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第 44 卷第 7 期 煤 炭 科 学 技 术 Vol.44No.7 2016 年7 月 Coal Science and TechnologyJuly2016 互联网煤矿安全在新经济形态下的发展及展望 胡千庭 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室, 重庆400044 摘要 基于对煤矿安全已有技术成就的阐述, 结合对互联网概念、 特征的理解, 提出构建以煤矿企 业、 技术服务方、 政府作为实施 “互联网煤矿安全” 责任主体, 积极推动金融投资机构参与的组织思 路; 依托煤矿企业建立健全灾害风险监控预警系统、 政府构建互联网大数据平台和监管预警系统、 技 术服务方提供个性化技术产品和专业化技术服务、 金融投资机构提供资金支持, 形成多方融合性利益 关联的经营主体, 利用互联网实现信息共享、 利益支撑、 目标融合、 创新驱动。分析认为实现互联网 煤矿安全的难点主要在于技术和机制, 因此建议应加大技术研发力度、 调整社会和企业管理机制, 建 立信誉社会、 法治社会是实现互联网煤矿安全的先决条件。 关键词 互联网; 煤矿安全; 灾害风险监控; 灾害预警; 管理机制 中图分类号 TD76文献标志码 A 文章编号 0253-2336 2016 07-0010-05 Development and prospect of internet plus mine safety under new economic Hu Qianting State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing400044, China Abstract Based on the technical achievements of coal mine safety and the concept of internet plus, the organization thinking of construc- tion main responsibility based on coal mine enterprises, technical services, the government is proposed, which promotes financial investment institutions to participate.Relying on the disaster risk monitoring and warning system established by coal enterprises, internet data plat and supervising-warning system built by government, personalized technology products and professional technical service provided by tech- nical services and financial support provided by financial and investment institutions, a multi fusion of associated with the interests of man- agement main body is ed.Ination sharing, interest, target fusion and innovative drive is achieve by internet.The analysis shows the difficulty of the realization of internet plus coal mine safety is technology and mechanism.Therefore, it is suggested to increase technology research and to adjust the social and enterprise management mechanism.The establishment of credit society and the rule of law is prerequi- site for internet plus coal mine safety. Key words internet plus;coal safety;disaster risk monitoring;disaster warning;management mechanism 收稿日期 2016-03-16; 责任编辑 赵瑞DOI 10.13199/j.cnki.cst.2016.07.002 基金项目 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 106112015CDJZR245520 作者简介 胡千庭 1957 , 男, 江西吉安人, 教授, 博士生导师。E-mail huqtin cqu.edu.cn 引用格式 胡千庭.互联网煤矿安全在新经济形态下的发展及展望[J].煤炭科学技术, 2016, 44 7 10-14. Hu Qianting.Development and prospect of internet plus mine safety under new economic [J].Coal Science and Technology, 2016, 44 7 10-14. 0引言 从安全生产的角度, 煤矿井工开采面临着五大 灾难性事故的威胁, 即瓦斯事故 包含瓦斯爆炸、 瓦 斯中毒或窒息、 煤与瓦斯突出 、 水害 包含老空水、 溶洞水、 承压水、 地表水等透水 、 火灾 包含煤炭自 燃火灾、 外因火灾等 、 顶板事故 包含顶板垮塌、 冲 击地压或矿震等 、 煤尘爆炸, 还面临一些小伤亡事 故的威胁, 如机电、 运输、 爆破、 高处坠落等; 从职业 危害的角度, 煤矿井工开采面临着粉尘、 高湿、 高温、 噪声等职业环境伤害性事故的威胁。因此, 煤矿井 工开采是一种高危行业, 事故隐患源众多, 且极易引 发群死群伤的重特大事故。近十年, 我国政府高度 重视煤矿安全生产, 在煤炭产业规模迅速扩大的条 件下, 煤矿安全事故显著下降, 煤矿生产死亡人数已 由 2005 年的5 986 人降低到 2015 年的598 人, 生产 01 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 胡千庭 互联网煤矿安全在新经济形态下的发展及展望2016 年第 7 期 百万吨煤炭死亡人数由 2005 年的 2.811 人降低到 2015 年的 0.162 人 [1-2 ]。这一成绩的取得得益于政 府的强制性监管与财政支持、 企业的高成本投入、 防 灾技术的显著进步, 也与我国高速发展的经济形势 密不可分。但随着我国经济发展速度的放缓, 煤炭 开采业进入产能严重过剩, 经济全面亏损阶段, 高成 本投入难以为继, 调结构、 促升级将成为产业健康发 展的必由之路 , “互联网煤矿安全 ” 、 “互联网煤炭 生产” 将是调结构、 促升级的最有效手段。 1对“互联网” 概念的理解 2015 年 3 月 5 日十二届全国人大三次会议上, 李克强总理在政府工作报告中提出“制定‘互联 网’ 行动计划, 推动移动互联网、 云计算、 大数据、 物联网等与现代制造业结合, 促进电子商务、 工业互 联网和互联网金融健康发展, 引导互联网企业拓展 国际市场。 ” 7 月 1 日发布了“国务院关于积极推进 “互联网” 行动的指导意见, 国发〔2015〕 40 号” 。 根据对 “互联网” 概念的理解 “互联网” 就是 “互 联网各个行业” , 是将移动互联网、 云计算、 大数 据、 物联网等信息通信技术与传统行业进行深度融 合, 提升实体经济创新力和生产力, 形成更广泛的以 互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态, 目的是发展壮大新兴业态, 打造新的产业增长点, 实 现产业智能化, 增强新的经济发展动力, 促进国民经 济提质增效升级[3 ]。 “互联网” 的目的是形成产业智能化的经济发 展新形态, 具有六大特征 即跨界融合、 创新驱动、 重 塑结构、 尊重人性、 开放生态、 连接一切 [4 ]。所谓跨 界融合, 主要指跨身份界限, 包括行业身份、 地域身 份、 从属身份、 服务与被服务身份等, 各类身份融合 在一起, 从研发到产业化、 从服务到被服务、 从监管 到被监管、 从投资到产出的多方融合, 创新出新的业 态、 促进群体智能化; 创新驱动主要指融合创新, 依 据跨界融合促进技术创新、 生产模式创新、 经营方式 创新、 监管方式创新等; 重塑结构主要指重塑社会经 济发展结构, 包括经济结构、 社会结构、 文化结构等, 混合所有制的经济结构、 责权利对等的社会管理结 构和企业文化结构将成为主体; 尊重人性主要指对 人性的尊重、 对人体验的敬畏、 对人创新能力发挥的 重视, 以人为本; 开放生态主要指开放创新生态, 摈 弃制约创新的机制、 链接创新孤岛、 构建开放式创新 生态; 连接一切主要指连接不同价值、 不同层次、 不 同需求的对象。 “互联网” 的典型应用案例主要有 “互联网 工业” , 改造原有产品及研发生产方式, 类似于工业 4.0[5 ], 推行制造智能化, 依据对需求参数的监测分 析制造个性化产品, 需求参数来源于需求大数据, 制 造参数来源于应用效果大数据, 大数据来源于需方 生产过程中以及供方产品运行过程中的物联网实时 监测与分析, 需方的参数需要满足下一级需方的个 性化要求, 供方的个性化设计也需要连接能够满足 个性化设计技术持有方的二级供方, 体现了多层次 供需方身份的跨界融合、 供需方技术创新乃至经营 方式创新的融合, 体现了满足最优化的人性需求; 随 着工业 4.0 的实施, 社会管理的法律法规和经营管 理的股份关系、 规章制度等都将随之发生改变, 必将 要求构建满足不同价值、 不同层次供需方的开放式 创新生态。 2煤矿安全技术及经营方式现状 煤矿防灾领域主要包含政府的防灾法规与监 管、 煤炭企业的生产技术管理与责任制、 防灾技术的 进步与应用。政府依据社会风险承受度制定与之相 适应的法规标准, 依据法规标准进行监管; 煤炭企业 依据政府法规标准的要求, 采用适宜的技术工程措 施, 在满足法规标准要求前提下尽可能以少的投入 产生更多的经济效益; 技术提供方依据政府的要求 尽可能提供能使煤炭企业以少的投入产生更多安全 和效益的技术产品, 同时为政府提高法规标准要求 和监管执法效率效果提供支撑; 由此构成政府-煤 炭企业-技术提供方紧密配合的市场运行模式, 促 进社会进步和经济发展。煤矿安全技术的经营方式 目前主要有技术持有方依据合同提供有限可选技术 和产品, 近些年也探索了现场技术服务承包、 技术托 管等模式。 煤矿安全技术主要有危险源预测预警、 消除危 险性技术措施、 安全防护技术措施、 灾变应急救援与 抢险技术措施等。首先是危险源预测预警, 发现危 险源时应及时采取工程技术措施消除危险性; 鉴于 技术可靠性、 工程精确性、 监管有效性都可能存在误 差, 某一环节的失效都可能引发事故, 因而生产实际 中通常还需要采取安全防护措施保护人的生命, 一 旦发生事故, 需采取应急处置措施使事故损失降到 最低。 1 在危险源预测预警技术方面, 已有煤矿安全 11 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 2016 年第 7 期煤 炭 科 学 技 术 第 44 卷 监控系统, 能够监测风流中的 CH4、 CO、 CO2、 H2S 等 有毒有害气体浓度、 温度、 粉尘浓度、 风流速度 等 [6 ], 监测抽采瓦斯管路中气体浓度、 温度、 负压、 流量等 [7 ], 监测采空区 CH 4、 C2H6、 C3H8、 C4H10、 C2H4、 C2H2、 CO、 O2等火灾标志气体[7 ], 监测输送带 高温点和电缆短路点, 监测支撑阻力、 支柱伸缩速 度、 锚杆拉力、 顶底板位移等矿山压力参数[8 ], 监测 矿井涌水速度、 水质、 水压等涌水参数 [9 ], 监测沉积 煤尘厚度、 粉尘浓度等 [10 ], 还能监测人员位置、 设备 运行位置及工况参数、 设施状态参数等 [11 ], 并建立 了井下有线以太网与 WiFi、 Zigbee、 RFID 等无线网 相结合的通信系统[12 ]。同时研究了煤层瓦斯参数 测定技术、 地质构造超前探测技术、 应力测定技术、 采掘作业面进尺及位置监测技术、 煤岩体破坏的微 震和 AE 声发射监测技术、 煤矿灾害危险性判定技 术、 瓦斯灾害危险性预警技术等[13-14 ]。 2 在消除危险性技术方面 [15-17 ], 已有开采保护 层卸压释放应力与瓦斯、 煤炭开发前/中/后地面井 抽采瓦斯、 井下穿层钻孔预抽和卸压抽采煤层瓦斯、 井下顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯、 采空区抽采瓦斯、 通 风稀释瓦斯、 自动隔抑爆技术、 注喷浆防灭火、 注喷 惰气防灭火、 均压防灭火、 无火花材料技术、 电气防 隔爆技术、 锚梁网支护、 门型支架支护、 液压支架支 护、 爆破卸压防冲击、 注水软化防冲击、 钻孔疏放水、 岩层注浆加固防水、 冲洗沉积煤尘、 喷雾降尘、 除尘 器除尘、 泡沫除尘、 封闭控尘、 注水抑尘等系列技术。 3 在安全防护措施方面, 已有远程施工技术、 个体逃生避险技术、 防突反向风门和防水闸门技 术等。 4 在灾变应急救援及抢险技术方面, 已有灾区 接力无线通信和透地通信技术、 灾区侦测技术、 灾区 人员生命探测技术、 被动和主动隔抑爆技术、 惰性气 体及不燃性粉剂灭火技术、 泡沫灭火技术、 火区封闭 技术、 地面大直径定位快速钻井技术、 大功率快速排 水技术、 可控型排瓦斯技术、 快速清障技术、 快速临 时支护技术等。 3“互联网煤矿安全” 的实现途径探讨 煤矿安全的责任主体是煤炭企业, 监管主体是 政府, 服务主体是技术服务方, 因此“互联网煤矿 安全” 的实施主体也应该是煤炭企业、 政府和技术 服务方。 1 从煤炭企业的需求角度, 围绕安全、 生产、 效 益 3 个主要目的, 首先是需要提前准确掌握生产目 标区的危险源分布及危险程度, 提前实施对应有效 的低成本工程技术措施消除危险性, 为在安全环境 下进行高效生产创造条件; 因而灾害危险源分布和 危险程度及其变化趋势的在线监测预警便是“互联 网煤矿安全” 的一个基础。其需要掌握各类灾害 事故的主控因素及其关联关系, 需要掌握目标区内 控制网络节点处各相关主控因素状态及变化趋势, 以及对其状态和变化趋势起主控作用的二级主控因 素及变化趋势等, 因此, 需要建立动态参数监测网、 动态监测数据库、 主控因素提炼及其关联关系判识 模型、 预警信息发布管理模型等, 结合消除危险性工 程技术措施及效果主控参数、 个体防护措施参数、 灾 变特征及应急控制主控参数的监测与控制, 构成煤 矿灾害风险监控预警系统。 2 从政府监管角度, 目前主要依靠地方政府安 全监管人员和国家煤矿安全监察人员通过文案审 批、 现场监察等方式实现。将各煤炭企业的监控预 警系统通过互联网串接起来, 构建全国煤矿安全监 管网络和大型动态数据库; 依据大数据挖掘分析寻 找事故源的主控因素, 支撑法规标准的制修订与监 管重点对象的确定; 依据互联网平台和大数据的分 析, 及时发现隐患并督导整改, 显著提升监管效果、 降低监管成本; 依据对监管记录的分析, 对被监管企 业建立安全守法信誉机制; 变惩处为主的被动监管 为警示为主的主动监管。 3 从技术服务方的角度, 首先应为煤炭企业建 立高效煤矿灾害风险监控预警系统提供技术支撑, 包括信息采集与传输、 信息数据库的建立、 主控因素 提炼分析、 主控因素关联关系分析、 风险状态及变化 趋势判识模型、 应急控制预案等。其次应为政府利 用互联网大数据技术进行监管执法提供支撑, 包含 大数据互联网络建设、 事故源主控因素的数据挖掘 分析、 法规标准制修订的理论依据等。另外为自身 建立个性化服务模式提供支撑, 依据煤矿企业个体 特征提出个性化技术和服务, 包含个性化的技术方 案、 工程设计、 设备设施以及个性化远程与近程相结 合的技术服务、 工程托管等, 实现定制式专业化技术 服务。 4 鉴于煤炭行业当前去产能、 调结构的经济形 势, 在政府支持下, 通过调整保留的优势煤炭企业经 济结构, 改造提升其安全生产技术水平, 使其实现信 息网络化、 工程自动化、 技术专业化、 决策智能化的 21 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 胡千庭 互联网煤矿安全在新经济形态下的发展及展望2016 年第 7 期 现代生产方式。因此, 引入投资机构的介入, 为煤矿 企业提升安全生产技术水平提供资金支持, 构建政 府支持下的煤炭企业技术服务方金融投资机构 的多方融合性经营主体, 将会极大促进煤炭行业经 营技术水平的显著提升。 依据上述各方的利益诉求, 构建煤矿企业 政府技术服务方资金方的四方联合, 以互联 网为依托, 实现跨界融合, 促进安全、 生产、 效益 共同目标的实现, 促进各方产品智能化的实现; 构建煤炭企业技术服务方金融投资机构的 多方融合性经营主体, 依据各自的资金、 资源、 技 术优势承担煤矿安全生产各自任务, 共享煤矿安 全生产效益。 具体的实现方式应以具有雄厚专业实力的技 术服务方为中心, 联合相关技术研发、 技术产品和 技术工程服务方构建技术服务平台, 联合煤矿企 业构建技术服务应用平台, 联合政府构建政策法 规支撑平台, 联合金融投资机构构建资金支撑平 台。技术平台参与者各方以技术产品和技术工程 服务联合体市场化运行方式进行合作; 技术服务 平台与技术应用平台之间以技术服务个性化优质 优惠服务为纽带, 提供满足应用群体个性化需求 的优质优惠技术服务, 并建立利益关联的合作机 制; 技术平台与政府平台之间以优质优惠的技术 服务支撑政府监管政策法规的改进和监管手段的 升级, 并服务于促进煤炭企业的技术、 管理合法化 升级; 技术服务平台与资金投资平台之间, 以优质 优惠的资金回报咨询、 技术产品服务为纽带, 促进 资金投向优质回报的煤矿企业, 并促进煤矿企业 获得更好的投资回报。 由此促进各平台之间的融合, 促进各平台之 间不断创新, 重塑各方利益经济结构和社会管理 结构。因此, “互联网煤矿安全” 的有效实现途径 就是 以互联网为手段, 以专业实力雄厚的技术服 务方为中心, 构建技术服务平台、 技术应用平台、 法规支撑平台、 资金支撑平台, 创新平台间的互利 共赢机制, 促进煤矿企业实现灾害风险智能化监 控预警、 政府对隐患实现智能化监管、 技术服务方 研发智能化技术服务产品、 资金投资方的资金投 向高回报的智能化改造和智能化技术的研发。利 用互联网实现信息共享、 利益支撑、 目标融合、 创 新驱动的煤炭安全生产经济新形态。 4实施 “ 互联网煤矿安全” 存在的难题分析 1 从技术方面, 信息网络化受到测定技术的局 限, 许多数据测不准或测不起, 如与煤矿动力灾害关 系密切的地应力状态参数及变化趋势、 与火灾密切 相关的采空区高温状态、 空间位置及变化趋势、 与各 类灾害都可能密切相关的构造状态参数等; 工程自 动化技术仍处于起步探索阶段; 决策智能化的数据 挖掘技术与各类决策模型, 尤其是综合性决策模型 仍处于起步探索阶段, 能够应用于工程实施的各类 控制预案仍属于空白。 2 从机制方面, 政府企业技术服务方金 融投资机构等合作各方的互信机制尚未建立, 政府 与煤矿企业处于监管与被监管的关系, 互信机制的 缺失给信息共享带来困难; 煤矿企业面临调结构、 产 业转型、 安排富余劳动力、 追求自主知识产权等任 务, 寄希望于建成自成体系的封闭式运行机制, 与技 术服务方之间存在竞争的矛盾关系, 难以实现技术 信息共享、 阻碍市场出让; 技术服务方之间存在激烈 的市场竞争关系, 难以形成相互信赖的联合体; 技术 服务方与煤矿企业之间主要依存契约式专项服务, 缺乏利益关联机制; 资金提供方与煤炭企业、 技术服 务方之间主要依存信贷的债权关系联系在一起, 同 样缺乏利益关联机制。因此, 合作各方合作共赢的 理念还不具备、 信誉机制不能有效建立、 利益关联性 机制不健全、 监管机制不完善, 给多方共赢合作的社 会机制建立带来困难。 5实施“互联网煤矿安全” 的建议措施 加强信息网络化、 工程自动化、 服务专业化、 决 策智能化技术研究, 为“互联网煤矿安全” 提供技 术支撑; 重塑利益关联的经济运行机制和社会监管 机制, 促进利益关联型合作共赢运行机制建设; 改革 对国有机构的考核机制, 强化国有机构的市场优先 原则, 调减国有机构的社会职能, 引导国有机构经营 理念的变革; 加强社会信誉机制建设, 建立对信誉缺 失机构的严惩机制, 激励企业主动提升安全生产技 术水平, 强化落后生产力企业的退出机制; 强化法制 化建设, 激励机构显著提升守法意识, 加大违法惩治 力度和违法成本; 建立知识产权公正保护制度, 使知 识产权的权属在投资方、 技术思路提供者、 技术实现 者之间进行合理分配; 建立企业间公平的合作关系, 依据合作资源的贡献确定合作机构的话语权; 建立 31 中国煤炭期刊网 w w w . c h in a c a j . n et 2016 年第 7 期煤 炭 科 学 技 术 第 44 卷 促进 “互联网煤矿安全” 的金融投资激励机制, 激 励金融投资机构以利益分享身份参与“互联网煤 矿安全” 工程建设; 加大政府财政投入, 为关键技术 研发、 公共网络平台建设提供政策与资金支持; 调整 政府监管机制, 建立事前警示性监管与事后违法重 处相结合的监管机制, 促使被监管方主动接受事前 警示性监管、 恐惧事后重处性监管。 6结语 “互联网煤矿安全” 的基本思路是以互联网为 载体, 在煤矿全面建立健全灾害风险监控预警系统、 政府构建互联网大数据平台、 技术服务方提供个性 化技术产品和专业化技术服务, 将互联网、 云计算、 大数据、 物联网等信息通信技术与煤矿安全技术、 工 程、 监管等各个环节进行深度融合, 促进煤矿安全的 信息网络化、 工程自动化、 服务专业化、 决策智能化; 构建包含金融投资机构在内的多方融合利益关联性 经营主体, 变契约式技术服务、 债权式金融为利益关 联性经营主体中责权利的一方, 变政府被动式监管 为事前警示性监管与事后重处相结合的主动式监 管, 使融合性经营主体主动接受事前警示监管、 恐惧 事后重处, 实现信息共享、 利益支撑、 目标融合、 创新 驱动的经济新形态。与“互联网煤炭生产” 相结 合, 实现煤炭开采产业智能化, 增强产业发展动力, 促进产业提质增效升级。为此, 需要加强技术研发, 加强社会信誉制度建设和“不敢违法” 的法制社会 环境建设, 建立社会成员尊重知识产权、 企业不断提 升生产力水平、 金融机构和技术服务方向利益关联 身份转变等激励机制, 为“互联网煤矿安全” 的实 现创造条件。 参考文献 References [ 1]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.2003- 2005 年度全国煤矿事故分析报告[ R] .北京 国家安全生产监 督管理总局, 2006. 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