瓦斯防治管理系统在公乌素煤矿的开发应用

杨海波 张建夫

(1.国家能源集团乌海能源公乌素煤矿，内蒙古 016000；2.黑龙江百斯特自动化科技有限公司，黑龙江 154600)

公乌素煤矿位于内蒙古自治区乌海市海南区，保有资源储量15351.5万t，可采储量10751.06万t，矿井核定生产能力为270万t/a，为低瓦斯矿井。瓦斯防治是矿井安全生产的呼吸道，是煤矿安全管控的重点和难点。在对瓦斯突出情况、临界值等进行检测的过程中，需要有精准的预测指标。随着煤矿开采逐步推进，公乌素煤矿已有瓦斯显现，011604工作面上隅角瓦斯浓度最高达0.68%，回风流中瓦斯浓度最高达0.26%。011603工作面上隅角瓦斯浓度最高达0.86%，回风流中瓦斯浓度最高达0.38%。据相关数据显示，本矿在深部开采时赋存的瓦斯含量会更高，因此公乌素煤矿瓦斯防治列入煤矿安全管控的重点。

1 瓦斯管理存在的问题

1.1 现场管理难度大

管理人员不能第一时间掌握井下真实数据，如传感器报警，也不能及时分析出有害气体的来源，或及时判断传感器设备是否存在故障。瓦检员工作时间长，升井后填写瓦斯日报表时数据容易填写错误，无法做到“三对口”。领导审阅瓦斯报表时，对瓦斯情况分析有时存在偏差，从而导致瓦斯事故的发生。领导签阅报表时，没有重点显示，造成签阅完毕后也不能完全掌握各地点瓦斯变化情况，容易出现部分地点达到瓦斯临界值而未及时发现并采取措施，导致瓦斯事故发生。

1.2 管理存在漏洞

在瓦斯检测中，部分瓦检员责任心不强，容易存在漏检、不检现象，管理者无法判断瓦检员所提供数据的有效性和真实性，从而存在瓦斯超限或局部瓦斯爆炸的安全隐患。

1.3 设备检验不及时

瓦斯检查设备6个月校验一次，检验不及时。瓦检员如使用过期瓦斯检查设备，导致检查数据存在偏差，从而造成瓦斯事故的发生。

1.4 持过期证件上岗

瓦斯管理中，瓦检员必须持证上岗，由于证件有效期时间较长，容易出现所持证件过期现象。瓦检员培训考核情况无法随时统计分析，对瓦检员业务能力提升管控不足。

1.5 数据留存时间短

目前瓦斯数据为纸质留存，留存时间为三年。如遇地质构造相同或者瓦斯赋存相同的工作面，无法通过历史瓦斯数据分析煤层中赋存的瓦斯量。

2 系统开发

随着安全管理要求越来越高，对瓦检员的管理也越来越严格。近几次检查中，瓦斯管理检查方式从以前日常的资料检查，逐步提高至日常资料与现场相结合的检查方式。因此，加强瓦检员现场管理是目前的重点。建设瓦斯防治管理系统能大大降低现场管控的难度，并为后续的智能化通风系统建设奠定数据库基础。针对性开发的瓦斯防治管理系统，主要包含以下功能。

2.1 瓦斯数据移动端填写及上传

基于井下已实现4G环网，瓦检员通过瓦斯防治系统APP扫描井下牌板上的二维码，填写数据并上传。由于井下存在4G环网盲区，有些瓦斯检查点没有4G网络，该APP具有数据保存功能，连接上网络后可实现自动上传。井下瓦检员填写完牌板后，可通过手机拍照留存牌板数据，做到瓦斯数据“三对口”。

2.2 瓦斯检查板二维码生成

含有瓦斯检查板二维码生成系统。二维码内包含的信息有瓦斯检查地点、需要检查的有害气体、瓦斯设备信息等。

系统实现二维码自动生成，并具有两部分功能：一是牌板二维码生成。每个牌板二维码代表着一个瓦斯检查地点，系统扫描此二维码会自动辨识该地点名称及位置；二是仪器二维码生成。每台仪器都有一个专属二维码，仪器管理员可以扫描二维码发放、入库和送检仪器，做到仪器图像识别管控。

2.3 瓦斯报表生成系统

系统会自动上传瓦检员井下录入的数据至服务器，服务器后台自动生成报表(瓦斯班报表和瓦斯日报表)。需要签字的领导只需在手机内点击确认签字，即可完成当天日报表签阅，不需要繁琐的手工签字环节。数据显示更为直观，如数据有异常，系统会自动标红显示。

2.4 瓦斯数据统计分析

通过对瓦斯检查数据的统计分析，填入瓦斯等级鉴定的相关数据，自动生成该区域和该时段的瓦斯绝对和相对涌出量，为决策层进行瓦斯管理提供参考数据。系统可通过选择日期、检查项目等内容，提取一段时间内瓦斯数据并生成对比曲线图，直观分析瓦斯数据。

2.5 瓦斯点设置计划

《煤矿安全规程》规定瓦检员需按照瓦斯点设置计划和巡回路线检查图标进行巡回检查。系统可以添加瓦斯点设置计划，并根据巡回路线进行排序，排序后瓦检员在手机终端上可查看自己的班次、巡回检查的路线以及巡回检查点，有效地避免漏检的发生。

2.6 报表签阅功能和提醒功能

领导每天早晨可收到瓦斯报表签阅提醒，收到提醒后可在手机APP查看前一天矿井瓦斯情况，并直接签阅。签阅完毕后，直接生成电子版签名，瓦斯报表管理人员直接将日报表打印备查即可。

2.7 瓦检设备登记、领用和校验记录

登记功能主要登记瓦斯检查设备的型号、厂家、设备参数、购买日期和校验日期等功能，生成该设备专属二维码并张贴到设备表面。领用功能主要登记瓦检员领取瓦斯检查设备型号、领取时间、校验日期等信息。校验记录功能主要记录校验时间和过期时间，提前一个月系统预警提示瓦斯检查设备需要校验，瓦检员及时更换新设备。

2.8 瓦检员证件及培训记录

系统记录瓦检员取得特殊工种作业证的时间及有效期，并根据有效期限提前半年预警提示瓦检员需再次进行特殊工种培训取证。培训记录主要登记瓦检员日常理论和实操培训考试情况，形成记录表。

2.9 权限管理

权限设置主要为了保证瓦斯防治管理系统的规范管理，防止无关人员随意改动数据或者误操作，造成数据异动。系统权限具体分为系统管理权限、领导查阅权限、瓦检员数据填写上传权限、数据统计下载分析权限、设备管理权限等。

2.10 数据留存及备份

主要利用云存储功能，将数据留存在网上，并有数据下载备份功能，可按天、月、年等方式对数据进行下载查看和备份。

3 应用效果

(1)节省了瓦检员报表填写时间，大大降低了瓦检员出错的几率。

(2)提高了工作效率。以前瓦斯报表留存最多五年，由于报表数量较多，很多报表即使留存下来再次利用也比较麻烦，也无法有效分析当年瓦斯数据变化情况。该系统留存的数据可以永久保存，且可以在系统内随时调用、分析，大大提高了工作效率。如果遇到瓦斯地质相同的情况，能够快速地为相关人员提供数据支持。该系统增加了数据下载功能，可以将数据转存在特定位置，增加了数据保存的安全性。

(3)降低了管理难度。公乌素煤矿目前共设置了79个检查点、3条检查路线，如果核对瓦斯检查手册、现场记录牌板以及瓦斯检查班报表三者数据一致情况，管理难度较大。该项目上线后可系统性解决假检、漏检、不检等问题，降低了瓦斯管理的难度，从根本上消除由于人员不安全行为带来的安全隐患。

(4)提高了工作的时效性。之前，该矿缺少通风调度员职位，瓦斯日报表由瓦检员代做，瓦斯检查数据不能及时汇至地面，领导无法第一时间分析井下现有工作面瓦斯情况。该系统使用后，瓦检员能通过终端设备第一时间将数据传输至地面，且能够自动形成曲线并分析某个地点的有害气体浓度变化情况，为领导及时掌握第一手情况提供了支撑。

(5)方便了仪器管理。系统可对一通三防现有仪器进行登记管控，而且能提前提醒员工仪器到检时间，方便了日常仪器的管理，减少了因仪器校验过期造成的安全隐患。