煤矿事故隐患消除科技支撑对策研究

齐庆杰1,刘文岗1,李首滨2,杨敬虎1,孙 祚1,王 凯2,王海燕1,王安虎1

(1.煤炭科学研究总院 应急科学研究院,北京 100013;2. 煤炭科学研究总院 矿山大数据研究院,北京 100013)

要:基于系统科学和安全工程理论,分析了煤炭行业安全生产事故隐患分布特征,明确了事故隐患赋存的重点岗位、危险工艺、关键环节以及事故隐患类别,提出了“十四五”及今后更长时期从根本上消除煤矿事故隐患科技支撑的发展目标与路径。在分析隐患治理技术发展现状、问题和趋势基础上,提出了煤炭行业“从根本上消除事故隐患”的总体思路,构建了煤矿安全生产事故隐患消除科技支撑体系,提出了科技支撑主要任务。基于源头治理、系统治理、综合治理和精准治理的安全理念,提出了煤炭行业“十四五”期间“从根本上消除事故隐患”的科技支撑对策。研究结果表明:煤矿安全生产事故隐患涉及安全生产全过程、“人、机、环、管”全要素,可能导致的事故种类多、损失大,地区分布差异大,并不断动态变化。为此需要从源头、从安全生产全过程、从“人、机、环、管”全要素、从隐患演化全流程消除事故隐患。需要构建“全过程监管、全要素包含、全流程覆盖、全方位建设”的安全生产事故隐患消除科技支撑体系,实现隐患源头风险智能预警、隐患科学治理、灾害事故精准防控。“十四五”期间煤炭行业要从科技攻关、重点工程、政策举措等方面从根本上消除事故隐患,提高煤矿隐患治理和重特大事故防控能力。

关键词:煤矿事故;隐患消除;源头治理;安全工程

0 引 言

煤矿是安全生产的重点领域,近年来,安全生产形势持续稳定好转,但重特大事故时有发生。如何从根本上消除事故隐患,对有效遏制煤矿重特大事故发生具有十分重要的现实意义。

20世纪 70 年代以来,由于重大工业事故的不断发生,引起了国际社会的广泛重视,各国研究机构和专家学者们开始了对重大危险源的研究。我国专家学者在研究“危险源”时提出了“隐患”概念。1995 年颁布的《重大事故隐患管理规定》首次在法规中出现隐患的定义,“重大事故隐患是指可能导致重大人身伤亡或重大经济损失的事故隐患”。目前普遍采用的隐患定义来源于GB/T 15236—2008《职业安全卫生术语》,“事故隐患是指可导致事故发生的物的危险状态、人的不安全行为及管理上的缺陷”。作为安全生产重点领域,煤炭行业高度重视隐患排查治理,2014年11月,国务院安委会办公室关于印发《全国集中开展煤矿隐患排查治理行动方案》的通知,制定了《全国集中开展煤矿隐患排查治理行动方案》。2016年10月9日国务院安委会办公室印发《关于实施遏制重特大事故工作指南构建安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制的意见》,要求全面推行安全风险分级管控,进一步强化隐患排查治理。2017年,国家煤矿安全监察局提出了风险分级管控、隐患排查治理和安全质量达标“三位一体”的安全生产标准化体系,对于提高安全基础保障能力具有重要作用。2020年4月1日,国务院安委会关于印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》的通知,提出扎实推进煤矿安全治理体系和治理能力现代化,完善和落实重在从根本上消除事故隐患的责任和管理体系,大力提升煤矿本质安全水平。

关于如何消除事故隐患的研究,罗云等[1]提出了“无隐患管理法”,即对生产过程中存在的隐患进行识别和分类,通过技术措施消除隐患,从而阻止隐患转变成为事故。白一尚等[2]将行为安全管理理论引入博德事故因果连锁理论中来,建立了基于行为安全管理理论和事故致因理论的安全隐患治理模型。张品[3]以事故致因理论为基础对安全生产事故隐患排查与预防治理措施进行研究,帮助正确识别各类事故隐患。孙国营[4]提出在获取大量的煤矿隐患参数数据的基础上,使用大数据技术进行数据挖掘,得到有利于煤矿安全生产的信息,从而指导煤矿安全生产工作。王语萌[5]结合煤矿企业的特点,从成立组织机构、风险分级管控、隐患排查治理、动态评估4个方面建立煤矿双重预防机制并提出隐患排查治理对策。李爽等[6]围绕政府监察监管部门、煤矿领导、机制建设人员、煤矿从业人员角度提出了持续推进双重预防机制建设的建议,以实现“防风险、除隐患、遏事故”的目标。同时,还提出智能化是解决煤矿安全保障问题的重要手段。

总的来说,煤炭行业开展了隐患排查治理工作,取得了显著的效果,但相比于习近平总书记提出的“从根本上消除事故隐患”还有很大差距,主要体现在:①“从根本上消除事故隐患”科学内涵不具体、路径还不明确;②对煤矿隐患特征和规律认识、掌握不足;③依靠科技实现“从根本上消除事故隐患”还缺少必要的支撑。因此,基于系统科学和安全工程理论,笔者研究了煤炭行业安全生产事故隐患分布特征,分析了隐患治理技术发展现状、问题和趋势,重点从科技支撑的角度提出了“从根本上消除事故隐患”的科学内涵、消除路径以及 “十四五”对策建议,为有效提升煤矿隐患治理和重特大事故防控能力提供支撑。

1 煤矿安全生产事故隐患分布特征

煤矿是安全生产重点行业领域。我国煤矿数量众多,地质赋存和开采技术条件各异、生产工艺条件复杂、灾害类型多、事故危害大、安全管理难度大,事故隐患具有特殊性。

1)事故隐患贯穿于安全生产全过程。研究表明,煤矿事故隐患不仅存在于生产过程中,而且贯穿于煤矿勘探设计、建设施工和关井闭矿阶段。开采生产阶段涉及采掘、机电、运输、通风、排水、剥离、爆破、废石堆存等工艺环节,是隐患治理中的重点难点;勘探设计阶段也会由于勘查不准确、设计不合理而为安全生产埋下隐患;建设施工阶段除直接引发事故外,施工质量也会成为后续安全生产的隐蔽性致灾因素;关井闭矿阶段,更多的是生态环境破坏和地质环境灾害隐患[7-10]

2)事故隐患涉及“人、机、环、管”全要素。根据《煤矿安全生产事故隐患分类分级标准(试行)》,“人”的因素包含从业人员资格资质类、从业人员教育培训类、从业人员操作行为类以及其他从业人员类的事故隐患;“机”(设备设施)的因素有采掘设备类、通风设施设备类、安全监控类、人员定位类、压风自救类、供水施救类、紧急避险类、提升运输类、排水设备类、电气设备类、爆破器材类、通信设备类、个人防护用品类以及其他设备设施类的事故隐患;“环”的因素有采掘布置类、顶板类、通风类、瓦斯类、粉尘类、防灭火类、防治水类、电气类、提升运输类、爆破作业类、安全标志类以及其他作业场所类的事故隐患;“管”的因素有生产经营单位资质证照类、安全组织机构及安全管理人员配置类、安全生产责任制类、安全管理制度类、图纸管理类、作业(操作)规程类、隐患排查治理类、安全生产记录和台账档案类、应急救援预案与实施类、矿山救护类、建设项目类、事故管理类、职业健康类、安全文化以及其他安全管理类的事故隐患。

3)隐患分布存在地区差异。东西部地区赋存条件、开采深度、现代化程度具有明显差异,同时矿区生态环境脆弱性程度不同,致使各地区隐患分布特征不一、安全生产基础存在较大差异[11]

4)隐患因生产作业场所移动发生动态变化。随着采掘工作面推进,生产作业场所不断移动,地质条件等采掘环境发生变化,生产系统、安全保障系统等随之调整,过程中安全生产隐患会动态变化,给煤矿安全带来很大挑战。

5)隐患随煤炭资源开发和技术进步产生新情况。随着煤炭资源开发向西转移以及开采深度和强度不断增加,各类灾害特点随着煤层赋存条件的变化而变化,安全生产事故隐患也出现许多新特点。另一方面,安全生产新材料、新工艺不断涌现,机械化、信息化、智能化装备、设备日新月异,在提高生产效率的同时,也存在一些新的事故隐患。

6)事故隐患是导致事故产生的必要条件。根据GB/T 15236—2008《职业安全卫生术语》,所谓事故隐患是指可导致事故发生的物的危险状态、人的不安全行为及管理上的缺陷。隐患是风险管控失效转化而成,而隐患不及时治理就可能导致事故。因此,消除隐患是有效遏制事故的必然要求。

7)隐患可能导致的事故种类多、损失大。煤矿存在的各种事故隐患,若不及时治理,可能导致瓦斯事故、顶板事故、水害、火灾、煤尘事故、机电事故、运输事故、边坡事故等[12-15],且由于煤矿井下空间具有封闭性,受限空间环境复杂、作业人员集中,易诱发次生和链生灾害,一旦发生事故,造成的人员和经济损失巨大。

2 “从根本上消除事故隐患”的内涵与路径

2.1 “从根本上消除煤矿事故隐患”的科学内涵

从根本上消除煤矿事故隐患,是指从源头、从安全生产全过程、从“人、机、环、管”全要素、从隐患演化全流程消除事故隐患。

1)从源头消除事故隐患:要严防风险演变,要加强地质勘探、规划设计工作,真正把问题解决在萌芽之时、蔓延之前。

2)从安全生产全过程消除事故隐患:要从勘探设计、建设施工、开采生产和关井闭矿各个阶段消除事故隐患,特别是重点岗位、重要部位、关键环节。

3)从“人、机、环、管”全要素消除事故隐患:要避免人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全因素和管理上的缺陷。

4)从隐患演化全流程消除事故隐患:隐患消除工作既要关注隐患本身,又要关口前移,以风险防控为主,同时做好灾害事故的超前治理、区域治理。

2.2 “从根本上消除事故隐患”的路径

从根本上消除煤矿事故隐患,要围绕安全生产风险、隐患和灾害,采取管控排查、监测预警、精准防控、强化管理等措施。

1)开展风险管控和隐患排查。风险客观存在于安全生产过程,风险管控失效会形成隐患,因此需要开展风险管控和隐患排查工作,摸清安全生产风险隐患底数,实现风险可控,掌握事故预防主动权,有效遏制重特大事故发生。

2)加强风险隐患监测预警。充分运用现代安全理念和物联网、大数据、云计算等先进技术,加强重大风险评估和监测预警,强化重大风险早期识别和预报预警的意识,提升早期识别和预报预警能力。

3)提升安全生产和灾害精准防控技术水平。围绕采、掘、机、运、通生产工艺,瓦斯、顶板、水害、火灾、煤尘等重大灾害事故及多灾种灾害链,加大灾害防控先进技术和智能装备研发,提高灾害精准防控技术支撑水平。

4)因地制宜推进机械化换人和自动化减人。推进煤矿装备更新换代,推进危险岗位的机器替代,实现无人化/少人化操控,加快智能矿山建设,减少人的不安全行为及灾害事故造成的伤害。

5)加强安全管理与闭环管控。构建矿山全维生产要素的感知、数据集成、安全风险智能评估、智能控制和管理干预闭环系统,形成煤矿感知、生产、调度、通风、管理等环节相融合的科学管理安全体系。

3 隐患消除科技支撑现状、趋势及需求

3.1 煤矿安全生产事故隐患消除科技支撑现状

近10年来,国家提出建立双重预防机制来推动安全生产关口前移,煤炭行业积极贯彻落实,将风险分级管控和隐患排查治理作为控制事故的重要抓手,建立与之对应的政策规定,并针对相关工作建立信息化管理体系,推动标准化工作取得了积极进展。近期开展的“第一次全国自然灾害综合风险普查”“全国安全生产专项整治三年行动计划”等更是将煤矿隐患排查治理工作推向深入。

1)煤矿企业风险隐患监测预警和排查治理科技建设方面,煤矿建设了瓦斯监测预警系统、人员监控系统等信息化系统,煤矿机械化、信息化、智能化水平大幅提高[6,16-17],基本实现综合机械化,智能化开采技术开发取得显著进展,初步实现了管理生产任务无人值守,关键工序智能化、关键岗位机器人替代,为最大限度消除与人相关的事故隐患提供了技术支撑。

2)政府对煤矿隐患治理工作的监管执法方面,煤矿监管部门建设了隐患排查治理等信息化系统,逐步实现了监管监察执法信息的互联互通,一大批监察执法设备的应用也大幅提升了隐患排查治理监督执法过程中的智能化水平。

3)法律法规标准规范体系建设方面,煤炭行业逐步建立了诸如《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》《煤矿重大事故隐患判定标准》《煤矿安全生产事故隐患分类分级标准(试行)》等隐患辨识、分级分类管理的规章制度、标准规范及实施细则等。

4)科技攻关建设方面,煤炭行业“双控机制”“本质安全”等基础理论和技术不断完善,安全生产新材料、新工艺不断涌现,物联网、大数据、人工智能技术与风险防控、隐患排查治理和灾害防治不断融合,巡检机器人等智能化装备不断应用,催生出5G矿山、智能矿山,巡检机器人等智能化装备不断应用,为隐患消除的科技创新和工程应用提供了不竭动力。

5)科技创新保障方面,风险评估咨询、隐患排查治理、灾害应急救援相关队伍不断建立,专业化水平不断提高;信息工程、机器人工程、人工智能等学科建设不断深入,更加重视安全科技在煤矿隐患消除场景中的融合应用;科研人才培养更加注重产教融合,企业人才培训更加注重知识型、技能型、管理型人才发展体系建设;初步形成了一批功能互补、导向明确的行业研发平台和创新基地,为煤矿安全生产事故隐患消除科技创新提供了有力保障。

但是,总体来说科技创新支撑我国煤矿安全生产的能力依然有待提高。隐患治理的标准规范体系不健全,风险和隐患防控的基础理论研究相对薄弱分散,关键技术原创性突破、颠覆性创新仍然较少,风险监测预警不智能,隐患治理的科学性、系统性和有效性亟待加强,灾害防控不精准,安全生产智能化刚起步,安全管理信息化、科学化水平仍有待提高,科技创新领军人才和高技能人才仍大量缺乏等问题依然突出。

3.2 煤矿安全生产事故隐患消除科技支撑发展趋势与“十四五”发展需求

煤矿安全生产事故隐患精准治理、科学治理、超前治理、系统治理理念,以及“从根本上消除事故隐患”理念逐渐深化,煤矿安全生产从灾害管控为主向风险预控、隐患治理为主转变;机械化换人、自动化减人、智能化无人,安全生产与风险监测预警智能化、隐患排查治理信息化、灾害防控精准化是未来主要发展趋势。因此,“十四五”期间煤矿安全生产事故隐患消除科技支撑发展存在以下需求。

1)面向隐患消除关口前移目标,加强风险隐患监测预警的科技需求。开展灾害和风险要素立体动态监测,安全隐患早期识别,有效精准预警,是隐患防治的关键,也是落实新时代以防为主应急管理理念的重要内容。

2)面向隐患治理防灾减灾目标,加强灾害综合防控的科技需求。围绕各种生产工艺环节,加强重大灾害事故及多灾种耦合防控的先进技术和智能装备研发,减少次生衍生隐患出现和灾害发生,提高灾害精准防控技术支撑水平。

3)面向隐患整治以人为本目标,加强企业关键岗位少人化无人化的科技需求。围绕各安全生产环节,加强智能化装备研发与推广应用,完成自动化与信息化改造,实现关键岗位少人无人/机器换人,减少乃至消除人员伤亡事故的发生。

4)面向隐患监管精准全面目标,提升政府综合监管能力的科技需求。围绕监管监察执法业务需求,运用互联网、大数据、人工智能等技术手段,开展隐患监管监察执法信息化建设,提升执法精准化、智能化水平。

5)面向隐患防治科技先行目标,提升全社会科技支撑能力的建设需求。充分利用社会力量,构建政产学研用一体化协同创新平台,提升隐患防治科技支撑综合保障能力,是“从根本上消除事故隐患、遏制重特大事故发生”的重要支撑手段。

4 从根本上消除煤矿事故隐患科技支撑对策

4.1 总体思路与架构

全面贯彻“从根本上消除事故隐患”的治理理念,以风险防控为核心,以闭环管控为主线,以源头治理为重点,以科技支撑为抓手,以有效防范和坚决遏制重特大事故为主要目标,加强基础理论、关键技术和核心装备研发应用,推进煤矿机械化、信息化、智能化建设,强化安全管理和文化建设科技水平,构建“全过程监管、全要素包含、全流程覆盖、全方位建设”的安全生产事故隐患消除科技支撑体系,实现隐患源头风险智能预警、隐患科学治理、灾害事故精准防控,全面、科学地“从根本上消除事故隐患”。

煤炭行业“从根本上消除事故隐患”科技支撑的体系构架如图1所示。

图1 煤炭行业“从根本上消除事故隐患”的科技支撑构架
Fig.1 Framework of science and technology support system to eliminate hidden danger in coal industry fundamentally

4.2 基本原则

1)风险管控全面化。切实做到风险来源可溯、风险去向可循、安全状态可控,补齐重点风险防范短板,提升风险全面管控的能力。

2)隐患治理系统化。做到安全生产全过程、“人、机、环、管”全要素、全生命周期“从根本上消除事故隐患”。

3)灾害防控精准化。努力减少一般事故,有效遏制较大事故,坚决杜绝重特大事故,切实做到事前防范、事发应对、事中救援、事后恢复,提升灾害防控精准化水平。

4)安全生产智能化。推进机器换人、人工智能替代,实现安全生产的过程控制和智能控制,全面推进煤矿安全生产智能化建设。

4.3 发展目标

总体目标:适应“十四五”以至今后更长时期安全生产科技发展要求,建立起基于“从根本上消除事故隐患”为主要目标的安全生产科技创新体系。围绕隐患消除,到2035年,煤矿安全生产风险防控体系进一步完善,灾害精准防治能力大幅提高,机械化、信息化、智能化建设科学有序推进,安全科技和安全文化建设取得显著成效,隐患治理水平显著增强,全过程监管、全要素包含、全流程覆盖、全方位建设的“从根本上消除事故隐患”科技支撑体系基本建成,隐患治理和重特大事故防控能力达到国际领先水平。

阶段目标:到2021年,围绕煤矿生产主要过程、关键要素,建设隐患消除示范矿井。夯实基础,示范辐射,初步建立消除事故隐患的科技支撑体系。到2025年,围绕煤矿生产全过程、全要素,完成大型煤矿和灾害严重矿井事故隐患消除的科技支撑体系建设。强化覆盖,深化应用,基本形成消除事故隐患的科技支撑体系。到2035年,围绕煤矿生产全过程、全要素,各类矿井建成完善的事故隐患消除的科技支撑体系。提质增效,科学完善,形成完善的消除事故隐患的科技支撑体系。

4.4 主要任务

煤炭行业“从根本上消除事故隐患”的科技支撑主要任务内容包括:

1)强化科技支撑顶层设计,确保隐患治理有序推进。加强顶层设计,坚持标准先行,遵循“系统性、继承性、前瞻性、精准性”原则,突出预防为主、关口前移,制订服务于煤矿安全生产全过程管理、全生命周期风险防控和隐患消除的科技支撑标准规范体系和科技发展规划,为安全生产和隐患消除提供标准指导和规划导向。

2)加强风险智能监测预警,实现隐患治理关口前移。充分运用现代安全理念和物联网、大数据、云计算等先进技术,加强风险评估和监测预警,强化重大风险早期识别和预报预警的意识与能力,实现隐患治理关口前移,从源头上消除事故隐患。

3)推进信息化智能化建设,提升煤矿隐患防治水平。加强信息化、智能化建设,拓宽人防、物防与技防相融合的事故隐患防治手段与途径,推进机器换人、人工智能替代,减少人的不安全行为和灾害事故造成的伤害,最大限度消除事故隐患,提升煤矿隐患治理科技水平,落实煤矿安全生产与隐患消除主体责任。

4)强化监察执法科技保障,落实政府安全监管职责。建立健全运用互联网、大数据、人工智能等技术手段进行监管监察的制度,强化监管监察信息化建设。推进“互联网+监管”, 维护升级落后的监督执法设备,推进远程非现场检查,加强监管监察执法信息互联互通,提升执法精准化、智能化水平,落实政府安全监管职责。

5)推进创新平台队伍建设,借助社会力量消除隐患。推动隐患治理机构和队伍建设,加强人才培养与培训,建立科技创新联盟,强化交流与合作,充分利用现代安全技术加强安全文化建设,动员社会各界积极参与、支持、监督煤矿安全生产工作,构建全社会广泛支持的消除事故隐患科技支撑工作格局。

6)提升灾害精准防治水平,把好隐患治理最后一关。加强煤矿安全生产灾害事故机理、精准防控技术与装备的科研攻关,推动重大灾害超前治理示范工程、专业队伍和灾害防控能力提升建设,保证隐患治理失效时也能最大限度减少灾害发生、减轻灾害损失,把好隐患治理最后一关。

4.5 “十四五”科技攻关建议

1)研发风险智能评估与控制技术。建立面向实时数据的煤矿风险评估模型、针对煤矿重大安全风险的精准评估模型、基于大数据分析和数据挖掘技术的煤矿事故隐患、危险源的评价模型及算法,实现煤矿重大风险智能评估。

2)研发危险源精准感知与预警技术。针对煤矿井下重大危险源智能监测与预警技术瓶颈,加强研发井下低功耗、高精度、多功能环境监测传感器,有效提高围岩环境监测信息的可靠性及灾害预警的准确性;研发基于多场多参量监测的矿井安全生产风险预测、预警与定位技术。

3)研发事故灾害综合防控技术。重点研究煤矿深部矿井多灾种一体化智能防控理论;研究煤岩瓦斯复合动力灾害发生机制、煤矿冲击地压主控地质因素及发生机理、冲击地压风险判识理论与防控方法;研究复杂地质条件下顶板水害形成机理、大采深矿井煤层底板岩溶发育规律、高地应力及高水压条件下深部煤层底板突水机理;研究采空区遗煤自燃引爆机理,开发智能注氮、注浆等装备;研究露天矿滑坡等灾害精准化预警理论;研究矿井粉尘产生机理、风流-水雾-粉尘多相多场耦合机理,职业危害接触限值与致病机制等。

4)研发安全生产综合保障技术。研发透明地质保障技术与装备;研究煤系矿产资源精细勘查与生态地质理论、矿井地质精准探测及建模理论;研究黄河流域等重点区域煤炭开发生态大尺度演变规律与生态修复方法等;研究废弃矿井地表修复、矿区生态修复、土地复垦和能源资源安全智能精准再开发利用技术。

5)研发安全生产大数据应用平台。研究矿山多源异构数据融合及信息动态关联理论;研发煤矿智能设计平台与软件,建设煤矿大数据与应用平台,实现设备集中智能控制、系统智能决策、智能化风险评估与预警、安全监管监察执法、安全培训等。

6)研发安全生产智能化装备。研究复杂条件下采掘设备群的协同控制理论,面向复杂矿井环境的动态协同控制与数据驱动决策理论;研发煤矿智能型掘进机、综采智能化装备、主煤流运输装备、辅助运输智能化装备、分选智能化装备和露天煤矿自动采矿装备等;聚焦关键岗位、危险岗位,重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类煤矿机器人。

4.6 “十四五”重点工程建议

1)标准体系建设工程。制修订煤矿安全生产风险评估、风险分级分类、危险源辨识、隐患管理、灾害防治、信息化建设、智能化建设等的标准规范与实施细则;推动建立智能化标准一致性、符合性检测体系和技术平台,形成标准制修订、宣贯应用、咨询服务和执行监督的闭环管理体系。

2)安全生产感知网络与监测预警系统建设工程。推动煤矿企业依据相关法律法规和政策、标准,建设完善感知网络,采集风险隐患感知数据,实现风险隐患数据的共享与汇聚。建设完善煤矿安全生产风险隐患监测预警系统,提高煤矿隐患治理信息化、智能化水平。

3)重大灾害超前治理示范工程。重点围绕煤与瓦斯突出矿井、冲击地压矿井、矿井水害严重矿井,加大煤矿重大灾害超前治理力度。引导煤矿企业牢固树立区域治理、综合治理、超前治理的治灾理念,煤与瓦斯突出矿井必须坚持区域综合防突措施先行,合理配置开拓区、抽采区、保护层开采区和被保护层有效区,做到抽掘采平衡。开展重点地区矿井老空水探查工程,特别要督促兼并重组煤矿查明矿井及周边老空积水等情况,推行老空水防治“四步工作法”,严格落实“三专两探一撤”措施,推广水患区域“四线”(积水线、警戒线、探水线、终采线)管理。受承压水威胁的矿井要装备微震监测系统,开展底板注浆加固工程;水文地质条件复杂、极复杂的矿井要装备应急救援的潜水泵排水系统。冲击地压矿井要提高冲击倾向性鉴定和冲击危险性评价的科学性,提升冲击地压监测预警能力,落实核减产能、“三限三强”等防冲措施。

4)信息化智能化改造与应用示范工程。重点推进大型煤矿开展系统性智能化建设,推行新建煤矿智能化设计,加快具备条件生产煤矿的智能化改造,推进固定岗位的无人值守和危险岗位的机器人作业,建立国家级煤矿信息大数据分析与共享交换平台和煤炭生产企业智能化大数据应用平台,实现煤矿智能化和大数据的深度融合与应用,全方位消除煤矿事故隐患。

5)监管监察信息化工程。不断完善和拓展煤矿安全监察执法系统功能,确保全部执法活动纳入系统进行统一管理;开发建设统一的煤矿安全监管执法系统,实现监管监察执法信息网上录入、执法程序网上流转、执法活动网上监督、执法数据网上统计和分析,做到监管监察执法信息互联互通。推进煤矿建设项目安全核准、安全设施设计审查和安全生产许可证管理等信息系统。持续做好煤矿安全基础数据平台的维护管理,督促企业及时更新相关数据信息。建立健全运用互联网、大数据、人工智能等技术手段进行监管监察的制度。利用大数据、云计算等技术,对监管监察执法工作进行深度分析研判,及时发现解决执法中的新情况新问题。用好安全监控、人员位置监测、工业视频等联网系统,推进远程非现场检查,提升执法精准化、智能化水平。

6)科技支撑能力建设工程。积极开展安全生产在职人员智能化和信息化培训,优化知识型、技能型、管理型人才发展体系。支持和鼓励高校加强安全生产信息化、智能化相关学科专业建设,培育一批具备安全科学与工程、软件工程、信息工程、机器人工程、人工智能等知识技能的复合型人才。以行业协会、高校、研究机构、设计院、装备厂商、应用企业等为主体成立智慧创新产业联盟,强化国际交流与合作。充分利用互联网等手段,积极开展安全宣传“五进”活动,推进“消除事故隐患、筑牢安全防线”和安全科技的宣传教育等安全文化建设工作。

4.7 “十四五”政策建议

1)把隐患治理纳入社会发展和国民经济的整体战略规划,将风险辨识、风险分析、风险评估和风险控制作为工作开展的关口。

2)建立立体化的风险评估和隐患排查制度,以及隐患大数据的信息共享发布机制。

3)健全隐患排查治理科普工作机制,用现代技术助力安全文化建设。

4)加强煤矿风险隐患大数据发展规划和部署。

5 结 论

1)煤矿安全生产事故隐患涉及安全生产全过程、“人、机、环、管”全要素,可能导致的事故种类多、损失大,地区分布差异大,并随采掘面推进、资源开发以及科技发展不断动态变化。

2)“从根本上消除煤矿事故隐患”是从源头、从安全生产全过程、从“人、机、环、管”全要素、从隐患演化全流程消除事故隐患。

3)“从根本上消除煤矿事故隐患”要求构建“全过程监管、全要素包含、全流程覆盖、全方位建设”的安全生产事故隐患消除科技支撑体系,实现隐患源头风险智能预警、隐患科学治理、灾害事故精准防控。

4)“十四五”期间要从科技攻关、重点工程、政策举措方面构建“从根本上消除事故隐患”科技支撑体系。

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Study on scientific and technological support countermeasures to eliminate hidden dangers of coal mine accidents

QI Qingjie1,LIU Wengang1,LI Shoubin2,YANG Jinghu1,SUN Zuo1,WANG Kai2,WANG Haiyan1,WANG Anhu1

(1.Emergency Science Research Institute,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China;2.Mining Big Data Research Institute,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China)

Abstract:Based on the theory of system science and safety engineering,the distribution characteristics of hidden dangers of safety production accidents in coal industry were analyzed,and the key positions,dangerous processes,key links and categories of hidden dangers were identified,and the development goals and paths of scientific and technological support for eliminating hidden dangers in coal mines during the “fourteenth five year plan” and for a longer period in the future were put forward. Based on the analysis of the development status,problems and trends of the hidden danger control technology,the overall idea of “fundamentally eliminating the hidden danger ” in the coal industry was put forward,the scientific and technological support system for eliminating the hidden dangers in coal mine safety production was constructed,and the main tasks of scientific and technological support were put forward. Based on the safety concepts of source control,system control,comprehensive control and precise control,the scientific and technological support countermeasures to fundamentally eliminate the hidden danger in the coal industry during the “fourteenth five year plan” period were put forward. The research results show that the hidden dangers of coal mine safety production accidents involve the whole process of safety production and the whole elements of “human,machine,environment and management”,which may cause many types of accidents,large losses,large differences in regional distribution and continuous dynamic changes. To this end,it is necessary to eliminate the hidden dangers from the source,from the whole process of safety production,from the whole elements of “human,machine,environment and management”,and from the entire process of hidden danger evolution. It is necessary to build a scientific and technological support system for the elimination of hidden dangers in production safety with“full-process supervision,full-element inclusion,full-cycle coverage,and all-round construction”,so as to realize the intelligent early warning of hidden dangers,scientific management of hidden dangers,and accurate prevention and control of disasters and accidents. During the “fourteenth five year plan” period,the coal industry should fundamentally eliminate the hidden danger in terms of scientific and technological research,key projects,and policies and measures,and improve the ability of coal mine hidden danger management and prevention and control of major accidents.

Key words:coal mine accident;hidden danger elimination;source control;safety engineering

中图分类号:TD05

文献标志码:A

文章编号:0253-2336(2021)04-0020-08

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收稿日期:2020-10-02责任编辑:王晓珍

基金项目:应急管理部“十四五”规划第二批课题资助项目(规划财务司-2020年-2号)

作者简介:齐庆杰(1964—),男,辽宁朝阳人,教授,博士生导师,博士,中国煤炭科工集团一级首席科学家。E-mail:qi_qingjie@163.com