★王兴庭山西天地煤机装备有限公司

1　背景

为推进我国安全管理体系及能力现代化，习近平总书记提出“要适应科技信息化发展大势，以信息化推进应急管理现代化，提高监测预警能力、监管执法能力”。

山西是能源大省，历来重视安全监管信息化建设工作，2020年山西省人民政府办公厅就下发了《关于进一步加强安全生产监管能力建设的意见》（晋政办发〔2020〕107号），提出了“积极利用现代信息技术发展成果，建立覆盖全省各级、各部门、各类生产经营单位的安全生产管理、部门监管执法和综合监管信息平台，提高安全监管信息化科学化水平，实现‘智慧’监管”。我国《安全生产法》也对安全监管部门提出了信息化监管的要求，“通过推行网上安全信息采集、安全监管和监测预警，提升监管的精准化、智能化水平”。煤矿是我省工业经济的重要组成部分，构建集理论、方法、技术和装备于一体的煤矿安全双重预防系统是企业主要负责人的法律职责和任务，是保障安全生产的重要手段，也是遏制事故发生的重要举措。当前山西省安全生产形势不容乐观，涉危企业多，重大危险源分布广，企业安全管理水平相对落后，安全监管力量明显不足。因此，构建煤矿安全双重预防系统，是在贯彻国家政策的要求，也是在极大地满足煤矿安全生产的要求。

2　煤矿安全双重预防系统建设

2.1　系统目标

煤矿是山西省工业生产的重要组成部分，占全国产量的1/4，因其生产过程的高危险性和复杂性引起了社会广泛关注。在这种情况下，为满足政府单位及各大煤企公司安全部门的监管需求，同时为保障煤矿生产安全稳定进行，构建煤矿安全双重预防系统势在必行。

煤矿安全双重预防系统针对当前安全生产事故突出的问题，强调安全生产的关口前移，从传统的隐患排查环节提前至先将安全风险分级，制定管控。安全生产要强化风险意识，需对生产的全过程进行风险管控，防范安全风险及隐患未及时管控和未被发现演变成事故。其目的就是要斩断生产过程的危险源到事故发生的传递途径，形成安全风险分级管控及隐患排查治理相结合的安全风险监管及预防体系。

2.2　系统架构设计

煤矿安全双重预防系统的总体架构分为数据采集层、数据管理层、应用服务层、系统展示层，其系统架构如图1所示。

图1 煤矿安全双重预防系统架构图

基础设施层：搭建系统必要的网络环境、数据平台、可视化组件、终端设备等。

数据管理层：是煤矿安全双重预防系统架构中的基础，包含数据采集和预处理、传输、管理等，通过现代信息技术，尤其是物联网、无线通信、数据中台技术，为系统功能模块提供数据来源。数据采集主要采集煤矿企业生产过程中的安全类信息数据，主要可分为安全检查数据和资料数据。安全检查数据主要包括煤矿企业安全专项检查、常规检查中辨识出的风险，资料数据是通过查阅煤矿安全法律法规、标准规范、作业和操作规程等各种资料得到的数据，然后通过系统I/O端将采集到的数据输入进终端设备，或通过物联网技术连接不同煤矿生产区的物理设备。采集到的各类数据存在非结构化、数据错误、缺失等问题影响了数据分析结果，通过对安全数据清洗和预处理，抽取有效性数据，最终构建系统可用的数据集，形成安全生产风险数据库、风险责任清单与风险措施清单。

应用服务层：主要是面向服务，是煤矿安全双重预防系统的核心。系统为工作人员提供风险管控与隐患排查相应的操作功能，以及系统的常规管理功能。依托基础设施层，基于高内聚低耦合原则，将安全风险分级管控、隐患排查治理、不安全行为管理等应用集于一体的煤矿安全双重预防系统。应用服务层为系统展示层提供各类接口，依据工作人员前端的不同请求，通过各类组件访问数据库，实现数据读取及加工处理。

系统展示层：根据接口不同分为浏览器、移动端APP、可视化大屏展示。服务端通过监测不同的端口给浏览器、移动端App、可视化大屏提供无差别数据展示及业务功能，工作人员可以随时办公，且可视化大屏可为领导层提供友好直观的界面服务，方便领导宏观掌握和辨识煤矿安全风险。

2.3　系统功能设计

系统功能模块主要针对煤矿企业的需求分析和双重预防体系的业务流程分析进行设计，涵盖了煤矿安全双重预防的各项具体工作，包括风险分级管控子系统、隐患排查治理子系统、安全风险统计分析和隐患统计分析模块和系统管理模块，各功能模块下设置多个子功能模块。系统功能结构如图2所示。

图2 煤矿安全双重预防系统功能模块图

（1）风险分级管控子系统。业务流程是风险辨识-风险分级管理-动态管控风险。该子系统实现在煤矿安全生产过程中的风险源辨识与评估，对风险进行入库管理，完善安全生产风险数据库、风险责任清单与风险措施清单，为隐患排查提供标准。其主要功能包括风险点管理、风险管控清单管理、风险动态管理、检查项目标准库管理，同时支持将失控风险、管控不合格风险上报高层并转入隐患处置功能。

（2）隐患排查治理子系统。该子系统实现隐患输入、整改督办、复查、上报、验收归档、隐患数据库更新的全业务流程闭环管理。其主要功能有隐患录入分派、隐患整改督办、排查结果上报、隐患审核、整改通知单下达、隐患延期、整改反馈、复查验收、隐患排查清单管理。

（3）安全风险统计分析和隐患统计分析功能。该模块用于风险和隐患信息的统计分析并进行可视化展示。将双重预防系统中的数据：风险隐患地点、类型、整改方式、排查时间、责任部门、隐患致因等类型下进行统计。同时按一定的时间周期划分，通过折线图、饼图、柱状图、折线图等可视化分布图，展现多类型、多条件下的数据分析，并引入数据挖掘和大数据分析算法，对已出现的风险隐患进行大数据分析，实现隐患的预测预警。

（4）系统管理模块。该模块用于保证系统友好性、可使用性等的辅助功能，主要包含用户角色管理、用户授权管理、部门及人员管理、通知公告管理等。

3　系统优化方向

双重预防是一个不断完善、提升的过程。煤矿中与安全相关的系统、数据众多，企业能够收集、管理、分析的数据越多，当前煤矿的安全透明度就越高，对风险评估、预测预警的准确度也越高。随着智能化建设的推进，煤矿安全双重预防系统也将持续优化，要不断提升系统安全分级、隐患排查、预测预警的准确性，保障系统在智慧矿山行业内的可推广性。系统可通过以下技术持续优化：

（1）采用云计算服务平台提供的基础设施服务，为用户提供访问接口，减少设备购置费。通过云计算扩容性及其运算能力，实现煤矿安全信息实时上传和存储，为后续数据计算提供支撑。随着煤矿安全双重预防系统的普及，数据量将持续增大，云计算的优势将更加凸显。

（2）在不同煤矿生产厂区的物理设备运用物联网技术进行互联互通，通过5G技术搭建厂区之间的安全互联网，实现煤矿安全及时预警以及监控，实现安全信息实时传输，节约了矿井下布线成本。

（3）在数据管理层搭建安全数据中台，采集煤矿安全生产风险点、危险因素、危险因素等级及其管控措施、各个部门和岗位的安全风险管控清单等双防安全数据，建立安全风险等级动态评价模型；通过建立算法模型进行综合风险管控预警，如生产设备故障、瓦斯浓度升高、工作人员操作不当等的风险管控预警；通过AI识别技术将安全生产中的设备运行风险和人员行为风险纳入双重预防体系，如对生产设备故障、生产环境突变、工作人员行为异常（未执行工作规章）等进行动态识别，进一步提升煤矿安全监管能力。

4　结论

在国家相关文件的指导下，煤矿企业分别从风险分级管控与隐患排查治理两个方面构建安全监管体系。本文首先阐述了构建煤矿安全双重预防系统的必要性，其目的就是要识别生产过程的危险源并根据危险源等级进行隐患的排查处理，形成安全风险分级管控和隐患排查治理闭环管理的预防体系。在全面梳理需求后，本文进行了煤矿安全双重预防系统架构的设计，并实现了系统功能。本系统可应用于省内各煤矿企业，实现了风险分级管控和隐患排查治理的自动化，以及风险和隐患数据统计的可视化，有助于实现企业人员管控风险及处理隐患，大幅度提升了煤矿安全治理能力。

作者简介

王兴庭（1992-），男，山西太原人，助理工程师，学士，现就职于山西天地煤机装备有限公司，主要从事煤矿智能化方面的研究。

参考文献：

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[2] 李爽, 贺超, 许锟. 煤矿安全双重预防机制理论、应用与发展研究[J]. 中国煤炭, 2021, 47 (10) : 23 - 30.

[3] 法子薇, 李新春. 煤矿安全双重预防管理机制驱动研究[J]. 科技与经济, 2021, 34 (1) : 6 - 10.

[4] 王国法, 任怀伟, 赵国瑞, 等. 智能化煤矿数据模型及复杂巨系统耦合技术体系[J]. 煤炭学报, 2022, 47 (1) : 61 - 74.

摘自《自动化博览》2025年1月刊