煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究

單永軍(冀中能源張礦集團(tuán)鄂爾多斯市張家梁煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)

0 引言

煤礦安全生產(chǎn)逐漸得到國家的重視，信息系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸成為現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中最顯著的特征?；诿旱V生產(chǎn)的特殊要求，煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人要實時關(guān)注市場動態(tài)，積極運用科學(xué)技術(shù)手段，做到在生產(chǎn)技術(shù)上的不斷創(chuàng)新。目前，我國煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)仍處于探索階段，這也使得安全生產(chǎn)管理成為煤礦生產(chǎn)管理中較為薄弱的一環(huán)。

1 煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)的設(shè)計

煤礦安全信息系統(tǒng)包含監(jiān)視、控制、數(shù)據(jù)采集等多種類型，將信息與生產(chǎn)緊密地融合起來，做到最大程度的預(yù)防與控制。創(chuàng)建一個準(zhǔn)確、規(guī)范、實時的煤礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，是企業(yè)在安全生產(chǎn)中針對安全生產(chǎn)管理實行的重要措施，同時保證了生產(chǎn)業(yè)務(wù)的細(xì)致、高效地完成。安全生產(chǎn)系統(tǒng)的建立促進(jìn)了我國煤礦安全生產(chǎn)水平的提高。

1.1 設(shè)計原則

安全信息系統(tǒng)的設(shè)計原則要求具有穩(wěn)定性、可維護(hù)性、先進(jìn)安全性、開放標(biāo)準(zhǔn)性、實用性等。整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行對確保煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義，其中系統(tǒng)實用、穩(wěn)定、先進(jìn)是必不可少的要求；在系統(tǒng)設(shè)計時要充分體現(xiàn)先進(jìn)的管理理念，確保系統(tǒng)對用戶信息起到安全防護(hù)的作用；互聯(lián)網(wǎng)本身就是一個開放的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在安全信息系統(tǒng)運行時要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)和維護(hù)，做到在日益激烈的競爭下能夠讓系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中迅速正確運行。

1.2 設(shè)計功能

信息系統(tǒng)在設(shè)計時主要是在實時報警、數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析方面做到不斷優(yōu)化，以適應(yīng)現(xiàn)代煤礦安全生產(chǎn)的要求：一，實時報警。煤礦企業(yè)可根據(jù)報警燈的顏色判斷礦井中是否存在風(fēng)險隱患。當(dāng)傳感器超限時，系統(tǒng)會自動彈出窗口，同時伴有語音報警，若報警系統(tǒng)連接到手機上，出現(xiàn)風(fēng)險會隨時彈出提示，預(yù)警主要有瓦斯、一氧化碳、溫度等進(jìn)行設(shè)置。用戶可通過界面查找出相關(guān)位置的實時信息，點擊鼠標(biāo)畫面能夠轉(zhuǎn)移到要查看的礦點界面。二，數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)查詢包括實時故障顯示、數(shù)據(jù)異常查詢，在搜索框內(nèi)輸入關(guān)鍵字，便可獲得相關(guān)礦點的各種數(shù)據(jù)，對于歷年的數(shù)據(jù)也可使用同樣的辦法進(jìn)行查找，還配有數(shù)據(jù)曲線以供分析。三，統(tǒng)計分析。統(tǒng)計分析包括統(tǒng)計報表分類、物資趨勢分析報表、制定統(tǒng)一報表等。系統(tǒng)可以根據(jù)礦點類別、超限類別、超限范圍對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，可直接導(dǎo)入到相應(yīng)類別的表格中，在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，可根據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)的功能。分析設(shè)備還具有預(yù)覽、打印的功能，同時能夠自定義報表的格式[1]。

2 信息系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)

以某煤礦企業(yè)為例，該公司煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)分別在13年、14年相繼建設(shè)完成。煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)包括3套KJ2000、2套KJ90和4套KJ126，分礦共計160臺，傳感器分別對一氧化碳、風(fēng)速、溫度、壓強等進(jìn)行監(jiān)控，在發(fā)生風(fēng)險時可及時進(jìn)行預(yù)測。公司于14年在安監(jiān)局設(shè)立了監(jiān)控中心，通過互聯(lián)網(wǎng)工程對煤礦安全生產(chǎn)管理實行監(jiān)控，并結(jié)合使用光纖傳輸數(shù)據(jù)。這個系統(tǒng)可以對信息進(jìn)行匯總，并且對傳感器超限和網(wǎng)絡(luò)故障具有語音提示功能、數(shù)據(jù)查詢和打印功能等。該煤礦集團(tuán)安全監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了公司的多級聯(lián)網(wǎng)，確保了企業(yè)生產(chǎn)水平的提高。

煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)建立使用的同時還要注重對系統(tǒng)的維護(hù)。使用系統(tǒng)時難免會出現(xiàn)問題，也會存在使用年限，煤礦工人的安全問題不能夠被忽視，一旦發(fā)生事故，后果是無法估量的。因此對系統(tǒng)進(jìn)行維修也是建立煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的重要一環(huán)。有些煤礦就是因為系統(tǒng)年久失修、更新不及時，對風(fēng)險預(yù)測不及時，導(dǎo)致瓦斯事故的發(fā)生，企業(yè)要從教訓(xùn)中吸取經(jīng)驗，為避免事故的發(fā)生和確保系統(tǒng)的正常工作，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題時要第一時間進(jìn)行維修，以此充分發(fā)揮煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的功能[2]。

2.2 礦井移動通信系統(tǒng)

礦井移動通信系統(tǒng)的主要目的是保證井下人員的人身安全，以及企業(yè)生產(chǎn)效率的提高。礦井移動通信系統(tǒng)能夠幫助調(diào)度者及時了解，及時掌握礦區(qū)的人員情況和礦區(qū)內(nèi)的工作信息，通過調(diào)度指揮使得各部門的工作緊密協(xié)調(diào)，并且保證了信息實時的向總部傳輸，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的工作目標(biāo)；調(diào)度總部接受來自井下的實時信息后，進(jìn)行有關(guān)工作的部署，將決策信息再一次通過移動通信系統(tǒng)傳輸回井下，保證礦井監(jiān)督工作的有效落實；通過調(diào)度設(shè)備，指揮者可及時掌握第一手資料和實況信息，當(dāng)緊急事故來臨時，仍可通過移動通信系統(tǒng)對其他各個礦區(qū)調(diào)度，有效提高礦井的安全系數(shù)等級；通過語音傳達(dá)至各礦區(qū)、各崗位的資料，避免違規(guī)事故的發(fā)生，能夠及時在有關(guān)部門備案。

2.3 井下人員信息管理系統(tǒng)

井下人員信息管理系統(tǒng)主要是提供井下工作人員的實時位置信息、人員數(shù)量，一旦當(dāng)危險降臨，為井下人員提供可呼救的設(shè)備，保證搶救措施的全面進(jìn)行；能夠記錄在礦井重點區(qū)域攜卡人員進(jìn)出礦井的時刻，又可繪制出下井人員的活動軌跡，便于管理者隨時掌握礦井內(nèi)工作人員的總數(shù)和分布情況，進(jìn)而對礦業(yè)的日常經(jīng)營管理工作進(jìn)行合理有效的調(diào)度和指揮。在某煤礦公司正式啟用井下人員信息管理系統(tǒng)后，該公司的人員管理水平提高了。在系統(tǒng)包括一套后臺主機、1350張射頻識別卡、14000mRS485信號電纜、11000m分站天線以及16套防爆電源、60臺定位器，實現(xiàn)巷道信號的全面覆蓋。這套系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了井下人員的精確定位以及安全管理，并為工作人員提供了呼救、查詢、報表統(tǒng)計等功能，大大提高了該企業(yè)的安全生產(chǎn)效率。

2.4 安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)

安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)在煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)上，新興的集成地測數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在GIS技術(shù)的支持下，對井下侵權(quán)進(jìn)行實時跟蹤，并將集成的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲，主要由空間數(shù)據(jù)存儲平臺、Web協(xié)作平臺和安全專業(yè)應(yīng)用平臺構(gòu)成，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)信息共享與網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程決策?？偠灾?，安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)內(nèi)部的礦井地理信息共享。

安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)由異構(gòu)數(shù)據(jù)切換查詢系統(tǒng)、生產(chǎn)信息決策系統(tǒng)、信息分析功能系統(tǒng)組成。異構(gòu)數(shù)據(jù)切換查詢系統(tǒng)的主要功能是利用VB、VC等程序語言軟件結(jié)合CAD對煤礦圖形與非圖形進(jìn)行處理，為用戶在煤礦生產(chǎn)安全、經(jīng)營管理中對信息進(jìn)行查詢提供了巨大幫助。后期還可通過CAD對數(shù)據(jù)庫內(nèi)的煤礦圖形進(jìn)行添加或刪除處理，并根據(jù)實際需要將數(shù)據(jù)與圖形連接，實現(xiàn)在圖形與非圖形兩者中的切換。生產(chǎn)信息決策系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)為紐帶，以GIS技術(shù)為支撐點，以本地計算機與云中數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)，實現(xiàn)井下風(fēng)險的自動報警，是Web協(xié)作服務(wù)中具有特色的平臺，以多方式的形式反映礦井地質(zhì)災(zāi)情與災(zāi)害背景。信息分析功能系統(tǒng)主要是對存儲的煤礦安全地理信息進(jìn)行分析，并反饋出具體的地理特征，并從兩方面進(jìn)行檢索、查詢、分析，將空間與屬性緊密地結(jié)合，形象、精確地表達(dá)出來，為煤炭集團(tuán)的安全決策者提供強有力的依據(jù)。

2.5 KJ45安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)

2.5.1 組態(tài)軟件系統(tǒng)

組態(tài)軟件系統(tǒng)包括服務(wù)器系統(tǒng)集成軟件、工程師組態(tài)軟件、客戶端瀏覽軟件等組成。將組態(tài)軟件應(yīng)用到KJ45安全生產(chǎn)綜合信息系統(tǒng)中能夠滿足不同企業(yè)的用戶的多樣化的要求，實現(xiàn)對信息的瀏覽、數(shù)據(jù)顯示等的要求。集成軟件的主要功能是將分系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行配置與整合，形成統(tǒng)一的礦井安全生產(chǎn)管理文件，通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，以供接下來的生產(chǎn)管理者的使用；工程師組態(tài)軟件的功能是為礦井工程設(shè)計師提供一個平臺，根據(jù)用戶的需求組織并顯示不同的畫面；客戶端瀏覽軟件是為用戶提供瀏覽畫面和瀏覽信息的一個平臺。

2.5.2 視頻監(jiān)視系統(tǒng)

礦井位于距離地面上百米的位置，受到礦點附近磁場以及地質(zhì)情況等其他因素的影響，同軸電纜在進(jìn)行圖像傳輸時會產(chǎn)生很大干擾，若在井下使用光纖傳輸圖像，不論是在圖像清晰度還是傳輸距離上都會比同軸電纜傳輸效果強。在調(diào)度室穩(wěn)定圖像顯示屏中，通過計算機視頻檢測系統(tǒng)可對礦點的監(jiān)控、分控等進(jìn)行實時切換，可供領(lǐng)導(dǎo)以及礦井決策部門便捷地直觀地進(jìn)行現(xiàn)場安全指揮。在監(jiān)視系統(tǒng)的終端分別接入了本地攝像機和云中圖像監(jiān)視軟件，本地攝像機為現(xiàn)場調(diào)度提供畫面，云中圖像監(jiān)視軟件則是為領(lǐng)導(dǎo)能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行指揮，實現(xiàn)現(xiàn)場與總部的互動和協(xié)調(diào)合作，為集團(tuán)企業(yè)與各分礦之間的調(diào)度提供了可視通信。

2.5.3 分布式安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫

基于目前煤礦安全生產(chǎn)管理方式，總結(jié)出安全生產(chǎn)管理的特點，并制定一系列的數(shù)據(jù)管理規(guī)則，從而設(shè)計出長期可行的生產(chǎn)管理規(guī)劃，是煤礦企業(yè)追求自身穩(wěn)定發(fā)展不可或缺的一環(huán)。在集團(tuán)公司與分公司設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，要做到信息數(shù)據(jù)實時共享，既要保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，又要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確靈活性，允許分礦在進(jìn)行設(shè)計時具有自己的實際特點。分布式安全生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫是在基層數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，形成的一個為集團(tuán)公司服務(wù)的分類數(shù)據(jù)庫，為集團(tuán)公司做決策以及進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度提供幫助，為領(lǐng)導(dǎo)提供準(zhǔn)確可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，便于生產(chǎn)問題的及時發(fā)現(xiàn)和迅速解決[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，煤礦信息系統(tǒng)的建立，為煤礦企業(yè)的管理部門提供了一個科學(xué)實用的生產(chǎn)安全管理的手段。安全管理意識的提高，確保了安全信息系統(tǒng)管理工作的順利進(jìn)行。煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用大大提高了我國在煤礦產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)水平，也是安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)建立的本質(zhì)以及重要目的。