文章来源：《智能矿山》2023年第5期“技术与装备推广”专栏

作者单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司

引用格式：陈运启.煤矿灾害智能一体化管控平台[J].智能矿山，2023，4（5）：57-59.

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煤矿灾害智能一体化管控平台基于统一标准数据规范研发一体化采集服务软件，可实现物联网传感设备及多源异构子系统数据的高效采集与分布式存储；基于《煤矿安全规程》及监测监控系统标准规范，构建煤矿监控系统合规性评价体系，可实现监控系统不合规隐患自动识别；建立安全主题数据集，基于大数据分析方法，构建煤矿瓦斯、水、火、顶板、粉尘、机电设备等典型灾害风险特征图谱，可实现风险自动判识；灾害成因机理和大数据分析技术相结合，可实现煤矿安全态势分析与灾害预测预警；基于工作流技术与多级协同联动控制策略，建立煤矿超限预警事故多级处理模型；基于微服务技术架构体系和跨平台开发框架，融合Web在线组态、二/三维GIS一体化服务、三维建模等技术，可实现灾害风险推演与可视化展现。

（1）基于云边协同的多灾害一体化融合管控技术

针对多灾种耦合伴生、灾害表征复杂多样，打破单灾种“各自为政”的局面，遵循统一数据标准，突破数据高效存储、多维挖掘等技术，构建矿井灾害专业中台服务，集成多灾种监测预警指标、方法、模型，构建基于模型和数据互馈驱动的3层递阶灾害联动控制策略，实现了多灾种一体化监测、预警、控制与联动，可有效解决安全集中监测、灾害综合预警的问题，提高灾害处置的效率。

（2）支持面向国产化跨平台部署与应用信息安全与国产化应用是国家能源安全的关键要求和重要技术保障，煤矿灾害智能一体化管控平台基于跨平台开发框架与开发语言编程实现，在支持Windows操作系统及国际主流关系数据库的基础上，满足麒麟操作系统V10和国产主流关系数据库的部署应用要求，可适性范围更广，自主性和安全性更高。煤矿灾害智能一体化管控平台与其他技术平台对比见表1。

表1 煤矿灾害智能一体化管控平台与其他技术平台对比

煤矿灾害智能一体化管控平台已在陕西、内蒙古、宁夏回族自治区等煤矿企业推广应用，为煤矿灾害高效监测、自动化生产、精细化管理和智能化决策分析提供了有力的技术支撑。以陕西某煤矿灾害智能一体化管控平台应用中火灾监测预警为例，接入（新建）安全监控系统、输送带光纤测温系统、变电所光纤测温系统、采空区束管监测系统等内外因火灾监测监控系统，实现了对带式输送机、机电硐室及矿井动力电缆、采空区等火灾易发区域（设备）进行全面监测；接入压风制氮系统、黄泥灌浆、硐室防灭火、输送带灭火/抑爆系统等防灭火（设备）系统，实现了设备联动控制；接入精确人员定位系统、视频监控系统、信息引导发布系统、应急广播系统、作业人员单兵装备等系统（设备），实现了灾害发生时的避灾路线规划及信息推送。

在灾害监测的基础上，通过对带式输送机、采区空、机电硐室及矿井动力电缆等易发火区域的火灾相关因素进行分析，建立符合区域特点的煤矿火灾分级预警模型，实现了对易发火灾区域的灾害分级预警（图1）。

图1 煤矿火灾分级预警模型及联动处置策略

基于矿井实际情况，煤矿灾害智能一体化管控平台建立了矿井巷道火灾烟气量化计算模型，模拟火灾烟气在矿井巷道通风网络的扩散蔓延规律，对建立的火灾烟气流动的区域羽流扩散演化模型进行求解，以三维GIS图形化的形式显示烟气的扩散演化过程，并结合井下作业人员位置和应急预案，自主规划灾害涉及区域人员逃生路线（图2），为应急逃生提供决策支持。

图2 煤矿火灾灾害模拟及避灾规划

此外，根据内蒙古、宁夏回族自治区等地区不同煤矿灾害预警及智能化建设需要，煤矿灾害智能一体化管控平台实施过程中新建或集成了煤矿水害、顶板灾害、瓦斯灾害等融合灾害管控模块，可实现多种灾害监测预警、灾害模拟和避灾路径规划，助力多家煤矿通过了集团公司及国家能源局组织的智能化验收，达到了中级智能化示范煤矿标准要求。