煤矿安全生产闭环管理方法与信息系统技术培训

1、煤矿安全生产闭环管理方法与信息系统郑州煤炭工业（集团）有限责任公司北京龙软科技发展有限公司北京大学地空学院（数字矿山联合实验室）二一一年七月汇报提纲项目背景 煤矿安全生产管理方法创新研究 煤矿安全生产闭环管理信息系统开发与应用 安全闭环管理系统设计与实现效果 （系统路演）项目解决的关键问题及创新点 一、项目研究背景 煤矿矿井是一个复杂系统，其关键作业场所是采掘工作面，井下采掘作业过程即是采掘空间向未明地质体不断拓展的过程，其特点是作业场所狭窄、“可视”范围小，同时受自然地质灾害的实时威胁，需掌控的信息多而又不易掌控，因而具有极高的风险性；安全管理难度极大，这也是煤矿事故多发的根本原因；上天不易

2、，入地亦难。（同是未知空间） 一、项目研究背景 实现煤矿安全管理的科学化、规范化，一直是业界同仁的不懈追求，郑煤集团也一直在努力探索；本项目由郑煤集团、北京龙软公司、北大遥感地信所合作完成；主要做了两方面工作：郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究；煤矿安全生产闭环管理信息系统开发应用。二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究1.煤矿安全生产隐患排查方法与制度创新2.基于重点管控原则的矿井采掘作业“三项评价”2.1采掘作业“三项评价”原理与步骤2.2采掘作业“三项评价”方法体系2.3采掘作业“三项评价”评审指标体系3.基于“三项评价”安全隐患闭环管理流程二、郑煤集团煤矿安全生产管理方

3、法优化和创新研究面临“两难”：开采难：郑州矿区构造形态特殊、地质及水文条件复杂、煤层变化大、瓦斯含量高，属典型的豫西“三软” 不稳定难采煤层，该煤层煤质松软易碎，呈粉末状，属极软煤层，煤层硬度f系数小于0.2，遇水泥化现象严重。煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩；煤层底板为泥岩及炭质泥岩，遇水膨胀；受滑动构造影响，为全层构造煤（糜棱煤），煤层致密，透气性极差。本区滑动构造发育，瓦斯含量高且情况复杂，是我国34个单一煤层煤与瓦斯突出最危险的矿区之一。 （国家能源局瓦斯抽采利用规划）二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究安全管理难：除了开采技术条件复杂之外，由于历史原因，郑州矿区浅部小煤矿星罗

4、棋布，是国内小煤矿分布较集中的矿区之一。按照河南省政府的统一部署，从2005年起，郑煤集团分期分批对国有骨干矿井周边地区的小煤矿进行了强力整合与兼并重组；目前，集团管理的矿井数量已经达到150多座。矿井数量多，管理难度大，如何提升数量众多的兼并重组小煤矿开采技术和安全管理水平，已经成为郑煤集团企业和谐发展面临的重大挑战。 二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究近年来，郑煤集团积极探索和开发有效的煤矿安全管理和事故预防技术方法；基于安全系统工程原理，实施以“事事有人管、管理靠闭环、闭环保安全”为特点的矿井安全生产信息闭环管理，实现了安全工作由被动检查型向超前防范型转变，增强安全管理的针对

5、性和系统性；安全生产信息闭环管理遵循以下原则：一是全面覆盖和系统闭合原则。创新安全生产隐患排方法和制度，力求隐患排查的全面覆盖；在预先评价的基础上，形成安全信息采集辨识重大隐患整改过程重点监控最终消除隐患的闭环系统； 二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究二是重点管控原则。煤矿矿井是一个复杂系统，其关键作业场所是采掘工作面，井下采掘作业过程即是采掘空间向未明地质体不断拓展的过程，其特点是作业场所狭窄、“可视”范围小，同时受自然地质灾害的实时威胁，具有极高的风险性；实现对采掘工作面的安全管控，对于预防事故、特别是防止重大事故发生具有关键意义；基于这一认识，郑煤集团安全闭环管理是以采掘工作

6、面“三项评价”为基础的；所谓“三项评价”，就是结合郑州矿区开采技术条件的特殊性，对郑煤集团所属矿井数百个井下采掘工作面的瓦斯、水害和顶板支护状态，定期进行的分析评价活动。（如何实现技术和管理的有机融合？）二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究煤矿安全生产隐患排查方法与制度创新 针对开采技术条件复杂，中小煤矿数量多、安全管理难度大的实际情况，郑煤集团公司除了严格执行煤矿安全生产相关法律法规、构建企业安全文化、强化职工队伍建设和班组安全网络建设以外，积极探索和开发有效的煤矿安全管理和事故预防技术方法；尤其在煤矿安全生产隐患排查方法与制度方面进行创新探索。二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化

7、和创新研究在总结国内外煤矿安全生产管理经验教训基础上，郑煤集团逐步推行和完善、形成了独具特色的全方位、立体化的煤矿安全生产隐患排查体系（图2-1），这一体系主要内容如下：2-1 煤矿安全生产隐患排查体系示意图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究1、各矿井正常生产活动中的隐患排查包括井下作业区队自查，瓦检员、安检员巡查，矿、生产科室专项检查和信息采集，井下作业人员报告等。2-1 煤矿安全生产隐患排查体系示意图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究2、集团公司层面的 隐患排查包括“周三通检日”等定期的排查和各种不定期的专项整治、专家会诊等活动。2-1 煤矿安全生产隐患排查体系示意

8、图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究3、采掘工作面“三项评价”主要由矿井（包括管理整合矿井的子、分公司）和集团公司三级工程技术人员和领导干部参与完成，每月评价一次。2-1 煤矿安全生产隐患排查体系示意图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究4、政府部门行政执法监察包括政府行业主管部门、煤监、安监机构组织的专项执法监察和专家诊断活动等。2-1 煤矿安全生产隐患排查体系示意图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究上述4个层次的隐患排查，其信息产生、归集、加工整理、传递和处理程式下表：安全生产隐患排查信息运行表排查层次隐患信息来源隐患信息载体归集、加工整理和传递处理政府部

9、门执法监察现场指令、执法监察通报会等检查笔录、专项检查通报、会诊报告等集团、矿安监部门和调度室集团和矿调度会、安全办公会采掘修 “三项评价”“三项评价”专题会议评价报告（隐患监控表）集团、矿安监部门和调度室集团和矿调度会、安全办公会集团公司层面的隐患排查现场指令、检查通报会等检查笔录、专项检查通报、会诊报告等集团、矿安监部门和调度室集团和矿调度会、安全办公会各矿井正常生产活动中的隐患排查现场指令、电话、区队班组会议等交接班、班组会议、验收等记录各矿采集中心矿调度会（每天）二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究重视和发挥安全生产检测检验在隐患排查中的作用安全生产检测检验作为安全生产的重要

10、技术支撑，在预防、控制矿山事故灾害中发挥着重要作用，这是世界发达国家实现矿山安全生产事故低发的成功经验之一。 随着矿井开采深度和强度的增加，多数矿井开采技术条件恶化，瓦斯、水害、冲击地压等灾害因素增多，安全管理难度不断加大；传统粗放的“敲帮问顶”式的安全管理方法和手段显然已经不能适应现时安全管理需要，以凭经验为主的安全管理方法正在向科学化、精细化的安全管理模式过渡。煤矿各环节和系统的安全运行，依赖和取决于诸如制动力、加速度、流量、灵敏度、响应时间、阻抗、燃点、破断力、瓦斯压力、含量等大量参数是否正常。 二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究重视和发挥安全生产检测检验在隐患排查中的作用这

11、就要求各煤炭企业特别是重点煤矿企业必须建立自己的科学实验体系（包括科技装备和技术队伍），使自己有能力以科学的手段准确获得上述各类测试数据，煤矿企业安全生产检测检验工作正是这种能力的具体体现，也是煤矿安全管理实现科学化和精细化的必备手段。郑煤集团已将检测检验机构纳入企业技术创新体系，作为安全生产科技支撑平台之一，按集团中心实验室进行管理，直接服务于安全生产 。二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究重视发挥安全生产检测检验在隐患排查中的作用煤矿安全生产检测检验煤矿安全仪器仪表（CH4、CO传感器等）检测检定煤矿在用固定设备（四大件）运行状态检测检验煤矿用入井器材（电缆、风筒、胶带等）入井前

12、再检测检测报告二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究基于重点管控原则的矿井采掘作业“三项评价” 统计分析表明，郑州矿区瓦斯、水害和顶板三类事故80%以上发生在采掘作业场所(采掘工作面)，因此，实现对采掘工作面的安全管控，对于预防事故、特别是防止重大事故发生具有关键意义；基于这一认识，在总结多年来安全生产管理经验与教训的基础上，郑煤集团提出了采掘工作面瓦斯、水害和顶板事故防治管理评价技术（即：“三项评价”，见下图），并建立了相应的制度。 二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究采掘工作面三项评价技术原理和步骤评价准备明确被评价对象范围（采掘面），收集工程和系统技术资料，了解工程设计

13、、地质测量、通风系统、开采技术条件等状况。根据评价和分析结果，高于标准值的风险要采取工程技术或组织管理措施，降低或控制风险。低于标准值的风险属于可接受或允许的风险，应建立监测系统，防止生产条件变化导致风险值增加。对不可排除的风险要采取防范措施。提出降低或控制风险的安全对策措施在危险、危害因素识别和分析的基础上，划分评价单元，选择合理的评价方法，对工程、系统发生事故的可能性和严重性进行定性、定量评价。实施评价根据被评价的工程、系统的情况，识别和分析危险、有害因素，确定危险、有害因素存在的部位，存在的方式，事故发生的原因和机制。危险、危害因素识别与分析二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究

14、采掘作业“三项评价”方法体系（企业标准） 评价人员准入管理（人员资质管理）评价考核和奖惩 评价监控管理 评价组织评价范围和方法二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究采掘作业“三项评价”评审指标体系设计为了保证“三项评价”的规范性、目的性、准确性和工作效率，郑煤集团公司采掘工作面三项评价标准设计了一整套包括31种标准表格的评审指标体系，并详细制订了相应的使用说明（见本节附表），同时对于局矿三级拟参加安全评价的人员进行宣贯和培训后，经过严格考试筛选，合格者授予资质方可成为评价技术人员参加“三项评价”。 序号项目评价内容及隐患辨识安全技术措施评价评价结果负责部门评价人1巷道参数巷道名称、巷道

15、掘进断面、支护形式、岩层层位、距煤层距离、水平标高、设计长度、已进长度2地质预报掘进头前方地质构造预测、地质构造、物探情况、接近煤层的岩巷必须采取超前钻探，钻探结果；煤层及顶底板厚度控制情况，钻探分析情况。3瓦斯地质瓦斯地质预测预报4通风系统掘进工作面必须实行独立通风，通风系统应该完善、稳定、可靠；矿井开拓新水平和准备新采区的回风是否引入总回风巷或主要回风巷；进风和回风是否经过采空区和冒顶区以及采取的措施；控制掘进工作面风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施是否可靠，回风侧不得设置调节设施。5局部通风掘进工作面的风机安装位置、风筒直径、供风量风机的选型、合理和符合规定，全风压供风量大于局部通风机的

16、实际吸入风量，巷道风速符合规定；不得使用3台以上（含3台）局部通风机向同一掘进工作面供风或1台局部通风机向2个作业的掘进工作面供风；实行双风机、双电源，有自动倒台和自动分风装置，局部通风机实行“三专两闭锁”；使用的风筒具有“MA”安全标志，且符合阻燃抗静电的要求。6瓦斯监测矿井安全监控系统配备齐全，运行可靠；掘进工作面甲烷传感器设置种类、数量、位置、报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围符合规定安全监测装置的安装、使用、调校、维护严格执行有关规定。；7机电管理设备电缆及小型电器必须具有“MA”安全标志；防爆电气设备入井前必须检查其防爆性能并签发合格证；消灭电气失爆；掘进工作面执行放炮停电制度；

17、供电设计资料齐全；瓦斯电、风电闭锁及断电范围符合要求。8通讯掘进工作面通讯系统是否按规定安设到位，是否与调度室直接联系主管部门意见签字评价结论安检部门意见签字总工程师表2-3 （ ）月份岩巷掘进工作面瓦斯防治评价表序号项目评价内容及隐患辨识安全技术措施评价评价结果负责部门评价人 1工作面通风条件（工作面开采方法、回采工艺、剩余走向长度、倾斜长度、煤层厚度、倾角、两巷及采区主要进回风巷支护形式、断面）；巷道断面符合作业规程和有关规定，满足工作面配风需要。2地质预报预测煤层厚度、地质构造、老巷、老空、应力集中区等3瓦斯地质预测瓦斯涌出量，高、突工作面编制瓦斯地质图4通风系统回采工作面实行独立通风，

18、通风系统简单、合理、稳定、可靠；风量配备符合规定；高、突面回风直接进入采区专用回风巷；控制工作面风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施符合标准；回风侧畅通,无控制或调节风量设施；工作面风流不经过采空区、冒落区。5抽放系统高、突矿井和低瓦斯矿井的高瓦斯区域建立可靠的瓦斯抽放系统，对工作面实行瓦斯抽放；抽放系统具有良好的气密性，且管路畅通；抽放管路吊挂符合规定,不得与电缆敷设在巷道同一侧；抽放工程（钻场、钻孔、抽放巷）接续正常，抽放量、抽放率符合规定，达到设计要求；实行分源分抽；实行抽放计量，其中钻孔抽放有单孔计量。6监测监控矿井监测监控系统稳定可靠； 工作面应按规定安设甲烷、风速、馈电、风门等各类传

19、感器，且灵敏可靠。甲烷传感器测量范围、报警、断电及复电浓度、断电范围等符合规定；安全监测装置的安装、使用、调校、维护符合有关规定；高、突面配专职瓦斯检查员。7防尘隔爆设施防尘供水管路的敷设、降尘设施的安装及隔爆设施的安装位置、数量、水量符合规定；实行煤体浅孔动压注水；坚持定期粉尘测量工作。8压风自救突出矿井的回采工作面，压风自救系统的管路规格、供风量、压力、供风质量及自救袋的位置、数量符合规定；按规定检查、维护。9机电管理设备、电缆及小型电器必须具有“MA”安全标志；防爆电气设备入井前必须检查其防爆性能并签发合格证；消灭电气失爆；供电设计资料齐全；放炮停电符合机电管理制度第114条规定；瓦斯电

20、闭锁及断电范围符合要求。10通讯设施通讯系统健全完善、使用正常；工作面通讯装置按规定安设到位，能与调度室直接联系；通讯设施为本质安全型。主管部门意见签字：评价结论：安检部门意见签字：总工程师：表2-5 （ ）月份回采工作面瓦斯防治评价表二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究基于“三项评价”技术的安全隐患闭环管理流程郑煤集团实行的安全隐患排查治理“四环五级”管理，就是四个环节五个级别的管理模式。四个环节: 安全隐患排查辨识、安全隐患筛选分级、安全隐患治理措施、安全隐患跟踪监控; 五个级别: 矿区队、矿业务部门、矿领导、集团公司业务部门和集团公司领导。二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究安全隐患排查辨识（隐患提报）安全隐患治理跟踪监控（管）安全隐患治理（整改）措施安全隐患筛选分级（按内容分解工作形成方案）安全隐患治理效果确认（并进行相关信息发布）郑煤集团安全生产隐患实时闭环管理流程示意图二、郑煤集团煤矿安全生产管理方法优化和创新研究初步构建了具有郑煤特色的安全生产隐患实时闭环管理流程系统模式（上图）这一过程前后首尾相接，从而实现对煤矿企业安全各主要工作环节的实时闭环式流程管理在流程驱动下，环