淺析礦山安全避險“六大系統”建設

李黔峰

(五礦邯邢礦業有限公司)

淺析礦山安全避險“六大系統”建設

李黔峰

(五礦邯邢礦業有限公司)

介紹了礦山安全避險“六大系統”對提高礦山本質安全的作用及與數字礦山建設的關系，分析了我國非煤數字礦山“六大系統”建設中存在的設計、線路、設備等問題，并對“六大系統”運營和管理及如何發揮“六大系統”的最大效能提出了有效的措施，并指出實現各系統的數據集成和聯動、同一集團所屬礦山“六大系統”的聯網是充分發揮平臺價值的重要保障。

六大系統 數字礦山 礦山安全 數字化

2010年7月19日，《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》[國發(2010)23號]下發，要求煤礦和非煤礦山在3年內完成“六大系統”安裝，否則暫扣安全生產許可證；隨后，國家安全生產監督管理總局出臺了《金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統”安裝使用和監督檢查暫行規定》[安監總管(2010)168號]。根據文件精神，“六大系統”建設成為了非煤地下礦山企業的重要工作。目前，我國在生產的井下非煤礦山基本上都建立了安全避險“六大系統”[1-3]。但調研結果發現，“六大系統”的應用在一定程度上提高了礦山企業的安全保障水平，但也暴露出了系統設計不合理、穩定性差、布線復雜、擴展兼容性差及管理不到位、企業信息化人才匱乏、維護困難等問題。如何保持“六大系統”正常運轉、充分發揮 “六大系統”的作用已成為“后六大系統”時期國內地下礦山面臨的一個安全保障新課題。

1 六大系統與礦山本質安全

礦山安全避險“六大系統”包括監測監控系統、人員定位系統、通信聯絡系統、壓風自救系統、供水施救系統和緊急避險系統，各子系統均與礦山安全緊密相關。其中壓風自救、供水施救和緊急避險三大系統主要側重于事后救援，是為出現險情后給滯留于井下的人員提供一個安全的生存場所和基本的生存條件，有利于災害救援，這三大系統的建設基本屬于硬件設備的范疇；通信聯絡、人員定位、監測監控系統則主要側重于事前的預防和預警，同時也作為事后救援的重要輔助手段和工具。

“六大系統”的建設和完善，對促進礦山安全生產形勢持續好轉具有重大意義，也是落實科學發展觀、堅持以人為本的客觀要求。礦山安全生產必須堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針。安全避險“六大系統”構建了以事前災害預防為主的“防災”，以事故發生過程中人員自救、避險為主的“避災”和以事后應急救援為主的“減災”全過程礦山井下安全保障體系，將信息化、數字化手段用于傳統的礦山安全管理中，提升了礦山本質安全水平。

2 六大系統與數字礦山建設

安全避險“六大系統”建設是礦山信息化、數字化建設的過程，是數字礦山建設的一部分。因此“六大系統”應納入整個礦山數字化建設的規劃框架中來，避免出現重復建設、資源浪費及信息孤島等現象。

我國許多礦山數字化建設缺乏系統布局，各子系統數字化建設相互獨立，表現出系統繁多、維護管理孤立和數據結構各異、無法共享及信息孤島現象嚴重等特點。作為數字礦山建設一部分的安全避險“六大系統”在許多礦山中也是作為單一的系統建設，建設時沒有考慮礦山整體數字化建設的布局。因此，已建立“六大系統”的礦山在今后的數字化建設過程中，需建立統一而規范的信息化集成平臺，整合已建的硬件、軟件和網絡平臺，實現安全生產和管理的標準化、信息化，以數字化、自動化、三維可視化、智能化為基礎，真正實現管控一體，消除管控狹縫，也是“后六大系統”時代數字礦山建設的發展趨勢。新建礦山在規劃“六大系統”建設時，需從全局的角度考慮整個礦山數字化建設的布局，應考慮系統的兼容性、平臺的共用性，避免重復投資和資源浪費。系統的兼容性包括數據庫兼容和硬件接口的兼容，平臺的共用性包括硬件平臺和軟件平臺的共用。其中硬件平臺兼容是指網絡平臺兼容，統一的數據傳輸網絡，實現多源數據融合；服務器兼容，采用統一的后臺存儲及顯示服務，或采用分布式數據庫，實現多系統的平臺共用；建立統一的礦山綜合數字信息軟件平臺，統一權限管理，根據角色分配權限。最終使“六大系統”成為數字礦山的一個有機組成部分，充分發揮和挖掘資源和信息的共享價值，促進礦山安全保障和數字化水平的提高。

3 系統存在問題

通過實地調研國內多家有色、黑色礦山后發現，“六大系統”的建設對礦山安全管理水平的提高起到了一定的促進作用，提高了礦山的本質安全程度，但許多礦山“六大系統”建設和運行中不太理想，存在以下普遍問題。

3.1 設計問題

安全避險“六大系統”是數字礦山的有機組成部分，但許多礦山“六大系統”建設沒有結合礦山和上級集團公司信息化、數字化建設的整體布局，集成商雜而不專，系統前瞻性不強，導致系統設計整體缺乏合理性、經濟性、實用性及可擴充性。具體表現為：

(1)“六大系統”規劃時沒有考慮礦山整體數字化建設的布局。各系統集成商采用的技術標準、數據庫標準、接口規范等不一致，不利于以后六大系統的聯網。

(2)井下網絡結構不夠精簡，人員定位系統、通信聯絡系統及監測監控系統三大系統多單獨布線，線路復雜，維護不方便。

(3)有毒有害氣體在線監測非標準強制性要求，并未結合礦山實際情況和維護能力，也未考慮在線監測和便攜式監測哪種方式更適合。

(4)地面調度中心設計時，避雷措施設計不到位，雷擊高發區礦山設備經常因雷擊而損壞。

3.2 線路問題

系統安裝時，沒有嚴格按照《金屬非金屬礦山安全規程》規定施工，導致線路存在安全隱患，具體表現為：

(1)系統中的三大弱電系統布線時，強電線路與弱電線路在一起布線，不僅存在安全隱患，還影響數據傳輸的可靠性。

(2)系統設備取電方式未充分考慮井下供電電壓波動及電源設備的容差范圍，容易損壞設備電源。

(3)布線時線路標示卡缺少或不符合要求，設備標示卡缺少或標注不清楚，造成線路或設備維護困難。

3.3 設備問題

系統井下關建設備包含環網交換機、人員定位基站、標識卡、傳感器基站及傳感器等。通過調研發現，許多礦山采用了非礦安設備，集成商及設備供應商多而雜，質量及售后維護得不到保障。系統建成后，礦山沒有對設備進行備品備件的及時補充和定期維護，具體表現為：①人員定位卡漏讀問題出現較多；②大多數礦山的在線傳感器安裝后沒有校正，不能反映實際值；③設備備用電源質量達不到備用2 h的規范要求；④設備電源對井下電壓波動較大的情況適應性差；⑤壓風自救、供水施救系統除專用裝置外，其他水閥、氣閥銹蝕嚴重，不能靈活開啟。

3.4 操作及日常維護問題

規范系統日常操作、注重系統維護是保證其正常運行的重要手段。調研發現并非所有礦山都認識到安全避險“六大系統”對安全生產的重要性，并未嚴格按照建設之初的設計進行管理運營，許多管理工作流于形式?！爸亟ㄔO、輕維護”現象使不少系統處于廢棄邊緣，具體表現為：①礦山雖制定了安全避險“六大系統”管理制度及操作規程匯編，但工作人員并未完全對照管理制度和操作規程進行管理；②系統運行日志填寫大多流于形式，沒有完全反映系統實際運行狀況；③大部分礦山沒有對系統做定期巡檢，系統數據沒有定期保存，傳感器沒有定期校正；④生產系統延伸或變化后，六大系統沒有及時延伸和跟進；⑤均未建立井下主要設備臺賬信息，不利于日常維護及巡檢；⑥缺少對系統使用及故障維修的培訓工作，系統維護人員對設計文件學習不夠，對系統所出現的報警信息不能正確理解并進行及時處理；⑦礦山專業維護人員少，造成系統維護困難。

調研、分析認為，日常的運營管理是六大系統保持正常運行的關鍵，其問題約占總問題的50%，其次是系統設計和設備本身問題，約40%，綜合布線方式對系統運行也存在一定的影響，約占10%。

4 六大系統的維護和管理

(1)提高認識，健全制度。礦山各層人員需正確認識建設“六大系統”對提高礦山本質安全的重要性以及對促進礦山整體數字化建設的重要作用。站在礦山整體數字化建設的高度，統一規劃礦山數字化和“六大系統”建設。不能僅將其視為應付安監檢查的一個“陳列觀光品”，流于形式，或“重建設、輕維護”。應制定切實可行、落實到人的“六大系統”維護制度；根據礦山生產計劃，制定延伸計劃及方案，劃撥專項維護和擴展資金；建立、健全管理制度、崗位職責、操作規程，并嚴格執行；相關負責人需將運行維護情況作為周工作例會的必檢工作之一；主管安全的部門或信息中心需安排專人負責“六大系統”的維護，加強日常維護與定期巡檢；“六大系統”運營應作為有關部門的月度考核任務之一；礦山需從人力、物力、財力及制度四個方面確?！傲笙到y”的正常運營。

(2)健全臺賬，加強演練。日常維護時，應建立詳細設備臺賬(包含型號、廠家、安裝、維修或更換日期，安放位置、維修記錄等)，做好巡檢工作；建立井下關鍵基站標示卡，做好信息備注；礦山需結合“六大系統”的使用，開展相關的防災、減災演練。

(3)深化培訓，落實要求。應加強礦山安環部門與系統集成方聯系，切實要求系統集成商做好系統使用和維護的培訓工作，加強礦山技術人員培訓的深度和力度，培訓內容應包括系統原理、系統構架、系統布線方式、軟件系統使用、硬件系統組成、軟硬件系統維護等方面；熟悉報警值設定及辨識；熟悉和掌握傳感器校正方法，并可將人員定位系統和礦山考勤工作結合起來，杜絕不帶定位卡的現象；下井時嚴格要求攜帶便攜式自救器。

(4)注重設備日常維護，解決影響系統運行的關鍵問題。設備方面，應定期調校和維護傳感器，取消不必要的在線傳感器點位，備足傳感器備件；井下長期未啟用設備，應及時拆卸到地表進行保存，避免環境變化損壞設備；備品備件需作為礦山的安措費用一部分，嚴格按規范要求備足；針對影響設備穩定運行的電源問題，應結合礦山井下供電情況和設備對電壓波動的適應情況，確定是否在井下敷設“六大系統”專用電源，或要求系統集成商完善設備電源。

(5)重視變更，完善資料。資料的完整對系統的維護非常重要，設計時，應隨著生產系統的延伸，專門組織“六大系統”的延伸設計和調整，并保存相關設計和變更資料；系統實施時，不僅要重視設計資料的完整性，還需重視竣工圖紙及材料的編制，使資料能切實反映系統實際實施情況，便于系統后續維護和更新。

5 發揮六大系統的最大效能

礦山應充分利用目前“六大系統”的平臺，結合其建設，發揮平臺優勢，搭建礦山綜合數字信息網，與礦山安全管理、自動控制、智能調度等系統融合，促進數字礦山的建設。上級監管部門或企業集團可逐步實現下屬企業的“六大系統”聯網，在此基礎上，建設礦山安全管理遠程監管平臺，發揮平臺的最大效能。

(1)將“六大系統”建設和使用納入到礦山整體數字化建設的框架和過程中?！傲笙到y”中的三大弱電系統，即監測監控系統、通信聯絡系統和人員定位系統充分體現了數字技術、信息技術在礦山中的應用，因此“六大系統”應納入到整個礦山的數字化建設中來。從數字礦山的整體規劃、建設步驟、功能劃分到系統架構設計、數據庫設計、設備采購、綜合布線、調度顯示等方面需考慮礦山目前數字化、信息化建設的現狀及今后礦山數字化建設的規劃和整體布局。系統考慮平臺共用、資源互補、數據共享等，發揮資源的最大效益，避免數據孤島、條塊分割現象。比如網絡布線，“六大系統”建設的帶寬和系統數據結構設計方面可與其他自動化系統如水泵自動開停、提升機控制、風機自動開停等綜合考慮，在后臺建設方面亦可留有接口。這樣在以后數字化系統實施時，就不需重新布線、投資。在平臺共用、數據融合等方面，“六大系統”也可融入到礦山整體的數字化建設中去，從而發揮資金的最大效益和系統的最大效能。

(2)加強“六大系統”的應用，將其作為日常安全生產管理的輔助手段之一?！傲笙到y”中的三大弱電系統與礦山日常的安全管理或生產作業息息相關，其他三大系統基本上是作為災害發生和救援時的安全系統發揮作用。通信聯絡系統是礦山安全生產的必備工具，監測監控系統在礦山日常生產時也可發揮重要作用，比如監控馬頭門處的人員上下、關鍵崗位的人員以及用于礦山削峰填谷電力調度等監控。人員定位系統還和礦山日?？记谙到y相結合，用于礦山的績效考核。因此，將“六大系統”融入到礦山的日常安全生產管理中來，有利于系統的長久運行和效能的充分發揮。

(3)優化系統架構，發揮平臺潛力。許多礦山建設的“六大系統”，三大弱電系統相互獨立，沒有實現各系統的數據集成和聯動。今后在六大系統建設或系統升級時，應加強系統的數據集成、優化、功能整合及拓展，實現數據的統一傳輸和管理。上級管理部門可在規范數據接口、數據結構等基礎上，實現下屬企業或監管企業的“六大系統”聯網，實現礦山安全管理的遠程監管，并采用大數據技術、數據挖掘技術，實現數據的增值應用，輔助礦山生產經營決策，發揮平臺潛力，挖掘潛在價值。

6 結 語

“六大系統”建設對礦山本質安全提升有促進作用，也是國家有關規程規范的要求。礦山要將“六大系統”的建設融入到礦山整體數字化建設中來，加強日常維護和管理力度，將“六大系統”與礦山的日常安全生產管理緊密結合，促進礦山的本質安全，上級監管部門或企業集團通過“六大系統”的聯網，實現安全管理的遠程監管，擴展系統功能，發揮平臺潛力，挖掘系統潛在價值，更好地為礦山安全生產和安全監管服務。

[1] 毛衛旭.金屬非金屬地下礦山推行六大系統建設的體會與思考[J].管理錦囊，2013 (6)：67-68.

[2] 楊通祿，高艷芬，賈明濤，等.論礦山安全避險“六大系統”在安全生產中的作用[J].采礦技術，2013 (3) ：35-38.

[3] 吳立新，古德生.數字礦山技術[M].長沙：中南大學出版社，2006.

2016-10-17)

李黔峰(1966—)男，工程師，056002 河北省邯鄲市叢臺區朝陽路88號。