加快推进煤矿智能化建设提高煤矿本质安全水平

2023-01-18王二龙

当代化工研究 2022年3期

＊王二龙

（山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司山西 048100）

引言

智能煤矿安全是实现智能煤矿建设的关键环节。目前，我国智慧煤矿建设存在一定的滞后性，应用范围也比较局限，主要集中在采煤、开采、运输等生产环节。在煤矿自然灾害的监测和管理中缺乏完善，尤其是在瓦斯、水、火、屋面、落石、扬尘等方面，实时监测灾害参数缺乏精确性，无法发挥预警信息功能。尚未达到控制和精确预防灾害的界限。地方政府部分需要加强智慧水平的创新，实现煤矿企业通风系统的自动化控制。为了满足通风系统自动化、智能化水平在煤矿智能化建设中的要求，需要提高煤矿开采中的安全性和智能化水平，因此，煤矿安全研究已成为企业管理者的首要任务。

1.把握时代发展潮流进一步增强科技强安的自觉性和主动性

科学技术是生产的主要力量，创新是发展的主要动力。重点抓好矿山、危化品和道路运输计划，在保障工程实施过程，应积极开发应用先进的安全技术管理理念，对生产安全具有一定的保障作用。在2019年5月，中央八次改革会议上强调，要深化煤炭开采方式，就必须大力推进智慧煤矿。我国煤炭在开采过程中，要不断的引入新技术，来解决实际生产过程中的问题，从而进一步保证生产的效率。历史证明，每一次技术革命都对人类生产和生活有很大的促进作用。对于煤炭行业来说，从人工开采到智能开采，是一次次技术变革的结果。与传统生产方式中人、机、料、环境等复杂因素造成的安全风险相比，智慧矿山作业的优势不仅能按时解决安全生产中出现的安全问题，还能确保生产工人的人身安全[1]。

2.新发展阶段煤炭行业高质量发展之路

(1)煤矿智能化是行业高质量发展的核心技术支撑和必由之路

建设智慧煤矿是机械化、数字化、自动化、计算机化和采矿技术的结合。这是一个复杂的多学科整合问题。智慧煤矿在开发规划、勘探、开采、运输、选煤、安全生产管理等大系统中，必须具备自知、自学习、自决、自实现的基本能力。意识化和数字化是煤炭勘探的基础和主要特征，也是不同角度煤炭勘探的主要技术特征。智能煤矿开采的核心是使用海量传感器实时检测环境、设备和井下人员。我们传统的无线通信和传输技术对当前海量的数据实时传输还存在问题，这一直限制着地下传输网络的搭建。随着5G技术的飞速发展，依托其高带宽、低时延、高连通性三大技术优势，完全满足矿山智能综合监控网络的技术要求。将5G技术与大数据和云服务相融合，不仅可以将非实时数据传输到云端服务器，进行严谨的数据分析，还可以将实时数据嵌入工具，减少数据传输和故障排除，默默支持可靠的煤炭智能化发展。

(2)去产能是行业高质量发展的必要条件

智慧煤矿支撑产能提升，能够在加快智慧矿山建设和产能提升的同时，将进一步加大淘汰落后产能力度，通过降低整体产能实现供需的紧密平衡。为产业发展营造良好市场环境，满足输变电需要，打造精品产业。智能煤矿分级标准和技术条件分级（T/CCS001-2020）按煤炭生产技术条件分为三类。随着时间的推移，满足智能建筑标准和安全生产质量要求的变更应包括在削减和停产清单中[2]。

(3)创新驱动行业高质量发展

智能化技术支持和科学管理是提高矿山内部安全的主要手段，需要建立基于智能矿山大规模信息系统的管理流程再设计机制，建立多级安全监控体系，实施闭路安全监管。所有有害的风险因素都可以预测和检测，及时推进本质安全矿山建设。新发展阶段煤炭工业高质量发展之路是创新科技手段之路、产业转型之路和融合发展之路。煤矿勘探已成为产业转型发展的动力，也是产业高质量发展的关键技术支撑。对于不断增强科技创新的工作，还要不断管理创新、组织创新、科学政策实施等综合辅助措施，推动产业高质量发展的实施工作。

3.智能矿山建设问题

(1)技术、经济问题

首先是经济问题：当前煤炭市场不景气，智能系统厂商出价较高，增加企业负担，延迟智能变革兴起。其次是智能技术不成熟问题：市场上的智能技术不能适应复杂多排放的地下环境。再次是各个系统的集成问题：由于各个系统厂商的版权问题不同，各个系统的集成难度增加。最后是技术不发达问题，大部分不符合矿井防爆标准，但现在大多使用万兆工业环网+4G、WiFi。市场上的智能系统无法实现太多的自动化，无法独立识别和处理各种异常事件[3]。

(2)人员专业技能水平的影响

施工人员技术水平的高低是影响煤矿作业安全的主要因素。从目前的煤矿开采作业来看，煤矿从业人员主要以农民工为主，农民工的整体素质比较低，对安全生产意识认识不到位，煤矿企业过于重视煤炭开采的生产效率，从而忽视了作业人员的安全性，为安全生产带来一定的隐患。

(3)安全生产管理制度单一落后

煤矿安全管理制度的不完善也是影响煤矿开采安全生产的主要因素。通过对目前煤矿生产管理进行全面分析得知，管理制度落后、管理分散是目前制度中存在的主要问题，下发修订文件的管理人员缺乏实际考察，无法结合煤炭生产线的具体情况制定出科学、合理的制度，煤矿工作者普遍缺少安全意识，没有经过安全培训，在工作过程中不能严格遵守相关安全规定，往往靠自身的经验来完成工作，无形中加大了煤矿开采的安全风险。

(4)缺乏较强的安全生产标准化意识

在标准化的生产结构中，煤矿缺乏高度的安全意识，降低了煤矿生产的安全性。在煤矿开采过程中，多数矿山企业没有落实安全生产管理工作，致使安全生产成为一种方式，严重影响了煤矿安全生产体系生产管理标准的落实。此外，部分煤矿在生产过程中未能结合企业自身的需求制定相应的安全管理制度，造成了煤矿开采中出现各种不规范的操作问题，给煤矿开采的顺利实施构成了一定的安全隐患。

4.智能矿山建设关键点

（1）网络渠道的拓展。在目前矿井的4G数据传输效率只能达到上行链路40Mbps以及下行链路100Mbps。传输过程中数据正常，传输过程中视频卡顿。需要建设5G地下网络（连接速度300Mbps，下行速度2000Mbps），数据和视频传输速度会很高，智能矿场更容易管理。（2）连接各个子系统的连接。其中通讯接口有RS485、CAN、以太网等10多种。其中，以太网连接具有数据采集方便、环网接入方便、数据静态传输等特点，需要尽快推广硬件以太网接口。（3）所有相关设备安全可靠。智慧矿山建设投资的设备必须安全可靠，以保证数据的有效性和数据传输的稳定性。（4）完整的专业团队。需要培养和配备专业的智能挖掘网络设计人员、软件工程师、大数据分析工程师等。

5.加快推进煤矿智能化建设提高煤矿本质安全水平途径

(1)以智能化建设为契机全面推进煤矿安全科技进步

矿山作为传统高风险行业，在生产过程中，要不断的引入新技术，确保矿产开采的正常进行。但是，在发生重大灾害过程中，智能化开采技术还存在一定的缺陷。要深入研究矿山安全技术，努力把“0对1”进一步发展。为了保证煤矿业的可持续发展，相关企业要重视新技术的研发和引入，因此，在技术研发过程中，需要聚焦关键技术，着力解决一些“扰动”技术，如：关键岩爆防控技术、碳岩界面识别技术、智能“钻锚运一体化”、综合智能监控预警技术、犯罪智能视频识别技术、相关5G地下技术等，不断提升煤矿技术装备水平。制造最先进的设备、先进的电液控制和传感器、智能远程供液、加压自动机器运动、智能断路器、自动三角锁、自动锁时序和自动人脸搜索。直接访问保护和人员等先进技术已被用于构建多个工作台面，以实现完全自主和智能的采矿作业[4]。

(2)加快推进煤矿智能化建设在实现本质安全上下功夫

安全是指保护生产系统中的人员免受不可容忍的危害、无危害、无事故、无人员伤亡、无财产损失的空间。从本质上讲，安全是指生产设备或生产系统本身的安全，即使发生错误或故障，也可以通过其他方法防止事故的发生。煤矿智能化建设是保障本质安全的必由之路。坚持“机械代替人员、自动化减少人员、智能无人系统”的理念，采取有效措施，以科技提升安全，进而重点推进智能矿山、无人安防系统、无人系统。使用现代化的设备保证煤矿生产在“无人安全，少人安全”下正常运行。提高安全风险监测预警的智能化水平，获取煤矿人员、工具、环境信息，从而保证在线风险监测的有效实施，进而推进矿山、井下重点区域工业视频综合监控，有效打击违法生产活动的进行。

(3)构建大数据应用平台

煤炭企业需要重视大数据技术的应用，积极构建大数据平台。为互联网和云计算的使用，提供数据之处，最大化的发挥大数据的功能和作用，并不断完善信息处理平台。随着煤矿生产的不断发展，为保障煤炭开采的安全，需要建立煤炭开采综合信息平台，以提高生产数据的准确性，提高生产效率和生产质量此外，相关技术人员需要根据管理信息平台功能对管理工作进行合理的换分。大数据应用平台主要由数据库模块、煤矿安全信息采集模块、煤矿生产监控模块、煤矿生产数据统计模块和工业安全风险预警模块组成。在换点过程中，需要掌握大数据信息平台的主要功能。通过搭建大数据应用平台，为工业安全信息处理的科学性和高效性提供了一定的保障。信息的收集、统计和存储需要合理设计大数据信息平台，进一步提高信息采集的效率和质量，确保信息的可靠性和准确性。在处理数据时，需要保证其安全性和稳定性。但是，需要根据自己的规则对数据进行分类和管理，以提高数据使用效率。此外，结合生产环境、员工和设备来管理和划分数据。

(4)事故隐患排查治理

深入排查采煤过程中的安全问题，消除事故隐患，降低安全事故发生的可能性，保障煤炭生产安全。因此，有必要明确安全管理工作流程，如：查号、登记、治理、监管、受理、注销等。在煤矿开采的实际工作中，需要严格遵守安全操作程序和规则，确保安全管理的进一步落实。此外，在进行安全管理工作时，应注意将风险因素进行等级分级，并在此基础上，根据不同风险自身的特点实施管理，而不是简单的检查工作，要明确风险因素，通过风险信息制定合适的处理策略，以更好的管理和控制安全风险，提高煤矿开采事故风险处理的能力。

(5)完善智能监控系统

在瓦斯预警系统中，为了完善整个报警机制，智能煤矿安全监控系统必须根据瓦斯浓度设置不同级别的报警系统。根据不同的报警级别，制定科学合理的解决方案，以便在第一时间进行处理。报警系统的实施是基于巷道位置与出气位置的逻辑关系，因此需要重视各类传感器的安装过程，并严格遵守设备的安装要求，做出正确的安全。此外，还需要加大传感器设备的维护力度，以确保煤矿智能化监控系统的安全性，防止安全事件发生的可能性。

(6)加强高素质科技人才队伍建设为安全发展奠定坚实人才基础

实施高质量能力的中央系统，特别是那些在情报等领域急需的能力，对于保证奖励和优先评估职位和晋升至关重要。要通过建立大型创新工作室提供平台，让人才更好地掌控人、财、科技的决策权，始终对解决技术问题感兴趣。充分利用高校、科研院所和大型国有企业退休高级专业技术人员的技术优势，为企业提供技术和回收服务。要推进深度学习，更新教学方式，推进互联网+学习，提供体验式学习和案例学习。组织“集体培训”和技术竞赛，提高实践技能，增强员工安全意识。加强对矿长、总工程师、班组长、安全监察员等关键岗位的培训，提高培训的针对性。要加强高校煤炭勘探领域建设，加强基础理论研究，为培养了解煤室、智能等新技术的高新技术人才提供强大动力。用企业安全科技实施网络安全战略，加强安全生产，坚持生命安全第一，实施科技安全提升战略，加快智慧矿山建设，大力推进安全生产。提高内部安全水平。煤矿坚决杜绝事故隐患，尽可能让各种安全事故发生的概率降到更低[5]。