淺談煤礦安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建
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摘要：隨著煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展，構(gòu)建安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系，保證煤礦安全生產(chǎn)勢(shì)在必行。現(xiàn)在信息化技術(shù)的發(fā)展十分迅猛，在煤礦中的應(yīng)用也比較廣泛，同時(shí)這也是現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的必然趨勢(shì)。筆者從工作實(shí)踐入手，主要分析了信息化煤礦安全管理及信息融合技術(shù)，然后對(duì)信息化煤礦安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)行了探討，以期為煤礦安全生產(chǎn)管理建言獻(xiàn)策。
關(guān)鍵詞：信息化技術(shù)；煤礦；安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系
煤企不論是想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，還是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，最主要的工作就是確保安全生產(chǎn)，這是煤企發(fā)展的底線，更是關(guān)系到廣大人民群眾的財(cái)產(chǎn)安全以及生命安全。煤礦安全管理是煤礦管理工作的重點(diǎn)，更是煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的根基，該工作只有常抓不懈，才能保證其生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境能夠得以更好的管控。縱觀國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)，很多煤企都引入了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，雖然安全生產(chǎn)較之前有了很大改善，但仍舊有很多安全風(fēng)險(xiǎn)比較突出，因此，當(dāng)務(wù)之急就是提高煤礦安全事故預(yù)警的準(zhǔn)確信，以及安全監(jiān)測(cè)的全面性。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和工業(yè)化，就必須要依靠信息化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這是煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高安全監(jiān)測(cè)的有效途徑。在信息化的基礎(chǔ)上，煤礦安全評(píng)價(jià)就是通過先進(jìn)信息技術(shù)，對(duì)信息資源進(jìn)行有效收集，然后構(gòu)建信息共享和信息融合平臺(tái)，提高煤企安全評(píng)價(jià)和檢測(cè)的水平。
1某礦具體概述
某礦位于xx東北部，屬于大型礦井，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為72.5a，生產(chǎn)能力850萬t/a，開采的深度為+450～－100m，4號(hào)煤層是主采煤層。直接充水含水層屬于頂板砂巖裂隙含水層，最大涌水量和正常涌水量分別550m3/h、356m3/h，算是中等地質(zhì)條件。工作面在管理頂板方面通過全部冒落法和長(zhǎng)壁大采高一次采全高后退式采煤法。該礦施工建設(shè)時(shí)間為2003年4月，截止到現(xiàn)在，初步已經(jīng)形成兩個(gè)生產(chǎn)盤區(qū)，同時(shí)N2404工作面已開始回采。作為重要規(guī)劃礦井，做好該礦的安全生產(chǎn)管理工作迫在眉睫。
2煤礦安全管理及信息融合技術(shù)研究
煤企引入信息化安全管理系統(tǒng)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，比如融合了有效的煤礦安全管理理念，通過信息融合技術(shù)，一方面提高了煤礦安監(jiān)水平，另一方面也提高了其獲取信息、分析信息、融合信息的能力。信息化煤礦安全監(jiān)測(cè)通過以太網(wǎng)傳輸線路實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的信息獲取，自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理，通過信息共享，提高了數(shù)據(jù)分析和處理的針對(duì)性、有效性、智能化。信息融合技術(shù)歸根結(jié)底是通過數(shù)據(jù)融合算法，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和感知，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效融合、剔除無效數(shù)據(jù)、按監(jiān)測(cè)類型分類、表現(xiàn)形式統(tǒng)一的目標(biāo)，切實(shí)為決策分析和安全評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。數(shù)據(jù)融合的方法主要有識(shí)別法、參數(shù)法、人工智能法、加權(quán)法等，為確保數(shù)據(jù)融合能夠達(dá)到良好的效果，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合時(shí)往往通過兩種或者兩種以上的方法來完成。煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，影響煤礦安全生產(chǎn)的因素相對(duì)比較多，因此，很有必要在巷道內(nèi)部設(shè)置不同類型的傳感器，以此獲取監(jiān)測(cè)信息。但傳感器會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)損壞、環(huán)境噪聲、精度下降的現(xiàn)象，如果僅僅通過傳感器信息來對(duì)巷道的具體安全情況進(jìn)行分析，沒有代表性可言，因此，亟需融合同一監(jiān)測(cè)因素的傳感器信息，這樣就可以獲取單一因素監(jiān)測(cè)信。需要指出的是，很多客觀存在的因素都能對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成負(fù)面影響，倘若監(jiān)測(cè)信息比較單一，則安全表述就會(huì)受限，不太全面，不僅如此，數(shù)據(jù)在經(jīng)過一級(jí)融合后，仍舊會(huì)有很多問題，最常見的就是系統(tǒng)偏差、環(huán)境噪聲等，基于此，就必須通過二級(jí)融合來分析一級(jí)融合信息，把措施的信息剔除，保證得到的科學(xué)的決策結(jié)果。
3建立信息化煤礦安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)
作為煤礦安全管理不可或缺的一部分，煤礦安全評(píng)價(jià)是確保其穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，建立安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)能夠?qū)γ旱V安全生產(chǎn)做出科學(xué)決策。要想構(gòu)建信息化煤礦安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)，最基本的條件就是要得到煤礦真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境信息，同時(shí)實(shí)施有效的傳輸監(jiān)測(cè)信息。安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)把全部傳感器看作單個(gè)評(píng)價(jià)個(gè)體，因此，能夠把具有相同類型因素特征的傳感器當(dāng)作一類，作為同一現(xiàn)象，或者是相同物理量。詳見圖1。安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)是以高速煤炭工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為傳輸通道，實(shí)時(shí)傳輸煤礦生產(chǎn)環(huán)境中生產(chǎn)集控裝置監(jiān)測(cè)細(xì)膩以及安全傳感器監(jiān)測(cè)信息，建立以大數(shù)據(jù)平臺(tái)的礦用空間數(shù)據(jù)庫以及礦用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫，這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫主要從來存儲(chǔ)信息，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫臨時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，而空間數(shù)據(jù)庫則存儲(chǔ)已有的安全信息，這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫是整個(gè)信息化煤礦安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源。
3.1一級(jí)融合
首先，數(shù)據(jù)級(jí)別融合。對(duì)具有相同物理量的傳感器采集的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，通過分析數(shù)據(jù)庫之前存儲(chǔ)的信息，然后來識(shí)別數(shù)據(jù)真假與否，接著統(tǒng)一把無效的數(shù)據(jù)去除，為下一步融合做好鋪墊。此次融合能夠消除數(shù)據(jù)丟失，保證信息量完整，但比較顯著的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量太大，通過評(píng)價(jià)體系，數(shù)據(jù)級(jí)融合有了更合適的平臺(tái)。第二，特征級(jí)融合。針對(duì)同一物理量傳感器信息表現(xiàn)的特征信息，來進(jìn)行提取融合，目的就是壓縮數(shù)據(jù)量，對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的特征向量進(jìn)行獲取，主要是由目標(biāo)特征融合以及狀態(tài)信息融合兩部分組成。融合結(jié)果可以作為初期評(píng)價(jià)時(shí)的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)，通過該種方式初步分析煤礦生產(chǎn)的某一安全因素。上述提及的兩種融合，都?xì)w為一級(jí)融合，主要作用就是融合信息數(shù)據(jù)，然后通過各種方法來設(shè)定傳感器的監(jiān)測(cè)閾值，常用的方法有加權(quán)法結(jié)合，統(tǒng)計(jì)分析法等，對(duì)于傳感器發(fā)出的數(shù)據(jù)記錄偏差、故障信息進(jìn)行剔除，確保數(shù)據(jù)的宏觀性和準(zhǔn)確性，這樣才能有效融合同一因素監(jiān)測(cè)的結(jié)果數(shù)據(jù)。
3.2決策級(jí)融合
通過對(duì)一級(jí)融合具體情況進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，煤礦安全評(píng)價(jià)體系建立了同一物理量判斷結(jié)果，由此一來，就更能保證獲取的礦井環(huán)境信息更加準(zhǔn)確，需要綜合分析所有能夠?qū)γ旱V安全生產(chǎn)產(chǎn)生影響的因素，這就是決策級(jí)融合，這里主要是通過D-S證據(jù)理論的決策級(jí)融合方法來融合證據(jù)值。即在初步判斷結(jié)果的基礎(chǔ)上，首先，建立混淆矩陣，選定不同因素的預(yù)警判斷標(biāo)準(zhǔn)，接著通過該方法建立BPA證據(jù)庫，針對(duì)混淆矩陣回饋的標(biāo)準(zhǔn)值，然后選擇正確的BPA證據(jù)值，其次，通過D-S證據(jù)理論融合證據(jù)值獲取煤礦安全的概率值，最后，客觀判定狀態(tài)信度，以最大值來體現(xiàn)礦井安全水平通過狀態(tài)。根據(jù)融合的結(jié)果，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)有的信息，構(gòu)建安全評(píng)價(jià)和決策分析體系，為使評(píng)價(jià)結(jié)果更準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)融合時(shí)要引入煤礦管理因素和人為因素，然后確定因素權(quán)重，綜合分析融合的結(jié)果，同時(shí)切實(shí)結(jié)合礦井現(xiàn)有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在此條件下，通過專家分析法來對(duì)礦井監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析。
4結(jié)論
總體來說，煤礦安全生產(chǎn)是一項(xiàng)長(zhǎng)期且又十分艱巨的任務(wù)，需要堅(jiān)持不懈的努力，最有效的方法就是加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，構(gòu)建安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系、相關(guān)規(guī)章制度、安全生產(chǎn)管理機(jī)制，通過多形式來促進(jìn)全體員工安全意識(shí)和業(yè)務(wù)技能的提高，及時(shí)對(duì)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行排查和管控，通過多措并舉，為煤礦安全生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
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作者：劉巧彥 董富偉 單位：平頂山天安煤業(yè)股份有限公司八礦