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大数据技术在煤矿安全管理的应用

 论文栏目:煤矿安全论文     更新时间:2018/12/7 15:42:55   

摘要:近年来,煤矿安全管理工作逐渐引入信息技术手段,产生了大量的数据,从而为矿井管理工作提供了一个新的方向。本文阐述煤矿数据的基本特征,分析煤矿应用大数据技术的可行性,并在此基础上,探讨该技术的应用趋势。

关键词:大数据技术;煤矿;安全管理;应用

煤矿安全工作贯穿于生产与管理的各个环节。近年来,信息化技术在煤矿中的应用,使各子系统相互间的联系更加紧密,在很大程度上改善了信息的准确性与深度,为煤矿安全管理工作积累了许多有价值的信息资料。但到目前为止,这些信息还停留在浅层次的应用上,在记录、查询、报警等方面,并未发现不同数据之间的关联性,无法妥善处理好生产系统的安全问题。因此,需要加大信息化建设推进力度,开发更全面的数据分析工具,深入挖掘数据的作用,构建科学合理有效的监测模型,探索各类事故的特点,为煤矿安全生产决策提供强有力的支持。这既有助于进一步提升煤矿的安全管理水平,又能确保煤矿生产的安全性。

1大数据及其应用

2011年,美国麦肯锡全球研究院(MGI)在题为《大数据:未来创新、竞争、生产力的指向标》的报告中,首次提出了大数据(bigdata)概念,即指大小超出常规的数据库工具获取、存储、管理和分析能力的数据集合。它有着比较突出的4V特点:即Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)。作为新型的预测技术方法,它凭借自身具有的更有效、更及时的指标而深受青睐。如,Amazon研究顾客的浏览与购买记录,由此得出顾客的偏好,有针对性地为顾客推荐相关商品及信息;12306网站通过研究乘客订票信息,对客流量进行预测,为合理分配运力提供了参考依据,为人们的出行提供了便捷条件。相对于传统数据观念,大数据尤其强调整体的特点、事件处理的效率和数据的关系,对每一领域数据观念的改变都起到积极的作用。

2大数据与煤矿安全管理

相关数据显示,近年来,我国煤矿安全指标逐渐朝着良性的方向发展。然而,煤炭行业依旧属于高危行业,并未彻底摆脱高事故率的困境。要想不断提升煤矿安全生产水平,必须做好安全管理工作。在煤矿安全管理工作中引入大数据技术,可以丰富管理方法、优化信息系统。

2.1生产特征

最近几年,我国煤炭价格一直在低位徘徊,煤炭行业形势不容乐观。然而,煤炭依旧具有不可替代的战略地位。(1)我国大多数煤矿为井工开采,井下条件错综复杂,由于地质水文条件、赋存条件、井田规模等影响,形成了众多开采方法。(2)由于井下空间狭窄、条件恶劣、作业地点不断变动,增加了对各种事故的控制难度,从而对机械设备的可靠性与安全性提出了更高的要求。(3)井下生产过程复杂,包括诸多系统,如通风、采煤、供电、开拓掘进、运输等,要确保每个系统彼此配合、顺利运行,并非易事。

2.2数据特征

(1)规模大。煤矿企业生产中会产生许多数据资料,这些资料是实时变化的,并且具有非常重要的作用,如,测量数据(井下职工情况、机械情况)、环境监测数据(瓦斯含量等)。(2)种类多。煤矿日常运行过程中会形成许多监测数据,其中包括结构化数据,如累计值、平均值等,还涉及半/非结构数据,如事故案例、矿图数据、监控数据等,后一类的比例日益增加。(3)价值密度低。煤矿井下配备有许多监控设备及传感器,它们负责记录井下各环节的动态,监控机械工况以及环境条件,形成了许多数据,但有价值的少。(4)产生和增速快。近年来,煤矿安全管理各环节纷纷引入了信息化技术,形成了一个非常复杂、有机结合的系统,包括考勤、矿压、瓦斯等监测系统。每一个系统的全天候运行,形成许多数据,且快速增长。预测是大数据的重中之重。煤矿数据的4V特征,可以通过大数据技术加以处理,并在此基础上,对事故发生的概率进行预测。大数据下的相关关系分析为煤矿提高安全管理水平提供了一种新思路,可以通过数据处理结果做出更加科学合理地决策,从而减小人为失误,为构建安全管理系统创造良好的条件。

3煤矿安全管理中大数据技术的应用前景

3.1大数据变革管理思维,提升系统安全观念

相对于大数据,小数据时代下的直线思维注重数据的精确性,通过分析事物规律,为煤矿安全生产提供参考,但该模式已无法满足复杂的煤矿生产系统的需要。经过长时间的信息化应用,煤矿形成了许多数据资料,例如GIS、地质、监控等方面的数据,其中含有5%的结构化数据,可以在传统数据库中使用。而其他的非结构化数据,尽管占比非常高,但是却比较复杂,不容易利用。想要进一步应对煤矿复杂的安全生产系统,就要积极更新思维,降低对数据精确性的追求,分析大数据时代下的混杂数据。海量纷杂的数据、优秀的分析工具、先进的计算机设备为全样本数据分析创造了良好的条件。大数据技术分析煤矿生产过程中产生的所有数据比少量的、精确的样本数据更适合煤矿,可以充分发掘不同数据之间的相互关系,发现隐藏在背后的信息,得到更多有价值的数据资料,降低人为主观意识的错误,为煤矿做出科学合理地安全决策提供帮助。

3.2大数据技术提升设备运行可靠度,实现对设备动态的有效监测

近年来,煤矿自动化水平不断提升,越来越多的先进设备被引入煤矿生产。过去,基本是等到机械设备发生故障以后才维修,不但维修难度高,而且还会对煤矿生产进度产生阻碍,并且也会提高事故风险。大数据技术可以妥善处理上述难题,如,在通风机上配置传感器,用来记录各种相关数据,对每个工况点的动态进行分析,寻找其中的故障点,系统自动对比这些异常与正常情况,便能够发现问题的根源。在第一时间找出设备的异常,系统能够提前发出提示,便于企业做好防范措施。与设备故障导致煤矿停产的损失对比,收集与分析数据的投入明显减少,同时,安全性明显提高。

3.3大数据技术提供事故分析新视角,实现安全管理关口前移

发生事故后对其原因进行分析、明确各方责任,对减小事故率有所帮助。但事后处理模式具有滞后性,不能深入发掘安全生产数据,分析事故规律。例如,对于瓦斯爆炸事故,基本上是从火源、CH4、O2浓度等环节入手,然后分析管理、设备以及人员等因素,该方法对于煤矿生产安全起着重要的推动作用,但到目前为止,我国关于瓦斯爆炸的研究基本停留在模拟硐室或实验室的层面,没有充分兼顾煤矿井下具体条件,不能分析其他因素的作用。通过大数据技术深入分析,能够尽可能地挖掘出更多的环境因素,然后构建相应模型,为煤矿安全生产提供参考依据。大数据技术可以更加全面地分析事故,从多个层面进行预防,将安全管理关口前移,相对于事后分析模式,具有更重要的作用。

4结束语

随着科学技术的不断发展,我们已经进入大数据时代。虽然煤矿企业大数据的应用时间较短,仍在起步阶段,但大数据却具有非常巨大的发展潜力,有助于变革管理思维,提升系统安全观念,实现对设备动态的有效监测。大数据技术不但可以提升煤矿的安全管理水平,而且能为煤矿生产顺利进行提供坚实的保障,推动煤矿企业的持续发展。

参考文献:

[1]李莎.“互联网+”时代煤矿大数据应用分析[J].中国战略新兴产业,2017,(8):24-29.

[2]刘香兰.煤矿安全生产大数据分析与管理平台设计研究[J].煤炭工程,2017,(6):32-35.

[3]马小平,代伟.大数据技术在煤炭工业中的研究现状与应用展望[J].工矿自动化,2018,(1):50-54.

[4]张玲,韩俊刚.物联网和大数据及云计算技术在煤矿安全生产中的应用研究分析[J].信息记录材料,2018,(6):112-113.

作者:阿拉腾其劳 单位:国家能源集团

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