信息化建设在煤矿安全生产中的应用

【摘　要】随着国家煤炭行业体制改革的不断深化，对煤矿安全生产的标准要求越来越高，高科技的现代信息技术已经参与到煤矿的安全管理之中，煤炭管理信息化将为煤炭工业的可持续发展提供良好的条件，煤炭行业的信息化建设将成为煤炭行业发展的必然趋势。本文主要根据我国煤矿企业信息化的发展和现状，结合煤矿安全生产现状，特别是基建矿井信息化建设中需要注意的问题，分析了安全生产管理中存在的问题和煤矿管理信息化的重要性，介绍了信息化在煤矿安全生产中的应用，并总结提出了进一步加强煤矿信息化建设的具体措施。

【关键词】煤矿信息化建设；信息管理系统；安全生产

    一、煤矿信息化建设的目的和意义

　　分析我国矿山事故发生的原因，绝大多数是人的不安全行为和物的不安全状态造成。对不安全行为的有效控制成为我国煤矿安全生产的关键。因此，为了充分实现煤矿高标准现代化的管理，充分发挥现代化装备水平，不断满足矿井安全生产发展的需要，应建立一套完整的、科学的对全矿井生产过程各个环节所有信息流程及数据源采集、自动分析和控制的系统，并将所有子系统纳入到全矿安全生产综合信息平台，实现全矿井安全生产调度综合自动化和数字化分析控制，保证安全生产。

　　煤矿信息化建设有利于增强煤矿企业的核心竞争力，适应市场化竞争的要求，也是煤炭企业转型跨越的需要；有利于理顺和提高矿井的安全生产管理，实现矿井生产指挥的井井有条，提高应急指挥能力；可以实现矿井作业场所环境的实时监测监控，实施有毒有害气体超限报警及断电，实时显示有毒有害气体的含量；可以实时监测各生产环节设备的运行，规范操作流程，减少误操作，也可及时发现设备存在的安全隐患；有利于矿井安全生产，预防和减少事故发生，提高矿井的防灾、抗灾能力；有利于实现生产、运输、洗选、外运环节的协调运行，实现集中统一指挥；可以实时准确掌握矿井作业人员的数量、分布状况及活动情况；可以提高设备的自动化程度，实现泵房及变电所的“无人值守”和远程控制，提高效率；可以改善矿工的作业环境，有利于为矿工创造安全健康的工作环境；可以实现原煤产量的实时监测，实时为上级部门上传各种数据；可以实现矿井信息的资源共享，实现异地指挥生产；可以加速知识的传播，实现现有知识的及时更新和应用。

二、煤矿信息化建设在安全生产中的应用

所谓煤矿企业信息化，是指煤矿企业通过树立先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合煤矿现有的生产、经营、设计、管理等资源。煤矿信息化模式主要包括煤矿生产与设计信息化、煤矿设备调度与运行智能化、煤矿网络信息化三部分内容。

从“十五”末的2005年到2010年年我国煤矿山伤亡事故来看，在全国煤炭产量增长51%的情况下，我国煤矿事故总量连年下降，由3306起减少到1403起、下降57.6%，年均减少381起、下降15.7%；死亡人数连年减少，由5938人减少到2433人，少死亡3505人、下降了59%，年均少死亡701人、下降16.2%；煤炭百万吨死亡率连年下降，由2.811下降到0.749、下降了73%、年均下降14.7%。

　　通过对近年煤矿事故信息进行分类统计，可以发现煤矿事故的总死亡人数在逐年下降，一次死亡10人以上的特大事故也得到较为有效的控制。但事故死亡人数却还是占全世界煤矿死亡总人数的70%左右。受诸多方面的因素制约与限制，全国煤矿事故多、伤亡重、经济损失大的状况尚未得到根本好转，致使每年煤矿事故死亡人数一直徘徊在六七千人左右，位于全国各行业之首。煤矿事故多、伤亡大，不仅给职工家属带来了极大痛苦，也会给国家造成巨大的经济损失和严重的政治影响。总体来看，目前我国煤矿行业信息化水平还比较低，信息技术和安全投入都还不能满足实际需求。

煤矿信息化系统对矿井安全生产是过程的监督，如果正常使用，完全可以实现瓦斯等有害气体、产量数据、设备运行状态等实时监测；所以说信息化工程不是单纯的为了应付检查、达标，关键是让其起到应有的作用。矿井建设初期，信息化建设工程要选择有信息化应用经验、有资质的单位工程技术人员进行总体设计，将瓦斯监控、产量监控、工业视频、语音广播、人员定位、无线通讯等系统纳入到一个总系统里面，从设备的安装、线缆的铺设、与上级部门的传输对接等统一进行设计，避免多系统、多线路等杂乱无章的管理，给安装、维修带来不便，经济上造成人为浪费。

三、煤矿信息化系统管理的重要性

煤矿安全管理信息系统应是集分析、预防、监控、应急全方位、一体化的系统工程。特别是应注重预防和应急处理模块，利用计算机、通信、自动化等多项技术的紧密融合，转被动为主动，有效地管理控制煤矿安全工作，保障矿井的安全有效建设；另外，对于系统的设计应该本着先进性、开放性、健壮性及可扩充性、可维护性的原则，根据目前实际情况，并充分考虑今后的发展需要，根据企业实际情况来进行具体的实施。目前，正在使用的煤矿安全管理信息系统主要包括安全信息收集系统、安全监测系统或决策系统以及信息反馈系统。

1.安全信息收集系统。安全信息收集主要是由安全岗(网)员在安全检查过程中将收集到的安全信息录入到计算机中。主要包括安全信息录入、对安全隐患的处理意见、领导审批意见、对安全隐患处理落实情况和安全信息的综合查询等功能。

2.安全监测系统。安全监测系统可以分成瓦斯安全监测、矿井通风监测、矿压监测几种形式。也可以将它们有机地结合集成在一起。主要由传感器、井下分站、传输设备、地面中心站几部分组成，运用计算机模拟技术、仿真、网络技术等实时动态地显示各监测参数；存储重要的参数并可随时调用；当监测参数超过限定值时能够自动报警，并自动转换到紧急处理状态。基于此系统的各类传感器所采集的数据信息，由计算机进行分析、处理，可以实现对井下瓦斯、通风、温度、湿度、顶板压力及罐笼升降位置等进行有效监控，强有力地解决了人工监测不及时、不到位、不准确的弊端，用准确的数据反映安全生产中的各种安全隐患因素，使得安全生产管理变得科学、可靠，使“预防为主”的安全生产方针真正落到实处。

3.井下人员管理功能。一般现在通过两种方式进行管理，一种是通过金属片打卡的卡片形式，另外一种是用矿灯灯头打卡的形式。这样可以及时提供某人员出、入井以及在某一时间段的下井记录。对井下工作时间超过规定的人员可以报警提示，及时发现可能出现的安全问题。该模块除可单独使用记录考勤信息外，还可以和跟踪定位系统配合使用。例如漳村矿的煤矿人员定位系统，即是将通讯技术和计算机技术融合为一体，只要是联网的地方均可以监控到入井人员数量、身份和井下工作位置等信息，为打击煤矿超能力生产，超人员入井等行为提供了有力的手段。在突发情况下，监控计算机上还可以立即查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量，为事故抢险提供了科学的依据。

4.信息反馈系统或叫安全综合报表管理系统。通过它对安全信息进行汇总，及时对煤矿安全情况进行综合分析，及时通报安全隐患的处理情况以及安全整改后的情况等信息，经过系统传递给相关部门和领导。除了上述主要系统之外，一般煤矿安全管理信息系统都应包括该企业的安全规章制度，该模块是煤矿各种安全规章制度的汇总，供有关人员查询、学习和参考。煤矿安全规章制度是煤矿安全生产的依据，是由一件件血的教训而写成的，它在煤矿安全生产过程中起到了重要作用。综上所述，计算机技术在煤矿安全管理系统的应用主要集中在信息的录入和输出、数据的监测和对一般安全信息文档的处理中。

　　四、我国煤矿信息化系统管理方面存在的问题存在的问题

　　近几年我国煤矿信息化建设虽然取得了可喜进步，受区域性要求和检查力度的影响，矿井之间、国有煤矿与地方煤矿之间还有较大的差距，且仍然存在着不少困难和问题。

　　1.煤矿信息化发展的不平衡

　　我国煤炭行业的信息化发展目前处于一种不平衡状态，主要是在国有重点扶持企业和一些大的煤炭企业，信息化技术应用得较好。而一般地方上的小煤矿因缺乏技术认识和投入上的匮乏，信息化技术普遍较差或不能发挥真正作用，只是为了应付检查而设置的系统。

　　2.对信息化的重视和管理欠缺

　　我国很多煤矿特别是整合后的煤矿，把过多的精力集中在提高煤炭产量和煤炭质量上，对信息化建设的投入不够，很多煤矿进行信息化建设是为了面子工程，是为了提高本矿的科技含量。即使是对信息化建设有一定重视和投入的煤矿，也明显存在投入不合理现象，信息化过程所触及到的问题技术层面较多，主要涉及组织、流程、权限等深层次问题的较少，导致信息技术与管理进步互动不够好。尽管在财务、采购、管理、销售等部分环节采用信息技术带来了一定的经济效益，但从企业整体管理水平和效益提升层次上来讲，信息化技术的投入作用远没有达到预期目标，需要进一步完善和修正。

　　3.信息化人才的严重缺乏

　　人才是每个企业信息化建设中的中流砥柱，如果只注重于软硬件上的投入则常常出现信息硬件和软件资源得不到合理利用。尤其煤炭企业更应该积极培养既精通采矿技术，又掌握了信息化建设技术的综合型高科技人才，开展培养信息化方面人才的专业课程，积极组织相关科技人员深入了解兄弟企业的信息化建设措施，借鉴经验。煤炭企业应在工资待遇和干部提拔等方面大力向人才倾斜，尽量为信息化人才提供一个能够充分发挥才能的舞台。在引进人才的同时，还需要有重点地对有潜力的员工进行培训和再教育，可以成立一个专门从事信息化建设的部门，负责整个煤矿企业的信息人才的培养和有关信息化建设的任务。

　　4.设备标准不统一

　　众所周知，已有越来越多的厂商进入了煤矿行业，有制造硬件设备的，有做系统工程的，有做系统集成的，也有单纯做煤矿信息管理软件的。厂家多了，对煤矿企业来说虽然选择多了，但是也带来了很大的问题，就是标准不统一。硬件厂家物理接口、通讯接口不统一，软件厂家建设标准不统一。各按各自的标准去推广，加上煤矿的特殊性，没有按统一的标准去招标，先建的系统、后上的设备，标准不一，给信息化推进带来很大的麻烦。安全监测手段长期以来比较落后，安全生产监管体系不够完善，不能适应市场经济发展的需要。

　  五、信息化在煤矿安全管理中的应用

　　1.瓦斯监测监控系统

矿井监控系统是为了煤矿安全和正常生产而进行的各种有关参数或状态的集中监测，并对有关环节加以控制，是保护采掘、运输、通风、排水等主要生产环节安全运行的重要设施。该系统包括矿井环境安全监测和矿井生产(及设备工况等)监控，矿井环境安全监测用于监测影响生产安全和矿工人身安全的井下环境因素，矿井生产监控系统用来监控煤炭生产主要设备的工况。监控系统一般由传感器、数据采集站、控制站、信号传输系统和地面中心站组成。用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制。

2.人员定位系统

人员定位系统是通过基于GIS技术的地理信息实时显示、查询井下情况：任一时间井下或某个地点究竟有多少人，这些人都是谁；每个人在井下任一时间的活动轨迹；查询一个或多个人员现在的实际位置，方便调度中心可快速正确的电话联系该人员；查询有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如：瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等）是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故；可实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看。

 井下人员每时每刻在坑道的实时动态分布，根据井下的实际地理情况制作相应的动态图，使井下情况生动形象一目了然； 一旦发生各类事故，立即能查出有多少人遇险，遇险人员在哪里？他们是谁？ 抢险时采取移动式识别装置，更准确快速识别遇险人员具体地点和位置，提高抢险效率和救护效果。

3.产量监控系统

煤矿矿端数据采集展示子系统使用C#程序开发，安装在煤矿工控机上，具有以下功能：从称重监测分站采集产量及称重系统工作状态数据并贮存在工控机中；根据获得的数据和系统设定的参数经过运算后获得小时产量、班产量等 数据在工控机上显示出来；显示称重系统工作异常和超产等报警信息；显示视频监控系统视频信息。

  4.通讯系统

通讯系统包括有线电话和无线通讯两部分，主要是便于井上下直接的沟通和联系，起到方便、快捷的作用。

5.语音广播系统

应急广播系统主要能够实现当突发事件发生、需要紧急撤离时，地面调度指挥中心工作人员利用对讲话筒，迅速通过设在井下重点防范区域的扩音喇叭装置，以扩音喊话的方式对现场进行疏散和疏导，指挥现场人员迅速、有序、安全撤离危险区域，最大程度减少灾害影响和灾害救援过程中的次生影响。同时，在正常情况下，可利用本系统，在井下各地点播放背景音乐、新闻、宣传报道、安全知识等，成为煤矿宣传的阵地和工具。

    系统主要功能：  

1) 全体广播：可对所有有效终端进行广播  

2) 分区广播：可对单个区域或任意组合区域进行有效广播、管理，得广播系统的使用最大自由化。

3) 编程定时广播：可按要求时间定制广播节目，定时播放。可以利用电脑的定时自动开机，软件具有自动关机功能，实现24小时无人值守。自动管理本系统，即用即开，起到节能、保护作用。准时自动播放指定的音频文件，并同时通过预先设定控制开   关对主机进行控制，无需人工播放，节省人力资源，实现准时高效。

4) 紧急广播：在井上拿起麦克风即停止现播放内容，可以对任意单个区域或任意组合区域进行喊话广播，系统应有录音功能，并能够方便查询。

5) 信号优先设置：本系统具有信号优先级功能，本地信号输入时，优先级别可以预置，音乐起到背景音乐作用；紧急广播语音信号输入时，广播信号将自动关闭本地输入信号，播放紧急广播语音信号；在紧急广播情况下，可启动本地强制优先功能，实现人工本地紧急广播功能。

6) 报警强插广播：系统通过报警发生器可自动接收报警信号（如瓦斯和透水报警信号），当有报警时广播自动切入紧急信号，系统将自动将录制好的报警音频信号强制输出至所需的区域内，相应区域的背景音乐及其它广播全部切断，第一时间通报发出告警信号。

7) 对讲功能：在每个播放区域都应至少设一个可以和地面调度中心对讲的终端。

8) 网络管理功能：可以实现对整个网络的统一监控和管理，具有较强的自查诊断功能，能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。还能在屏幕实时弹出信息窗。

9) 宣传广播：应有多功能播放设备，并能够播放现主流音频格式的宣传信息。

六、解决当前问题的应对措施

1.广泛收集安全信息。搜集的安全信息应包括国家政策、法规，上级单位的安全政策，兄弟单位的安全管理办法等。只有这样，在企业制定安全管理办法、进行安全决策部署时，安全信息才能够起到更重要的作用。同时，信息站不应只是对井下的安全隐患进行收集，而应该将以前安全内勤保管的安全文件交给安全信息站，另外订阅一些反映安全工作的杂志报刊，以利于安全信息的进一步收集。

2.配备先进设施，实现信息共享。计算机在数据存储、检索、监测、定位方面的作用极大，能够对安全事故分析、预测等提供科学的依据。如果能够充分发挥计算机在煤矿安全信息管理中的作用，将对矿工的生命安全和企业的发展起到关键性的作用。因此引进先进的计算机设备是大势所趋。

3.信息应及时反馈和处理，安全决策应到位。有必要制定一套贴合实际的安全信息管理办法，规范安全信息的管理工作。例如，信息可分级处理，容易解决的安全隐患直接由信息员决策；较难解决的由安监部门领导决策；重大的较难解决的由矿领导集体研究决策，然后交有关部门处理解决；矿不能解决的报上级解决。另外，安全隐患交给责任单位处理后，安监人员要进行复查，对已按要求处理解决的登记备案；未按要求处理的除需进一步处理解决外，还要对有关单位及个人进行处罚；对未将处理结果及时反馈回来的或错报、谎报的单位及个人应进行严厉处罚。这样既提高了工作效率，又避免了工作上的浪费，并且能够让安全隐患得到及时的处理和解决，杜绝了安全信息的丢失。

4.看重设备的使用和维护。因为煤矿安全直接关系到矿工的生命安全，所以应重视安全系统在使用过程中的维护。据报道，内蒙古乌海市康海煤矿发生瓦斯爆炸事故，原因是瓦斯报警、监测系统半个月前已坏，但是没有进行及时的维修，最终酿成惨祸。由此可见安全信息系统日常维护的重要性。各煤矿应建立相应的维护管理制度，确保系统时刻处于正常工作状态，一旦发生险情，能即时采取措施，充分发挥安全信息系统应有的功能和作用。

结束语

　　随着国家对煤矿安全生产、信息化建设的要求，以及煤矿本身对信息化技术的迫切需要，我国煤矿的信息化建设已经进入一个飞速发展的阶段。信息化技术将在煤矿的发展建设中发挥越来越大的作用，必须引起相关重视。

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银亿集团有限公司灵石国泰南河煤业有限公司

崔学良