年1月12日18时许,陕西省榆林市神木市永兴办事处百吉煤矿发生井下冒顶事故,并引发采空区有毒气体溢出。据央视消息,13日6时50分,最后两名遇难矿工被找到。至此已有21名矿工在事故中死亡。
冒顶,指矿井在开采过程中发生的上部矿岩层塌落现象。是由于开采后原先平衡的矿山压力遭到破坏,因此多发生在顶板,也就是煤层上方岩层来压期间。
(陕西神木矿难事发地-百吉矿业李家沟煤矿图片来源网络)
这并非神木第一次发生煤矿事故。
年7月,神木汇森凉水井煤矿发生矿难,造成18人遇难。
年1月,神木县刘家峁煤矿发生瓦斯事故,死亡11人。事故的后续调查显示,涉事的两个煤矿均存在违法生产行为。
在我国,煤矿事故时有发生。有关资料显示,世界煤炭产量约50亿吨,煤矿事故死亡总数约人。中国目前煤炭产量占世界总产量的35%,但死亡率却占全球煤矿的近80%。
中国煤矿事故死亡人数是世界上主要采煤国家死亡总人数的4倍,每年因为煤矿事故的伤亡人数都有数千人,造成了数千个家庭的悲剧,为国家和社会造成了巨大损失。
煤矿安全之痛
中国煤炭资源分布面广,除上海市外,全国30个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。
在全国多个县中,多个有预测储量,已有煤矿进行开采的县就有多个,占60%左右。我国“富煤、贫油、少气”的能源格局,决定了煤炭在我国能源战略中的主导地位。大部分煤层均远离地表,因此无法使用露天开采的方式。地下开采占世界煤矿生产的60%。
由于煤矿井下环境的特殊性,导致煤矿普遍存在入井人员管理困难,井下和地面信息传递不及时,管理人员难以及时掌握井下人员的动态分布及作业、存在沟通难、管理难的问题,而且一旦有事故发生,对井下人员的救援缺乏可靠信息,给安全生产管理、抢险救灾带来了巨大隐患。
煤矿各系统相互独立、数据分散、业务协同性差,因此建立便捷的高集成度设备及“大数据”监控共享平台,成为各煤矿开发企业及管理部门努力的方向。为防止矿难发生,提高煤矿安全系数,当前,以下6种技术正逐渐在煤矿系统中应用。
(1)智能视频监控系统应用
据一位曾经部署煤矿智能安防系统项目的技术从业人员描述:“煤矿开采的深度一般在地下几百米,而挖的煤道也有50-60公里那么长。
隧道周围的环境比较恶劣,比如潮湿、空气不流通,挖煤的时候,还会产生瓦斯、二氧化碳等有毒气体,瓦斯加上空气不流通,在挖煤的过程中很容易引起爆炸、着火。除了环境恶劣之外,要跟地面联系或跟其他人员联系,通讯是一个很大的难题。
人员在地下,人员在哪个位置也是很难找到的,特别是出了事故、塌方等,这种情况下根本没办法掌握人员位置。除了气体检测器,每个人下井还要将小灵通、照明、定位卡、相机等等全部都带上,身上基本上全挂满了,这样的装备在煤矿下作业非常不方便,井下作业受到极大妨碍。它们远远不能满足煤矿的安全保障和‘数字矿山’的建设需求。”
视频监控系统在煤矿、矿山领域的应用由来已久,目前已经成为工业自动化系统中的重要组成部分,在矿山的安全管理和生产管理中发挥着重要的作用。
煤矿井下视频监控系统主要由前端设备、传输设备、中心控制设备三部分组成,采用无线视频监控的方式,通过井下防爆摄像头全方位采集井下信息,可就近通过工业电视专网将信号及时传至地面使用单位。系统可与矿用广播、人员定位、安全管理、无线通信等系统互联互通,为监控人员提供了极大的便利。
从煤矿工业信息化建设的发展趋势来看,将安防监控系统融入矿井综合自动化系统,实现煤矿井下危险源检测、识别、预警、作业人员人脸识别等技术是大势所趋。
(2)地下定位技术
传统的定位通过北斗卫星等收发信号,然而煤矿深入地下,接收不到天上卫星的信号。为解决了人员的定位问题,目前已出现的安防整体系统解决方案中进行了建立基站及辅助设施的规划设计,这也是煤矿应用的新解决方案之一。
(3)气体检测防护技术
煤矿的地底下有很大的粉尘,还面临着潮湿的环境。一般的仪器,用几天,如探测器的探头,就容易附着灰尘、湿气,设备寿命会大大缩短。根据实际环境,行业新兴的气体检测仪集成设备,能适应煤矿恶劣的环境,具有超强防护功能,设备使用寿命大大提升,在十分恶劣的环境下能正常灵敏的工作。
(4)无线通话技术
语音通话。煤矿矿道是弯曲的,因此小灵通在拐弯的地方信号较差,通过无线技术,可以解决通信的问题,包括将监控视频的实时上传。
(5)大数据分析
AI人工智能的迅速发展,AI及大数据分析在煤矿这样特殊的场景中也得到了新的应用。目前新兴的先进的智能大数据算法,它能够统计出煤矿中哪些区域容易产生气体,可生成数据报表,为后面的作业提供安全预警及有价值的数据分析,知道哪些区域可能产生有毒气体如瓦斯的几率大,让操作人员避开危险区域,减少事故的发生。
(6)物联网平台
物联网平台的出现,能让煤矿管理员通过APP平台,与互联网对接,能随时掌握地下的矿工动态、信息、讲话、实时视频,采煤的现场作业情况都能了如指掌。
目前,智能安防及AI人工智能技术正快速在煤矿领域中应用普及,这将大大提高矿工工作安全系数。