煤气安全技术管理范文

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Abstract: In this paper, the main problems from several aspects of China's coal enterprise safety production and characteristics, describes the information technology in the coal enterprise safety management role, and further illustrates the application of information technology in the safety management in coal enterprises.

Key words: information technology; coal; safety

中图分类号：TN948.61文献标识码：A文章编号：

引言：在我国能源战略中，煤炭企业扮演者举足轻重的角色，然而多年来，煤炭企业安全事故频发，严重影响了企业的正常安全生产秩序，由此带来的煤炭企业的安全问题也成为企业考虑的首要工作。

一、我国煤炭企业安全生产中存在的主要问题及特点：

“十一五”以来，我国煤炭企业在不断加强煤矿整改力度，不断加强安全生产改造，以及加大科技投入、矿长加强督导力度等各种强有力的措施实施下，事故发生率有了较大的下降，但是与发达国家相比仍然存在着明显的差距。我国煤炭行业的安全生产具有如下特点：

（一）、煤矿地质条件具有复杂性。

具体表现为不同地区地质构造不同，易给安全生产造成很大困难，同时，随着采煤深度的加深，冲击地压危险性在不断增大，围岩温度也随之提高，通风排水面临着巨大的考验，根据以往统计结果显示，我国煤矿的主要事故类型为瓦斯、顶板（在煤矿矿井下位于煤层上方的岩层）和运输事故，这三类事故在事故总数和师傅死亡人数中的比例分别约为82.94%和81.55%，在这三类事故中，以瓦斯的危害性最为严重，分别占事故总数和死亡人数的17.10%和34.41%；顶板事故发生频率最高，占事故总数的54.42%，占死亡人数的19.8%[2]。

（二）、安全生产事故具有规律性。

第一，事故发生概率与煤炭产量呈反向关系。在产煤大省或地区以及企业发生安全性事故的概率明显低于产量较低的地区或企业。第二，事故发生时间具有集中性，从每年看，3、4、5月份发生事故的可能性明显要比其他月份高些。第三，事故发生工作点集中，其中以掘进工作面发生事故的概率最大。

（三）、安全管理水平低。

随着科技的不断进步，煤矿企业装备水平也逐渐得到优化，传统的由于发生自然灾害带来的事故概率不断下降，但生产性事故的概率却不断上升。由于传统的管理水平低下，管理手段落后，部分基础性安全难题，如冲击地压、瓦斯突出、突水等问题仍然无法得到彻底的解决，矿井巷断面设计、支护强度确定、支护材料选型较小。生产设备功率、矿井通风量等富余系数偏低，发生事故的概率仍较大[1]。

（四）、在安全信息管理体系建设存在漏洞

安全信息管理体系建设的一个很重要数据就是安全信息数据，它主要包括对井下瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风速、烟雾度、温度等各类环境参数进行事先测定。此外还需要对矿井生产、运输、提升、排水等各个环境的各种传感设备采集的数据进行实时监控分析，以判断安全系数，进而为安全生产提供参谋，并提前采取防范措施。而目前的安全信息管理体系仍就是依靠传统的人工测量，人工判断，未形成一套科学可行的机制，缺乏时效性，不能做到及时判断，及时预防。

二、信息技术提高企业安全生产管理水平的作用

（一）、提升煤炭企业的安全预警能力

信息技术管理系统很重要的功能就在于，它能自动化地实现信息收集、信息分析、信息传递等功能，即时性强，在很大程度上杜绝了人为产生的错误和误差。对于安全技术人员了解、分析采煤的各个环节概况，对于可能产生的危险及时进行等级评析，并及时做出预警、预报、预案，有预见性地去组织、协调、监控各个环节的概况，对于安全生产起到很到的保障作用。

例如，其中通风是安全生产的重要关键因素之一，煤矿通风安全对于煤炭企业来说显得至关重要，通风安全是煤矿生产首先要紧解决的第一个安全性问题，通风安全的保障程度直接与煤矿企业的安全生产和利润比例相挂钩。通风安全管理是一项具有复杂性的工程，而通风安全管理是一项复杂性的工程，涉及到安全生产的诸多环节，其中包括从煤炭开采到生产加工以及销售等过程。从影响煤炭安全生产因素划分可以分为若干个模块，即：通风管理、瓦斯管理、矿井与顶板管理、煤尘管理、防治水管理、防灭火管理和其他有害气体管理等[2]。

面对这些环节中可能出现的问题，在传统经验下，仅仅靠技术与管理决策人员自身的经验，去分析并发现系统中存在的问题，明显是有局限性的，受主观人为影响的因素将会很大。而采用信息化管理技术的专家系统，将安全系统工程原理与事故树逻辑推理方法运用在预见性分析中，能对作业场所，作业区域进行危险程度分析，对可能存在的问题进行超前预测[4]。

(二)、改善煤炭企业在灾害应急处理中的能力

煤炭企业的安全事故往往具有突发性，因此在发生事故的时候，怎样采取应急措施，最大程度地减少生命财产安全是一个非常需要注意的问题，而信息管理系统在一旦生产环节的部分指标出现异常时，能够及时做到“紧急刹车”，避免事故危害的进一步增大，对于技术人员快速掌握现场信息以及调配资源，做出正确有效的灾害应急处理方案，讲起到很大的作用。

三、信息技术在煤炭企业安全管理中的具体应用

目前，煤炭安全管理方式正在发生着巨大的变革，从传统的单一系统过渡到网络化系统，从以往的静态管理系统过渡到动态管理系统。一般根据影响因素将煤炭企业的安全管理划分为：通风管理、煤尘管理、防治水管理和其他有毒有害气体管理等几部分。基于信息技术的煤炭安全管理系统就是将信息技术合理应用在以上几个管理部门中，并建立起现代化、智能化的安全生产指挥中心，以实现安全信息数据的采集、分析以及处理，从而将煤炭企业安全管理水平提升到一个新的水平。具体来讲一般分为以下几个系统：

（一）、瓦斯安全监测系统。

瓦斯安全监测系统主要包括传感器、井下分站、各类传感器、井下分站、传输设备、地面中心站等几个部分，其功能依次分别是信息采集、信息传输、信息处理及信息输出等。传感器一般包括瓦斯传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、负压传感器、温度传感器等，各种类型的传感器是煤矿安全监测系统中非常重要的部分[4]。

（二）、安全预警与分析系统。

安全预警与分析系统一般是在安全指挥中心，此系统会根据瓦斯安全监测系统传递的数据，并结合每个矿井本身的特点和以往的经验，做出一个事故发生率的综合性分析，也就是一般意义上的专家系统，最终给技术和管理者提供一个安全信息决策参考。

（三）、井下安全考勤系统

井下安全考勤系统是对进入矿井的人员进行实时监控的一个重要手段，包括入井考勤和出井考勤，考勤设备直接与安全指挥中心的主服务器相连接，对每个井下工作人员进行跟踪分析。

（四）、专家智能系统

专家智能系统是信息技术在煤炭企业安全管理中的最高层次，主要包括专家信息数据仓库和以数据挖掘为原理基础的智能决策系统等部分构成。结语：近年来，我国的煤炭科技人员提出了“数字煤矿”的概念，即以信息技术为基础，集合计算机技术、多媒体技术和数据库技术，以网络传输为纽带，运用多种技术手段实现多源信息的采集、输入、存储、检索、查询与空间分析，并实现空间信息的多方式输和联机决策分析处理。对进一步提升煤炭企业管理水平，构建数字化企业管理系统起到了良好的作用。

参考文献：

[1]张应、陶云奇.信息技术在煤矿安全管理中的应用 [J].科技创新导报,2008，NO.01；22-23.

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引言

中深孔爆破技术是现代井下煤矿常用的掘进技术，该技术成本低廉，与其他开采技术相结合，具有较高的安全性，不仅极大地提高了开采的进度，而且降低了施工成本，显著提高了企业的经济效益。本文将对该技术在5-2041工作面作业过程中的应用与安全管理，展开具体探讨与分析。

1、中深孔爆破技术的参数设置

1.1炮眼深度的设定

井下的煤矿在开采时一般将炮眼深度设定为2～2.5m比较适宜。炮眼的深度不宜过大，如果深度过大将会造成爆破冲击，增大排粉的难度，使爆破掘进不能正常循环进行。

1.2最小抵抗线的设定

煤矿中深孔爆破中，最小抵抗线的设定是非常重要的，它的设定对工程开采的影响很大，假如前排的抵抗线过大，就会导致炮不能很好地推出去，出现强烈的后冲、拉裂等现象，不仅如此，多底根，大石块等都会出现，严重影响了爆破的进度；反之，如果抵抗线设定的过于小，不仅会浪费炸药、增加作业时间，还会出现飞石，对施工人员的安全有很大威胁，无形中增加了工程成本。所以合理设定最小抵抗线是非常重要的，这就需要爆破人员根据煤矿中岩石硬度、炸药威力、炮径以及炮孔角度等复杂的因数进行计算，而且要不断地进行调整，以保证良好的爆破效果。

1.3炮孔间距设置

通常情况下炮孔间距是指在同一排中，深孔两侧两个相邻炮孔之间的距离称为孔距，炮孔间距用a来表示，最小抵抗线用W表示经过实践总结出计算孔距的公式：a=mW，其中m是炮孔的密集系数，一般情况下m大于1.0，在孔径较大的爆破中m在3～4之间取值，甚至更大。另外这里还有炮孔的排距，一般用b表示，它是指每相邻两排炮孔中间的距离。排距具有与最小抵抗线相似的确定原理。

1.4炸药单耗量设置

单位体积岩石使用的药量系数称为炸药单耗，通常用Q来表示。影响Q值的因素很多，所以其变化范围也很大，当药量、装药、堵塞方式和起爆方法都确定后，还需要根据岩石硬度、均匀性、最小抵抗线等因素来决定炸药单耗的值，通常可以通过大量实验和实践经验来验证其是否正确。盲目增加单耗都会使岩石过度粉碎，同时还会增加爆破的危害。不同的爆破条件会有不同的单耗。

2、优化中深孔爆破技术，改善爆破效果，降低爆破成本

随着机械化的发展，传统的装药方式逐渐被机械装药所取代，改变了劳动强度大，效率低下的状况，提高了装药的质量，改善了井下有水时装药不连贯的现象。我国不少大的煤矿爆破都采用机械化装药，不仅提高了效率，还改善了爆破效果。合理的炮孔堵塞长度可以提高炸药利用率、改善爆破效果，也使堵塞质量得到了保障。堵塞质量的控制很重要，适当的堵塞不仅能降低冲击波的能量损失，还可以减少炮孔装药量。相反堵塞质量控制不好，比如炮孔堵塞过长，可能会降低延米爆破量，还会造成很多大块岩石残留；或者炮孔堵塞过短，会导致冲炮现象的出现，从而造成炸药很大的能量流失，不仅如此，还会直接影响到炮孔下部岩石的破碎质量，进而导致底根产生。

微差起爆一般都是井下开采的时候采用的方法，它是用毫秒来计算炮孔之间或者各排炮孔之间的时间间隔的，按照一定顺序要求起爆。这个方法能够减少爆破震动，减少爆破的危害，同时还能提高岩石的破碎质量，降低爆破成本。

3、巷道掘进爆破方式的优比选择

巷道掘进中，炮眼有以下四种分类，第一种是掏槽眼，掏槽眼是为后续的炮眼创造新的自由面；第二种是崩落眼，崩落眼的爆破主炮孔能够在上方形成大体积破碎型漏斗；第三种是周边眼，周边眼能够保证爆破后断面的形状、大小和轮廓符合设计要求；第四种是底眼，底眼能够平整巷道底面。

巷道掘进作业需要掏槽口来为后续爆破创造良好条件，选择合理的掏槽方式能够有效提高爆破效率。一般可以将其分成两种，一种是直眼式，另一种是斜眼式。直眼掏槽一般分为直线掏槽、螺旋掏槽和角柱式掏槽三种方式。直眼掏槽适合中度及以上硬度的岩石，对较小的巷道掘进有很好效果。对炮孔的深度不做限制，炮孔也没有角度，可以提高深巷道的掘进速度。它具有容易控制、抛渣距离小、爆堆集中等特点。斜眼掏槽是最常见的方式，它可以在掏槽眼和自由面之间形成一定角度。常用种类有：单向掏槽、楔形掏槽、锥形掏槽、扇形掏槽。斜眼掏槽适用各样岩层，掏槽孔需求量少，单耗小，其精度对爆破效果影响不大。所以在煤矿开采中的应用非常广泛，技术也相对成熟。

4、中深孔爆破作业中的安全管理措施

在实施煤矿掘进深孔的爆破作业中，应该全面的了解当地煤矿的地质条件，合理谨慎的选择爆破区域，尽可能缩短空顶的时间，在实施爆破前做好应该准备的工作。在中深孔爆破中，爆破会产生一些裂隙，这些裂隙的发展方向很难控制，而且在爆破后爆炸产生的威力可能破坏煤矿中的一些岩体，所以在煤矿掘进生产中一定要注意自身的安全，做好相应的防护工作。

在煤矿爆破施工时应该保证掘进作业的后路能够正常运输，在循环掘进几个周期之后要尽快将一些掘进中的煤渣清理干净，然后再继续作业，以保证煤矿井下能够顺畅的作业生产。在中深孔爆破时一定要保证打眼的质量，确保炮眼的抵抗线一致，炮眼在一个平面内要等距分布，避免矿井在后期掘进时的巷道太窄影响作业。在矿井下作业时还应注意井下的供电运输，确保井下有良好的通风环境，使生产作业能够顺利进行。

5、结语

应当根据当地煤矿的实际情况，因地制宜地设定相应的爆破参数，对常用单向掏槽、楔形掏槽、锥形掏槽、扇形掏槽等进行比较、优化，选择相对成熟的技术，提高煤矿生产的效率。通过提高中深孔爆破技术，全面了解当地煤矿的地质条件，合理谨慎的选择爆破区域，尽可能缩短空顶的时间，在煤矿掘进生产中一定要注意自身的安全，做好相应的防护工作，实现爆破效果的优化，降低爆破成本，提高企业的经济效益。

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中图分类号：TE37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0158-01

一、临汾区块集输管线生产现状

目前临汾区块煤系地层天然气集输管线已投入生产1年之余，共涉及东西南北四条干线、X座集气站及XX口生产井。产气量为XX万m？/d，并平稳上升。大部分管线铺设在山区、沟壑地带并且跨度较大，因此对集输管线的安全管理造成了极大的困难。

二、临汾区块集输管线现状

临汾区块煤系地层天然气集输管线为埋地方式，其泄漏原因主要有：①因管线周围挖掘、取土等外力破坏原因造成管道穿孔，天然气泄漏;②因地基沉降或根深植被挤压管道变形而破损;③因雨水冲沟、护坡不牢导致管线，造成集输管线天然气泄漏从而引发安全事故。

三、天然气集输管线事故的表现形式

1、常见的事故表现形式

①集输干线表现为管线严重变形、穿孔、悬空、漂管、裂纹、管体断裂等;管线截断阀门故障和干线管道配套设施发生损坏或断裂及清管器卡堵、水合物堵塞等;②站场表现为管道断裂、穿孔、裂纹、冰堵、阀门、法兰和其他设备故障产生漏气，甚至着火爆炸等;③自然灾害对管道构成的危害、断电及通信故障引起的次生事故等。

2、临汾区块煤系地层集输管线事故表现形式

①东西南北四条干线铺设区域为农田、斜坡、沟壑地带其事故原因多为耕地取土、挖掘，深根植物的种植，事故表现形式主要为管线挤压、、悬空、裂纹及管体断裂。

②站场的集输管线事故主要表现为采气工艺管线的破损、冻堵，阀门、法兰及设备故障产生漏气，甚至着火爆炸等

随着临汾区块煤系地层开发的进一步深入集输管线内部含有硫化氢、二氧化碳的酸性气体，与水合物结合后就会产生酸，对管线内进行内腐蚀，另外管线在自然环境下也会发生析氢析氧腐蚀，对管线外部腐蚀使管线发生泄漏。

四、天然气集输管线事故等级分类

1、目前我国根据天然气集输管线事故等级分为ABC三类

A类事故：主要是由于自然灾害、施工质量或人为破坏引起的管道较大裂纹或管体断裂，导致天然气大量泄漏而需要进行大规模抢修作业的事故。

B类事故：主要是由于腐蚀或人为破坏引起的管道穿孔（主要是腐蚀穿孔）或微小裂缝，导致天然气小型泄漏，但可以在线堵漏和补丁焊接处理，不需要更换管段的事故。

C类事故：由于自然灾害和设备设施故障而导致的管道变形、悬空，未导致管道裂纹，未有天然气泄漏的事故。

临汾区块煤系地层集输管线根据今后生产时间的延长、地理位置的特殊性，天然气的组分特征，出现事故等级的可能性为B、C类。其事故主要原因为①管线周围耕地、挖掘、取土等外力破坏造成管线穿孔天然气泄漏②自然灾害雨水冲沟，地基下沉导致管线、悬空。

五、临汾区块集输管线安全管理分析

综合以上天然气集输管线事故分析，如何有效的提高临汾区块煤系地层天然气管道的安全管理自然也变得至关重要。要加强对天然气管道的安全管理，防止事故的发生、增加其安全系数必须从严做起。以下是对天然气管道安全管理对策的简要分析：

（一）构建管线安全管理机制

构建一套健全的管线管理机制，可以有效的提高集输管线生产运行的安全性。只有健全各种规章制度才能真正做到有章可循，分工也更加明确，各负其责。作为天然气生产企业，应更加重视健全各种规章制度，比如安全生产责任制、安全检查制度、巡线制度以及事故隐患上报制度等各种有效地规章制度。

（二）加强隐患排查、定期巡线管理

定期巡检是及时发现和消除事故隐患、保证天然气集输管道安全运行的必要措施。对大量农耕地区、施工开挖活动频繁区等这些逐段加强巡线管理，并开展管道标识整治工作，有效避免了施工开挖破坏管道的情况发生。

（三）加强后期管理、完善应急预案

临汾区块煤系地层天然气集输管道到目前已经安全平稳运行了1年的时间，随着开发的进一步深入，在今后应更加重视后期的管理。要围绕完善组织、制度、责任、监督、体系以及资金等各方面的保障，健全岗位责任制，完善应急预案，并组织各级岗位员工加强对集输管线事故抢险应急处置的演练，从而提高各级管理人员和岗位职工的安全技能，提高管理者的管理水平和从业人员操作技能，提高应急抢险业务能力。

（四）加强安全宣传教育

就目前而言可能导致临汾区块煤系地层集输管线发生安全事故的原因多为人为因素，很多人不了解管道占压所存在的危险性以及危害性，也有的是一些责任心不强的人，严重影响力集输管线的安全性。因此，加强安全宣传教育是必不可少的。结合以上各种措施，形成一套全方位、全社会的燃气管道安全管理运行机制，既要提高公民的安全意识，又要提高企业员工的安全生产因素。

（五）构建现场协调机制

天然气集输管道一旦出现泄漏后，一定要及时组织现场抢修，由此才能够有效遏制由于天然气泄漏所导致的恶劣影响。天然气管道抢修现场协调机制的构建，可以确保天然气管道抢修安全性的全面提升，降低安全隐患。从根本上说，天然气管道抢修现场管理机制的主要目的是，确保天然气管道能够实现安全运行。相关研究数据显示，在发生天然气泄漏后，可以对管道泄漏严重性进行有效判断，并及时组织工作人员抢修泄漏的天然气管道。如果必须对其它部门进行调动，也要及时告知与准备。由于现代信息技术的广泛应用与普及，对当地消防部门、抢修施工部门以及设备供给部门进行有效联动，使其可以及时接到待命，有利于天然气管道抢修现场管理的安全性及有效性。

六、结论

总而言之，随着临汾区块煤系地层天然气的进一步开发，天然气集输管线安全管理会更加重要。天然气集输管线安全管理不仅可以大大降低管道事故发生率，而目能够避免不必要和无计划的管道维修和更换，从而获得巨大的经济效益和社会效益。相信只要共同努力，最大限度地挖掘自身潜力提升管道的检查检测能力，及时发现和整改事故隐患，临汾区块煤系地层天然气集输管线一定能够实现平稳安全运行。

参考文献

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引言

煤矿的自然环境非常复杂多变，我国目前已有的煤矿安全生产形势非常严峻，矿难时常发生，造成“以人为本”的生产方式遭受挑战。现有的煤矿人员安全管理系统因为存在效率低、无法有效监测人员状态、矿难发生后无法及时搜救等缺点，已经无法满足日益严格的安全需求，迫切需要对其进行改善。

一、系统组成

根据煤矿具体生产环境和要求，本文提出一种传感器节点识别速度快，能够随时检测环境温度和有毒气体浓度，出现意外时立刻报警的并振动通知井下工作人员的基于zigbee无线传感器网络的煤矿人员安全报警管理系统。

一种基于zigbee无线传感器网络的煤矿人员安全报警管理系统，包括监控中心、矿井口终端设备、至少1个zigbee基站、至少2个传感器节点和至少一个人员节点；其结构图如下图1所示。

图1 基于ZIGBEE技术的煤矿人员安全管理系统结构构成

二、ZIGBEE传感器节点的硬件设计

无线传感器网络是由多传感器节点以Ad-hoc（移动自组网、多跳网络）方式构成的无线网络。其目的是感知、采集和转发网络覆盖的地理区域中的感知对象的各种信息，并发送给上级监控中心。

传感器节点、感知对象（有毒气体、环境温度）、上级监控中心是构成整个系统的最主要部分。传感器节点由电源、传感器元器件、微处理器、存储器、通信部件和软件等几部分组成，其组成结构如下图2所示。

图2 ZIGBEE传感器节点的硬件结构构成

三、 ZIGBEE模块间的通信

在软件设计方面，根据网络各层的通信协议都要注意节能。ZIGBEE模块在进行通信前，都要进行有效的初始化。在初始化过程中，上级监控中心首先发出连接请求，看是否连接成功，若连接成功，则开始进行参数设置，初始化结束后，ZIGBEE模块信息处理流程如图3所示。每当程序设置的定时时间到，传感器节点会主动连接上级监控中心，并向上级监控中心上报检测到的相关信息，传感器节点之间的通信与此类似。

图3 ZIGBEE模块通信流程图

四、 结束语

本文针对现有的煤矿安全管理系统的种种不足提出了一种新型的、以无线传感器网络为基础，并与现有的RFID技术相结合，实现井下的温度、气体浓度等参数目标全面及时的监控与预警。建立起集多种信息的综合性、计算机的交互性、通信的分布性和监控的实时性等技术与一体的煤矿人员安全管理系统。对目前市场上的系统研究有一定的启示作用。

参考文献：

[1]http：///article/article_detail.aspx？aid=10133.

[2]RFID标签阅读器系统防冲突算法的研究。于惠钧，刘晓燕，朱永祥，包装工程。2008，17（7）：21-23.

[3]郑增威。若干无线传感器网络路由协议比较研究。计算机工程与设计，2003，24（9）：28-31.

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