基于信息化的煤矿安全生产管理系统的设计及应用分析

申伟鹏

（山西煤炭运销集团神农煤业有限公司，山西晋城 048400）

煤矿矿业想要正常作业必须要先保证作业安全。只有安全管理工作的有效开展才能提高作业效率、保障煤矿经济收益。当前，我国在煤矿开采时，进行安全管理的方式是使用人工宣传以及对重点岗位监督检查，安全管理工作想要切实发挥作用，主要是由作业人员对煤矿开采管理制度执行情况决定的，存在很大的主观因素，安全管理工作开展效率低。尤其是当前在矿井下作业更多使用自动化方式，形成“多点位、距离长、面积广”煤矿开采格局，仅仅使用传统安全管理方式无法保证煤矿开采的高效性以及安全性[1]。

结合当前信息化发展的水平以及新型煤矿开采作业的方式，本论文分析了煤矿开采过程中使用信息化技术手段进行安全作业的管理体系以及应用情况。这套新型管理体系能够全面梳理煤矿开采作业的各个流程，准确识别出每个流程存在的安全风险隐患，同时还可以对开采全过程使用的安全管理方式以及监督体系进行完善，通过利用现代安全管理科技设备，真正实现了智能化安全管理、隐患排查以及自动化警铃提示，从“人员、机械、环境、管理”四个方面架构出一套完善的自动化安全管理系统，真正实现对煤矿开采各个流程进行信息化管理[2]。当前这套管理系统已经应用于多个煤矿作业现场。对应用后的实际情况进行调查、统计后得出，常德煤矿德辉公司某矿应用了这套安全管理系统之后，节约了35.7%的安全管理人员，煤矿安全事故发生数量也减少了91.6%。

1 矿井安全生产管理架构

为了保证煤矿作业过程中的安全性，在建立安全管理系统时需要综合考虑到人员、机械设备以及周围环境等多方面因素，因此需要利用信息化技术以及智能化手段构建“人员、机械、环境、管理”环环相扣的安全管理系统。通过在煤矿作业过程中应用这套“人员、机械、环境、管理”安全管理系统，实现对煤矿开采各个环节进行安全生产管理。所以使用信息化技术对煤矿开采工作进行安全生产管理主要有以下几个方面：一是建立健全人员安全作业管理系统；二是建立健全设备安全作业管理系统；三是建立健全作业环境安全管理系统；四是建立健全保障管理效果系统[3]。

结合当前煤矿作业安全管理架构，想要真正利用信息化技术对煤矿作业进行安全管理，就必须建立信息化安全管理系统、智能化技术隐患排查系统、风险隐患自动报警系统、标准化作业安全管理系统等于一体的信息化综合安全管理平台，通过建立综合安全管理平台，在煤矿开采作业过程中，全方位实时监测出现的任何一个危险源，通过使用信息化手段进行管控，实现实时、高效进行安全管理，确保在煤矿开采过程中不出现任何安全事故[4]。

2 构建信息化安全生产管理体系

使用智能化技术对煤矿开采全过程进行风险监控排查与管理是依靠实时精确的GPRS 技术实现的。按照煤矿下不同作业区域工人的不同作业分工设定工人权限，并且在煤矿内划分网格进行管理。每一个下煤矿的工人都要携带一台GPRS 定位设备，当GPRS 设备显示工人出现在他不应该出现的地方后，该设备自动报警，并要求人员立即回到自己工作的区域并将该信息上传到终端平台。与此同时，作业管理制度还应当增加对擅离区域人员的处罚规则，从科学技术以及制度管理两个方面避免因为人为因素导致安全事故的发生。

利用智能化手段对煤矿作业安全生产培训进行管理，最关键的是要建立高效率高质量的培训体系，以达到能够对员工培训进行监督、对培训结果进行验收的目的。对于不同工作任务的员工要建立不同的培训系统，员工可以登入手机APP 或者利用电脑终端登入培训平台自行进行学习，平台自动检测员工学习情况并生成电子档案，同时将员工参加培训的情况纳入年终考核指标。

当前使用自动化手段进行煤矿开采工作不断推广，各种自动化设备也越来越多地应用于煤矿开采工作中，自动化设备正常运作不仅仅可以影响煤矿开采工作的效率，对作业安全也能起到很大的影响。安装完自动化设备之后要结合煤矿内实际情况定期对设备进行维护，提高自动化设备工作的稳定性。当前大部分煤矿公司仍然采用传统的人工点检方式对设备情况进行跟踪记录，不仅仅工作效率不高，还容易受主观因素影响出现错误。山西煤炭运销集团某矿购买使用了一台高科技设备，该设备可以在全寿命周期内进行安全管理，并定期建立电子安全档案，它可以对设备的运行情况实时进行监测跟踪，一旦发现安全风险立即报警并上传数据到终端平台[5]。

3 构建智能风险报警监测管理体系

在煤矿开采过程中会出现很多危险源，传统安全管理方式识别出危险源之后主要依靠开会或者宣传板公示的方式进行发布。这种提示风险的方式不能对员工起到警示效果，也无法在第一时间对员工进行预警，安全管理工作效率不高。山西煤炭运销集团某矿自主研究出了一套新的智能危险源警示监测系统，它集风险管理、安全管理、井下环境实时监测和自动报警于一体，极大程度地提高了安全管理工作效率。

首先，这套系统将煤矿内出现的隐患和风险进行整合，结合不同网格的安全情况进行科学划分网格，结合人员携带的GPRS 系统，一旦人员出现在危险源附近，系统将自动识别出风险并报警上传数据。

其次，利用三维可视化技术进行检测，按照不同网格安装可视设备实时监控作业区域内的作业情况，一旦发现不应该在此区域工作的人员出现，立即发生警报，并要求其撤离，避免发生煤矿事故。

最后，采用物联网技术，集中对煤矿内的火灾报警设备、瓦斯泄露报警设备以及监控设备进行控制，实现了报警系统与风险信息推送于一体，极大程度地提高了安全管理工作效率。

为了保持煤矿作业设备稳定运行，不仅仅需要对运行状态进行监控，还需要利用物联网技术在设备上安装监控报警系统。这套系统可以实时对设备运行的情况进行检测，并将检测情况同设备原来在系统中储存的情况进行比对，快速分析出设备当下的工作状态。通过对数据库中的数据进行比对可以先后两组参数的不同，然后系统自动对异常参数进行记录、分析以及提示风险，以便维修人员可以第一时间查找出仪器哪个部位出现故障，精准进行维修，进而保证设备在健康状态下稳定运行。这套系统还能够将对设备进行跟踪反馈的结果自动生成一份电子版的“体检报告”，报告中列明需要维护维修的部件，有效地解决了设备没有按时维护、维护效果差的问题，不仅仅可以保障设备稳定运行，还可以延长设备使用寿命[6]。

通过使用这套系统对设备进行监测，彻底实现了对煤矿作业生产过程中出现的风险源进行全方位实时监测，并且还可以自动分析某个时间段内出现的风险，为设备维修以及风险控制提供可靠依据。

煤矿作业风险报警管理系统见图1(a)，煤矿作业安全管理系统见图1(b)。

图1 风险报警智能监测系统

4 构建智能化隐患排查安全体系

对隐患进行排查以及防治工作在煤矿作业安全管理工作中非常重要，其意义在于对煤矿开采作业过程中出现的风险及时识别并排查治理。当前大多数煤矿企业都使用定期排查的方式对危险源进行排查统计，然后将统计结果下发给相关部门进行整改，这个过程基本上使用的都是纸质文件，没有对整改情况和整改进度进行汇总，很难实现隐患防治全覆盖。为了更好地解决这个问题，山西煤炭运销集团某矿自主研发了一套隐患风险智能防治安全系统，它的防治原理见图2。

图2 风险智能化排查安全体系

由图2 可以看出，这套系统主要是利用信息化技术，首先将作业区域划分为网格并编上号码，给每一个网格都建立档案，然后成立专门负责整改的部门，按照编号逐一对网格情况进行安全排查，将每个网格排查情况都建立专门的电子档案输入到该智能防治系统中。系统根据不同隐患的类别自动把整改通知发往各部门，由该部门负责整改的人员进行整改，整改完毕后在系统上进行反馈，专门负责整改的部门收到整改反馈之后，到该网格区域进行验收，确定整改完毕之后在系统上关闭该风险预警，真正实现预警、整改、监督闭环管理[7]。

5 安全标准化管理

当前煤矿安全管理工作中存在管理工作繁杂、管理标准不明确、工作不好开展的问题，为细化管理标准、规范管理制度、建立安全管理部门、规范人员作业标准，要求所有煤矿人员持证上岗。在具体工作时使用移动监测设备对作业情况实时监控，建立了一套完整的安全管理系统，避免因为操作不规范产生安全事故。

当前这套系统安全管理系统已经被很多煤矿公司应用。山西煤炭运销集团某矿在使用了这套管理系统之后，安全部门的人员照之前减少了12人，安全事故发生的次数由原先的平均每个月发生27.7次降低到了平均每个月发生21.6 次，极大程度地提高了安全管理工作开展的效果，具体应用情况见表1。

表1 山西煤炭运销集团某矿使用新系统前后管理效果统计表

6 结语

对于当下煤矿安全管理工作中存在的管理方式落后、管理方法简单、管理效果不好等问题，山西煤炭运销集团某矿利用信息化技术研发出一套煤矿安全管理智能化系统，本文对这套系统进行了深入研究。研究结果显示，这套智能化系统的架构主要有：人员安全作业管理系统、设备安全作业管理系统、作业环境安全管理系统以及保障管理效果系统。这套系统应用后实现了风险排查、隐患防治、安全整改全过程信息化、智能化管理控制，应用这套系统之后该公司从事安全管理的职工数量减少了52.2%，安全事故发生率减少了91.1%，该系统极具推广价值。