論智能化視野下煤礦“一通三防”危險(xiǎn)源技術(shù)分析及預(yù)控

王航

摘要：煤礦在國家能源構(gòu)架中屬于重要支柱之一，為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)注入了持久的動力。而隨著煤礦技術(shù)理念和設(shè)備的更新，其生產(chǎn)安全性逐年提升，但由于煤礦開采本身具有很多不可控因素，加大了開采難度。因此，需以新視角看待煤礦“一通三防”危險(xiǎn)源，并以現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行預(yù)控，從而提升煤礦開采的安全性，于此，以“一通三防”技術(shù)控制預(yù)防為主，在分析低瓦斯煤礦危險(xiǎn)源基礎(chǔ)上，探究智能化視野下，低瓦斯煤礦危險(xiǎn)預(yù)控技術(shù)措施，望對相關(guān)人員在該領(lǐng)域工作和學(xué)習(xí)有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：低瓦斯煤礦；智能化；危險(xiǎn)源；預(yù)控技術(shù)

煤礦“一通三防”技術(shù)的應(yīng)用，關(guān)系煤礦開采的安全性和穩(wěn)定性，關(guān)乎煤礦作業(yè)人員的生命安全和身體健康，因此需要對其予以特別重視，要理清各個(gè)危險(xiǎn)源之間的聯(lián)系，并深入分析其中涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，提出更加智能化的“一通三防”日常管控技術(shù)措施，從而推動煤礦“一通三防”技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1.煤礦“一通三防”技術(shù)應(yīng)用的意義和低瓦斯危險(xiǎn)源分析

煤礦“一通三防”技術(shù)包含：礦井通風(fēng)、防止火災(zāi)、防止煤塵、防治瓦斯，其通過建立穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)，保證礦井空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，比如將礦井內(nèi)的CO控制在0.0024%濃度以下，NH3控制在0.004%濃度以下等[1]。由此，“一通三防”相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用有其現(xiàn)實(shí)意義，具體而言：首先，能降低礦井危害氣體成分，保障作業(yè)工人的身體健康；其次，能有效提升礦井作業(yè)的安全性，降低事故發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、安全作業(yè)，從而提升其效益的外向輸出；最后，有利于生產(chǎn)單位采煤任務(wù)的圓滿實(shí)現(xiàn)，從而帶動相關(guān)行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，有良好的社會效益。

2.論智能化視野下煤礦“一通三防”工作技術(shù)分析

在現(xiàn)代技術(shù)支撐下，煤礦“一通三防”技術(shù)開始進(jìn)入智能化階段，為煤礦開采的現(xiàn)代化發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，開啟了煤礦發(fā)展的新階段[2]。從智能角度看，煤礦“一通三防”技術(shù)可以從宏觀和微觀兩個(gè)維度進(jìn)行，具體而言：

2.1從宏觀視野切入

宏觀角度主要是指不同的工作崗位：首先，放炮員。①危險(xiǎn)源，放炮周圍環(huán)境的影響。預(yù)控措施，利用智能探頭或先進(jìn)設(shè)備檢測放炮環(huán)境是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，比如活矸危巖是否安全、5m工作環(huán)境范圍間頂幫支護(hù)是否存在安全隱患等；②危險(xiǎn)源，爆炸材料運(yùn)輸過程缺乏安全性。預(yù)控措施，a要以防靜電、防震、防碰撞阻燃塑料容器運(yùn)送。b要在監(jiān)護(hù)人員協(xié)同下，嚴(yán)格按照規(guī)定運(yùn)輸；③危險(xiǎn)源，在電器設(shè)備附近放置爆炸材料。預(yù)控措施，a在重要電器設(shè)備附近安全智能預(yù)警識別系統(tǒng)，并設(shè)定識別對象和識別范圍，以及時(shí)提醒相關(guān)人員排除危險(xiǎn)。b在電子設(shè)備附近安全視頻監(jiān)控探頭，通過監(jiān)控人員進(jìn)行提前預(yù)警。c設(shè)定規(guī)定防止地點(diǎn)，并要求相關(guān)人員嚴(yán)格執(zhí)行；④危險(xiǎn)源，爆破范圍內(nèi)煤、矸未進(jìn)行規(guī)范清理。預(yù)控措施，a利用智能測量設(shè)備，以爆炸為中心，檢測水平20m范圍內(nèi)煤、矸障礙物，同時(shí)利用智能激光測量設(shè)備，測量巷道斷面，待其數(shù)值為2/3以上，便能解除危險(xiǎn)源[3]；⑤危險(xiǎn)源，瓦斯?jié)舛瘸^1.0%標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)控措施，①在爆破前，以作業(yè)點(diǎn)為中心，以20m為界限。利用瓦斯智能檢測設(shè)備，檢測瓦斯?jié)舛取Ｈ魴z測數(shù)據(jù)達(dá)到低于1.0%，則能進(jìn)行爆破。若超過該數(shù)值，可在礦井通風(fēng)技術(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)定智能風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn)，然后開啟通風(fēng)系統(tǒng)，降低瓦斯?jié)舛取?/p>

其次，瓦檢員。①危險(xiǎn)源，礦井中危險(xiǎn)氣體超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，如硫化氫、一氧化碳、二氧化碳、瓦斯等[4]。預(yù)控措施，a開發(fā)智能探頭，將其連接到預(yù)警系統(tǒng)中，并設(shè)立不同預(yù)警區(qū)間，對涉及的區(qū)域進(jìn)行有害氣體預(yù)警，技術(shù)人員通過系統(tǒng)預(yù)警提前處理并匯報(bào)氣體濃度情況。b依據(jù)礦井作業(yè)規(guī)律，合理設(shè)置巡回檢查機(jī)制，以提升巡回檢查效果；②危險(xiǎn)源，瓦斯排放措施不嚴(yán)謹(jǐn)。預(yù)控措施，a依據(jù)數(shù)據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定智能排放預(yù)警機(jī)制，利用機(jī)械預(yù)警提醒作業(yè)人員，規(guī)范瓦斯排放。b設(shè)置智能排放措施，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行合理控制，排放時(shí)由外向里逐步推進(jìn)，一次完成，嚴(yán)禁“一風(fēng)吹”。c控制風(fēng)量：在對接風(fēng)筒時(shí)，必須全部進(jìn)行對接，具體由負(fù)責(zé)風(fēng)筒前后10m的瓦檢員及回風(fēng)流中的瓦檢員通過瓦斯檢測，共同下令增大或縮小對接程度。d必須保證風(fēng)筒正前10m范圍內(nèi)及全風(fēng)壓風(fēng)流中瓦斯?jié)舛刃∮?%，CO2濃度小于1.5%，否則減小對接程度。③危險(xiǎn)源，風(fēng)筒故障問題，如嚴(yán)重漏風(fēng)或迎頭超過10m。預(yù)控措施，a設(shè)定周期性檢查表，并在此基礎(chǔ)上設(shè)定的智能提醒模式，對風(fēng)筒進(jìn)行周期性檢查，在檢查結(jié)果基礎(chǔ)進(jìn)行修補(bǔ)或續(xù)接；④危險(xiǎn)源，交班流程不規(guī)范。預(yù)控措施，a設(shè)定信息化記錄方式，將工作內(nèi)容具體記載到控制系統(tǒng)中，防止漏交、少交等情況出現(xiàn)。b嚴(yán)格要求相關(guān)人員按照現(xiàn)場交班方式進(jìn)行工作交接；⑤危險(xiǎn)源，在延長風(fēng)筒作業(yè)活動中，相關(guān)技術(shù)人員未著安全保險(xiǎn)。預(yù)控措施，利用智能設(shè)備對技術(shù)人員進(jìn)行作業(yè)前培訓(xùn)，強(qiáng)化其安全意識，并通過遠(yuǎn)程指導(dǎo)方式，對技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交互，以提升作業(yè)安全性和規(guī)范性；⑥危險(xiǎn)源，未依據(jù)瓦斯等有害氣體規(guī)范進(jìn)行檢查，出現(xiàn)假檢或漏檢等問題。預(yù)控措施，a以區(qū)域?yàn)閱挝?，設(shè)定區(qū)域間的檢查內(nèi)容和指標(biāo)，并設(shè)定智能檢查簽到設(shè)備，如檢查人員開啟檢查模式后，若其未完全完成區(qū)域檢查內(nèi)容并上報(bào)，在離開區(qū)域時(shí)就會對檢測人員進(jìn)行預(yù)警。b利用單位遠(yuǎn)程培訓(xùn)技術(shù)，強(qiáng)化作業(yè)人員檢測意識和行為；⑦危險(xiǎn)源，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)異常問題，如沒有發(fā)揮作用。預(yù)控措施，a建立瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)智能預(yù)警機(jī)制，預(yù)警瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。b強(qiáng)化瓦斯檢測系統(tǒng)的人力巡查，巡查關(guān)鍵區(qū)域和儀器設(shè)備。

其三、防塵工。①危險(xiǎn)源，未及時(shí)清理煤塵，導(dǎo)致堆積過多。預(yù)控措施，a依據(jù)區(qū)域作業(yè)特性，制訂系統(tǒng)沖洗周期，在將其錄入到智能設(shè)備中的同時(shí)，設(shè)定喚醒模式，周期性提醒作業(yè)人員進(jìn)行防塵作業(yè)，以保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行[5]。b利用周期性培訓(xùn)活動，強(qiáng)化防塵工作業(yè)技能和行為意識；②危險(xiǎn)源，登高作業(yè)安全設(shè)備不齊全。預(yù)控措施，a利用監(jiān)控探頭對登高作業(yè)進(jìn)行智能監(jiān)控，在圖像對比基礎(chǔ)上，若作業(yè)人員未著安全保險(xiǎn)帶，則會智能預(yù)警，讓作業(yè)人員停止作業(yè)。b強(qiáng)化作業(yè)人員登高作業(yè)安全意識；③危險(xiǎn)源，U形卡或高壓管松動。預(yù)控措施，a利用高清移動攝像頭對此類設(shè)備進(jìn)行智能抓拍，技術(shù)人員在對比基礎(chǔ)上，告知防塵工進(jìn)行維護(hù)。b在巡查或作業(yè)過程中，提前檢查此類配件。

其四，工程工。①危險(xiǎn)源，施工拆除密閉等設(shè)施時(shí)有害氣體超限。預(yù)控措施，a利用智能檢查設(shè)備，現(xiàn)行檢查設(shè)為危險(xiǎn)氣體狀態(tài)。b優(yōu)化拆除程序，或?qū)δ承┪ｋU(xiǎn)不易檢測設(shè)施，以智能機(jī)械操作進(jìn)行；②危險(xiǎn)源，施工閉墻時(shí)未把金屬物件斷開。預(yù)控措施，a設(shè)動斷開報(bào)警機(jī)制，若為將金屬物件斷開，則會對作業(yè)人員預(yù)警。b強(qiáng)化作業(yè)人員作業(yè)意識，提前斷開道軌及管路；③危險(xiǎn)源，閉墻施工質(zhì)量差。預(yù)控措施，a施工過程中，嚴(yán)格施工標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格作業(yè)流程，提升作業(yè)施工效果。b閉墻施工完成后密閉性檢查，利用透氣設(shè)備對墻體進(jìn)行檢查，檢測器漏氣情況。

其五，火藥庫管理員。①危險(xiǎn)源爆炸材料庫的儲存量超過規(guī)定。預(yù)控措施：a爆炸材料庫的最大儲存量，不得超過礦井3天的炸藥需要量和10天的電雷管需要量。b利用智能設(shè)備詳細(xì)記載爆炸物進(jìn)出情況，并將3天和10天作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。②危險(xiǎn)源，炸藥和雷管未分開儲存。預(yù)控措施，a可設(shè)定二維碼識別系統(tǒng)，利用二維碼進(jìn)行快速區(qū)分和識別，提升進(jìn)出庫效率。b設(shè)定分裝儲存設(shè)備；③危險(xiǎn)源，作業(yè)人員攜帶礦燈進(jìn)入井下爆炸材料庫房內(nèi)。預(yù)控措施，任何人員不得攜帶礦燈進(jìn)入井下爆炸材料庫房內(nèi)。庫內(nèi)照明設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，在庫房管理人員的監(jiān)護(hù)下檢修人員可使用帶絕緣套的礦燈進(jìn)入庫內(nèi)工作；④危險(xiǎn)源：電雷管發(fā)放前未使用電雷管檢測儀做全電阻檢查。預(yù)控措施：電雷管在發(fā)給放炮員前，必須用電雷管檢測儀逐個(gè)做全電阻檢查，并將腳線扭結(jié)成短路。嚴(yán)禁發(fā)放電阻不合格的電雷管；⑤危險(xiǎn)源：運(yùn)送爆炸材料時(shí)不遵守規(guī)定。預(yù)控措施：a炸藥和電雷管不得在同一列車內(nèi)運(yùn)輸。如用同一列車運(yùn)輸，裝有炸藥與裝有電雷管的車輛之間，以及裝有炸藥或電雷管的車輛與機(jī)車之間，必須用空車分別隔開，隔開長度不得小于3m；b硝化甘油類炸藥和電雷管必須裝在專用的、帶蓋的有木質(zhì)隔板的車廂內(nèi)，車廂內(nèi)部應(yīng)鋪有膠皮或麻袋等軟質(zhì)墊層，并只準(zhǔn)放1層爆炸材料箱。其它類炸藥箱可以裝在礦車內(nèi)，但堆放高度不得超過礦車上緣；c爆炸材料必須由井下爆炸材料庫負(fù)責(zé)人或經(jīng)過專門訓(xùn)練的專人護(hù)送。跟車人員、護(hù)送人員和裝卸人員應(yīng)坐在尾車內(nèi)，嚴(yán)禁其他人員乘車；d列車的行駛速度不得超過2m/s；e裝有爆炸材料的列車不得同時(shí)運(yùn)送其他物品和工具；f嚴(yán)禁用刮板輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等運(yùn)輸爆炸材料。

2.2微觀層面

預(yù)控措施主要是在現(xiàn)有智能技術(shù)基礎(chǔ)上，搭建“人+智能”一體化技術(shù)管理模式，兩者模式相互配合，提升預(yù)控措施的有效性。具體而言：首先，危險(xiǎn)源的識別。在區(qū)間內(nèi)布置微型探頭、高清攝像頭、感應(yīng)器等（比如膠帶輸送機(jī)智能探測機(jī)器人、變電所智能巡檢機(jī)器人等），在相關(guān)人員數(shù)據(jù)匯總基礎(chǔ)上，將匯總數(shù)據(jù)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行挖掘式分析，一是進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，即將超標(biāo)數(shù)據(jù)上傳對技術(shù)人員進(jìn)行預(yù)警；二是對礦井內(nèi)作業(yè)規(guī)律進(jìn)行數(shù)據(jù)性分析，以得出危險(xiǎn)源規(guī)律，然后進(jìn)行超前提醒；其次，依托智能遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)，指導(dǎo)礦井崗位或技術(shù)作業(yè)人員處理異常問題、超常規(guī)問題，以降低危險(xiǎn)發(fā)生概率；最后，利用智能監(jiān)控視頻，規(guī)范作業(yè)人員規(guī)范作業(yè)，合理作業(yè)等。

3.結(jié)語

綜上，智能化設(shè)備、系統(tǒng)在我國煤礦作業(yè)過程中“一通三防”危險(xiǎn)源的識別與技術(shù)控制，對現(xiàn)場安全生產(chǎn)有著十分顯著的促進(jìn)與保障作用，相關(guān)作業(yè)人員必須對其重視，理清自身崗位危險(xiǎn)源和涉及的因素，清晰識別其中關(guān)鍵點(diǎn)，并超前采取相關(guān)預(yù)控技術(shù)措施，以保障礦井的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

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