为风险分级的基础，在危险源排查的过程中需要遵循“大小适中、便于分类、易于管理、范围清洗”的原则，将煤矿生产全流程作为主线，然后将安全生产的不同部分作为支线，尽量避免各个风险源的相互交叉。完成风险源识别后及时建立风险源的信息台账，明确风险源位置、风险因素、管控措施、对应管控负责人等。

1.2 危险源识别

在进行危险源识别的过程中可以采用事故树分析法、失效模式与影响分析法等方式，对安全生产的各个环境进行细致剖析，及时识别出对生产安全有影响的因素，为了提高排查的全面性并便于实现信息化的管控，对危险源识别方法进行了统一，绘制了危险源排查汇总表。

1.3 危险源闭环管理

在进行危险源识别和风险管控划分后，需要统一下发隐患跟踪治理通知单，明确跟进人及完成时间，定期进行进度通报，实现对煤矿安全生产的持续动态管理。

2 双重预防机制系统构架

在建立双重预防机制后，为了解决采用传统的安全风险管控手段所面临的信息传递效率低下、信息难以实现闭环管理的不足，提出建立基于双重预防机制的煤矿智能化安全管理信息系统［1］。基于煤矿安全生产流程的复杂性，该智能化安全管理信息系统需要建立统一的故障数据库，充分发挥大数据检索速度快、识别效率高的优势。

系统在搭建时应该满足全面性、实用性、可靠性、开放性及通用性的需求。系统需要采用统一代码、统一标准规范，便于实现数据的快速传递、全面共享，界面操作需简单便捷，能够快速实现数据的录入和调取。系统需要有强大的数据存储和分析能力，能够对风险源进行快速匹配和分析。该系统还需要具备标准的扩展接口，能够实现快速的拓展。

为了保证对整个煤矿安全生产过程的全面管控，该系统将煤矿上的各类监控系统的数据进行全面整合，所有的监控数据同步传输到智能化安全信息管理系统的控制中心，由控制中心对所有数据进行统一处理和分析，转换为不同类别的图表、视频，并最终将其上传到控制终端，由相应的管理人员进行调取和监控。为了提高系统使用的安全性，对不同的人员设置了不同的权限信息，该煤矿安全管理信息系统的整体架构如图1所示。

3 双重预防机制系统子模块设计

为了适应不同煤矿安全管理模式的差异性，同时提高该安全管理信息系统的应用灵活性和可靠性，根据煤矿安全管理架构，将不同类型的安全管理系统进行模块化设计。对风险源的识别和分析也采用了递进式分析及自上而下扩展的方案，将一个复杂的系统用多个功能的模块进行分解［2］，提高数据信息传递的效率和可靠性。同时各个模块之间具有横向的数据传输通道，能够实现数据的相互交换和跨模块调用，实现对煤矿安全生产管理的全面信息化控制，提升安全管理效率和可靠性。该基于双重预防机制的煤矿安全管理信息系统模块设置如图2 所示［3］。

由图2可知，煤矿安全管理信息系统的模块设置主要包括了信息公告管理模块、风险分级管控模块、隐患闭环管理模块、数据分析预测模块、系统管理模块5个部分。

（1）信息公告管理模块主要是用于显示煤矿管理的法律法规，展示隐患闭环公示并对风险库的更新情况进行公告。

（2）风险分级管控模块内主要包含了风险数据库、风险点排查台账、危险源辨识及风险评价与分级等，主要作用是把责任细化到班组、人员，为明确责任事故管理人员、提高风险管控效果奠定基础。该模块内还包含了风险信息下达功能，能够根据风险类别、风险度将其自动推送给责任班组，实现风险数据信息的自动下达，提高风险管控的全面性。

（3）隐患闭环管理模块主要包含了隐患排查知识库、隐患信息录入及隐患通知下达等功能，能够将煤矿企业的隐患管理流程化、程序化及规范化，并根据煤矿安全生产的实际需求和隐患排查模式实现所识别风险源的智能分类、自动推送、闭环管理［4］。

（4）数据分析及预测模块主要功能是根据煤矿生产监测数据及煤矿安全风险识别信息进行数据的分析，将风险因素、风险位置、风险等级等进行可视化监测，将相关风险信息及时进行可视化显示，为快速进行风险定位和风险解决奠定基础。

（5）系统管理模块主要是对不同人员设置不同的管控权限，建立煤矿安全生产管理的顶层控制逻辑，实现所有安全管理信息的顺利管控。

4 数据服务器架构

由于煤矿安全管理所涉及的工序多、流程繁琐，各类监测信息的数据量大，因此对安全管理信息化系统的数据服务器提出了更高的要求，不仅需具备快速对数据分类和处理的能力，而且能够对数据进行标定，设置优先等级，当瞬时数据量超出系统可正常计算的能力时，对标定数据进行优先处理，确保数据系统的应用可靠性［5］。

为了满足快速、精确地数据信息处理需求，该安全管理信息化系统的数据服务器采用了递进式的数据分析架构。数据信息通过各个监测系统汇总到“缓冲池”内［6］，进行数据标定分析，然后根据数据的优先等级进行传递和数据处理，数据在服务器内完成处理后，根据不同的分析结果将其传递到业务逻辑处的中间层进行分类，然后将安全监测信息处理结果显示在监测中心的界面上，实现对煤矿安全信息管理的监测和控制要求。该数据服务器信息处理流程如图3所示［7］。

5 系统应用现状分析

该煤矿安全信息管理系统建立时的核心是风险数据库建立及隐患闭环管理逻辑分析，结合司马矿的实际情况，风险数据库建立及隐患闭环管理逻辑要点汇总如下。

5.1 风险数据库建立

在建立风险数据库时，将煤矿上有记录的各类风险数据进行统一归纳整理，按任务名称、任务工序、日期、关键字搜索等，来进行各类风险信息的快速查阅，风险数据库内的各类信息需要具有风险类型、风险描述、风险管控方案、风险现状等。

5.2 隐患闭环管理逻辑

结合司马矿的实际情况，在建立闭环管理管控逻辑时按照风险类别、风险等级、风险责任人、整改完成时间来进行系统录入，录入后系统自动推送给整改小组，定期进行数据推送，确保问题关闭的及时性。该系统的应用界面如图4所示。

5.3 系统应用情况

自2021 年1 月，该煤矿安全管理信息系统已经在司马煤矿上投入了应用，实现了煤矿安全信息汇总、传递、控制的全面信息化，将原先需要人工定时汇总、分析、传递、管控的数据全面实现了“一个流”全面闭环管控［8］，实现了安全隐患关闭的100%执行。

该系统已经将专职井下安全信息收集、分析的岗位进行合并，人员数量由最初的14 人降低到目前的6 人。通过实时安全管理信息的智能化传递和管控，能够满足煤矿安全信息的智能化分析和预警，实现了安全风险的快速定位，能满足600人同时在线使用需求，实现了安全信息的快速上报、快速处理。自稳定应用以来，将煤矿生产过程中的事故数量由最初的44.6 次/月降低到了目前的2.85 次/月，事故数量降低93.6%，极大提升了煤矿安全生产效益。

6 结 论

（1）煤矿安全生产信息的智能化管控系统首次建立风险排查、危险源识别、风险评价、风险管控及实施的四大流程，实现了风险管控的信息化。

（2）系统首次明确了双重预防机制的管控流程，能够将煤矿上的各类监控系统的数据进行全面整合，由控制中心对所有数据进行统一处理和分析，实现安全数据信息的统一处理和分析。

（3）采用模块化的结构设计方案，能够提高该智能化安全管理信息系统的应用灵活性和可靠性。

（4）该系统实现了煤矿安全生产数据的信息化管控，自应用以来，能够显著减少煤矿安全管理人员的数量，将煤矿生产过程中的事故降低93.6%。