余洋
新疆焦煤（集团）有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：研究煤矿安全生产管理体系及智能化，从源头上科学地控制安全隐患，是煤矿企业可持续性发展的重要基础之一。基于以实现矿井生产“零伤亡”安全生产为目标，初步构建起“人－机－环－管”安全管理体系。通过移动互联和电子签名技术，实现安全管控风险管理智能化；基于权限控制和定位技术，实现作业风险全程监控管理智能化；通过电脑端系统和移动端ＡＰＰ实现培训管理智能化；通过移动APP、设备实时监视系统实现设备安全管理智能化；基于物联网技术，通过系统及信息整合，实现安全风险报警系统智能化和隐患排查智能化管理；通过移动终端，实现安全标准化管理智能化和安全数据动态管理智能化。
关键词：煤矿；管理体系；物联网；智能化
引言
我国资源能源格局决定了在相当长的时期内，煤炭作为主体能源的地位难以动摇。利用科技进步，逐步消除煤炭生产与消费过程中带来的安全和环境负效应是保障我国能源安全与国民经济可持续发展的根本手段。在煤矿安全高效生产方面，煤矿智能化是新时代煤炭行业发展的必经之路，是支撑我国未来煤炭行业生产方式转型的核心技术支撑。近年来，随着我国科研能力的提升，煤炭开采装备、技术等也得到了长足发展，展现出新理论、新方法、新技术竞相迸发的新格局，煤矿智能化水平已处于初级阶段。
1煤矿智能化安全保障体系的内涵
所谓煤矿智能化安全保障体系，就是依托于煤矿智能化建设和人才培养，在煤矿井下水文地质条件、设备运维状态、煤矿生产信息感知的基础上，经过大数据集成、分析、建模和评估，实现智能化条件下的煤矿安全生产状态评估、安全风险评价、设备运维自检、系统智能决策、隐患自主排查与灾害发生后的设备自主联动，达到保障煤矿正常生产、预警重大灾害和科学管理进程的目的，其核心在于精准的地测感知、全面的数据平台、实时的风险评估和智慧的灾害处置。
2煤矿安全生产管理体系构建
煤矿安全生产管理智能化方案立足于借助三维、物联网、移动互联、大数据等先进信息技术解决安全生产的事故诱因，形成完善的安全管理系统。根据煤矿建设要求，通过研究、实践，初步构建“人－机－环－管”相协调的、完整的安全管理体系，由人员、设备、作业环境的安全管理体系与管理执行力保障体系四个部分组成。1）人员安全管理体系。人员安全管理体系由两部分构成，培训与制度；加强新入职员工、在职员工以及特殊工种的培训，是保障矿井人员安全管理的第一道屏障；严格和完善的管理制度是保障矿井人员安全管理的第二道屏障。2）设备安全管理体系。设备安全管理体系由两部分构成，前期安全管理和使用中安全管理。加强设备前期安全管理工作和设备使用中安全管理工作，是保障矿井设备安全运行的两道屏障。3）作业环境管理体系。煤矿安全事故基本都是在生产环节发生的，作业环境管理体系由三部分构成。采掘作业需要根据现场条件及时修改作业规程，制定补充措施，并要求参与作业的全员重新学习规程和措施的内容。新技术、新装备、新工艺要求新的安全生产管理水平与之相适应；实行隐患闭环管理制度：排查隐患－整理分类－落实整改－复查验收－信息反馈－新的隐患排查。4）管理执行力保障体系。管理执行力保障体系由四部分构成：安全制度是管理执行力的保障；风险预控是管理执行力的方向；安全监查是管理执行力的深入；激励约束是管理执行力的促进。
3煤矿智能化安全保障体系关键技术
3.1透明地质保障技术
透明地质保障技术是煤炭智能化安全保障的基础，是实现巷道掘进、工作面回采等活动前、中、后地质预判、扰动感知与风险评估的数据基础，其核心是基于煤矿物联网、传感器、地球物理等矿山全维信息感知技术，集成矿井全岩层、构造地质的几何及力学特征、水文地质特征、瓦斯地质特征等时空关联数据，采用智能化算法、大数据等技术，突破涵盖矿井显性及隐性特征的时空、力学状态五维建模，实现采前地质异常区域超前预知、采中扰动实时感知、采后岩体运移滞后评估的精准化、透明化，从地质层面保障煤炭智能化开采的顺利进行。
3.2煤矿大数据共享平台
近几年的煤矿自动化、信息化建设，使得煤矿基本实现了各单系统、单功能的信息采集与存储，但因信息化标准体系不统一，煤矿数据的通信协议和数据格式种类繁多，形成了离散化的信息孤岛。开发统一的煤矿大数据共享平台，打破数据壁垒，对涵盖煤矿井下传感信息、设备信息、地质信息、人员信息等进行通信协议转换和数据格式统一，通过数据提取、清洗与存储，构建海量煤矿数据统一的大数据共享平台。向下可链接煤矿全维信息的有效提取与储存，向上可进行煤矿数据的全域性融合，实现智能化风险评估与预警、系统智能决策、设备自主联动等，是构建煤矿智能化安全保障体系的咽喉。基于Hadoop分布式大数据技术，针对煤矿海量数据存储和及时查询需求，设计了数据源、数据导入、数据加工、数据存储、分析处理和数据输出接口等6个层次的逻辑架构，基于分布式Hbase存储数据库，一方面分布式保存预处理后的终端数据，另一方面，对关键数据创建hive数据模型，以时间和空间作为储存目录，并以多台高性能服务器为主体，配置井下边缘数据平台。采用基于内存的分布式计算引擎Spark，进行分布式分析计算，将计算和存储分离，为多台服务器协同进行数据分析和快速计算提供了技术保证，形成了集数据收集、智能分析、协同分享功能于一体的煤矿大数据共享平台，为煤矿智能化安全保障构建了“数据大脑”。
3.3设备安全管理智能化
1）对煤矿设备进行全生命周期管理，随时随地了解设备历史信息，提升设备更可靠、更稳定。提供设备从采购、到货、安装、运行、检修、报废等全过程的管理业务，建立和健全设备的静态和动态台账，针对不同类型的设备检修提供预防性检修、状态检修、故障检修等方式，提高设备使用效能，降低设备维护成本，同时可以通过移动APP随时随地了解设备历史信息。2）设备实时监视系统，随时随地了解设备运行状态，降低设备运行风险。通过物联网技术，采集DCS／PLC等系统的实时监控数据，实时监控设备的运行状态，并对设备运行参数进行实时的采集，存储，展示，越限报警，趋势分析等。
3.4安全标准化管理智能化
1）安全标准化管理，规范全矿安全管理业务。完善各类安全管理台账，包括安全目标、组织机构、安全生产投入、作业管理等内容，减少企业管理负担，支持打印和报表统计等功能。2）SOP标准作业，规范操作人员作业流程，节点控制操作步骤，降低生产作业风险。系统提供企业SOP标准作业库，并将作业标准步骤进行流程控制，通过移动终端进行现场的操作核对确认，规范作业，落实责任，减少因为人为操作而引起的安全生产问题。
结语
智能化的发展是大势所趋，煤炭开采逐步从机械化、自动化转向智能化，这是重要的技术突破，是煤炭行业的转型战略目标。新时代，人们要总结过去的经验，反思之前的不足之处，立足于当下，不断提高智能技术水平，推进煤炭开采技术的智能应用。在煤炭开采过程中，利用智能开采技术，提高煤炭开采效率，降低煤炭事故率，在保障安全的同时提高经济效益。要秉持着高效、绿色、无污染的原则，不断创新，不断改进煤炭智能化开采技术。
参考文献：
［1］张飞.煤矿智能化综采工作面系统设计与应用探讨［J］.中国设备工程，2020（5）：28-30.
［2］杨昌臻.基于当前环境对综掘工作面智能化开采技术研究［J］.世界有色金属，2020（1）：27.