災害綜合防治平臺解決方案
一、背景概括
智能化煤礦是煤炭行業未來的發展方向,也是轉型升級的重要路徑。2021年12月國家能源局印發《智能化示范煤礦驗收管理辦法(試行)》(以下簡稱《驗收管理辦法》), 為智能化煤礦建設提供了權威、規范的標準,將在很大程度上提高煤礦智能化建設的熱情,規范并加速煤炭行業的智能化建設進程,對于煤炭行業的高質量發展具有重要意義。
《驗收管理辦法》將智能化煤礦安全納入重要地位,明確提出要建設智能化雙重預防機制,實現災害綜合防治。影響煤礦安全的危險因素眾多,且相互耦合,必須要從技術和管理2個方面同時進行管控。智能化安全是智能化礦山的重要組成部分,是智能化礦山建設的優先環節。智能化建設在減人提效的同時,也應該保證對影響煤礦安全的各個危險因素的變化情況有更加全面、準確、及時的了解和掌握,使煤礦安全生產逐步走向透明化,為安全管理創新提供可能。
王國法院士提出煤礦智能化發展的愿景是實現煤礦全時空多源信息實時感知,安全風險雙重預防閉環管控;全流程人-機-環-管數字互聯高效協同運行,生產現場全自動化作業;煤礦職工有更多幸福感獲得感,煤炭企業實現更大價值創造。煤礦智能化愿景體現了3個方面的內容:安全、生產和價值;而且安全是第一位的,基礎性的。作為涉危行業,安全一直以來都是煤礦生產的重中之重。在智能化礦山建設中,智能化安全是不可忽視的有機組成部分?!厄炇展芾磙k法》也將安全置于較為重要的位置,以安全為核心的第9項“安全監控系統”在I類和II類煤礦各系統評價中,分別占13.06%、14.06% 的權重,僅次于采煤和掘進,屬于同等重要程度的要素。在露天礦山的評價標準中,也將智能綜合管控平臺列入一級指標。
煤礦安全生產與危險因素直接相關。一般而言,影響煤礦安全生產的危險因素可分為“人、 機、環、管”4個方面,利用現代化技術,通過對每個危險因素的風險態勢分析、評估,不斷跟蹤、預測相關風險的變化情況和發展趨勢,進而在風險失控前及時采取相關措施,掌握安全生產的主動權,有效管控風險,從源頭上保障安全生產。在《驗收管理辦法》的“安全監控系統”要素中明確規定要 “具有完善的安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制,實現多種災害監測數據的融合共享,以及對煤礦安全態勢的動態評估、預測、預警”,明確提出了技術與管理的融合問題。對各危險因素進行動態監控是智能化礦山建設的基礎,企業應將智能化安全納入到整個智能化礦山規劃中,做到 “同步規劃、同步建設、同步使用”,甚至“超前建設、超前使用”。
“安全管控六大災害綜合防治物聯網平臺”是煤礦六大災害監測系統融合聯動的基礎平臺,是災害監測與防治的動力機制、建設機制和發展機制的模型化設定,以保證平臺及系統功能統一規劃、相互協調、結構一致、資源共享、標準規范。該系統是依據國家、行業、地方政府對智能化煤礦的建設要求,結合礦井的安全生產需求打造而成的科學、全面、系統的災害評判決策平臺,能夠實現煤礦災害風險的實時監測、快速感知、超前預警、聯動處置、綜合防治,提高礦井的災害防范和應急響應能力。
二、建設目標
1、建設總體目標
(1)宣傳學習國家有關煤炭生產和安全監察等方面的方針政策和國內外先進生產管理經驗。
(2)創新煤礦安全監察方式,利用物聯網、互聯網、5G無線網絡等技術實現對煤礦企業安全生產基礎信息的采集和分析,及時掌握煤礦企業安全生產基本情況,提高煤礦安全生產能力。
(3)通過煤礦安全監測及綜合風險預警系統,實現對煤礦井下重大災害進行安全監測,對井下作業人員、重要工作地點視頻及重大設備運行等信息進行在線監測監視,實時掌握煤礦安全生產動態。
(4)分析監測聯網實時數據,由在線監測、閾值報警、匯總、統計,向可視化、事件觸發、主動推送、趨勢預警、智能輔助決策方向發展,實現對煤礦重大災害、重大隱患的在線識別、監測和預測預警,完善煤礦重大災害動態評估及監控預警機制,提高煤礦安全生產輔助決策與風險識別分析預測預警水平。
2、項目建設具體目標
(1)根據礦井煤層賦存條件及災害類型,建立符合煤礦實際需求的智能安全管控系統,實現對煤礦所有監測數據的集成與共享。
(2)建立完善的瓦斯智能感知系統,實現監測數據的自動上傳、分析、預警及避災路線的自動規劃。
(3)集成井上下水文智能動態監測系統,實現對井上下監測數據實時共享與分析。
(4)集成煤礦束管監測、光纖測溫等系統,實現對煤礦井下火災風險的預警報警功能。
(5)集成煤礦頂板災害在線監測系統數據,基于大數據分析模塊實現對頂板災害的預測預警。
(6)實現對煤礦多種災害監測數據的融合分析,能夠對煤礦潛在危險進行預警報警。
(7)能夠對人員入井裝備系統數據進行實時采集與分析,對人員井下環境及生理狀況進行分析。
三、功能介紹
系統通過構建針對主要自然災害的監測預警和綜合評價指標體系以及安全風險分析預警模型,能夠實現以下預期效果:
(1)對災害風險監測數據的實時分析。
(2)對煤礦主要自然災害的監測預警。
(3)對井下重點區域和礦井災害狀態的動態評估和預警。
(4) 實現環境監測參數及災害評估預警信息,與人員單兵裝備的實時互聯。
結合災害監測與評估信息,系統可自動調用災害防治措施或應急預案,實現安全管理全要素的可視化展現及信息聯動,進一步推進礦井安全風險分級管控、隱患排查治理和災害綜合防治的能力,為礦井的災害防治工作提供信息支撐。