5G “智慧礦山” 破10項管理瓶頸

文/馮宇峰 李明澤 李惠云

國家電投集團內(nèi)蒙古能源有限公司所屬的扎哈淖爾煤業(yè)公司露天礦，煤層賦存條件復(fù)雜、礦坑狹長、點多面廣，安全生產(chǎn)管理難度較大。為此，扎哈淖爾煤業(yè)公司在露天煤礦應(yīng)用華為5G傳輸技術(shù)，結(jié)合智能AI和無人機等前沿技術(shù)解決安全管理難題，依托信息化手段建設(shè)5G“智慧礦山”。

國家電投集團內(nèi)蒙古能源有限公司是國家電力投資集團公司在內(nèi)蒙古自治區(qū)的區(qū)域性全資子公司；是以煤為核心，電為保障，煤電鋁一體化，清潔能源為重點的現(xiàn)代化大型綜合能源企業(yè)，其所屬的扎哈淖爾露天礦年產(chǎn)量1 800 萬t。2019年，扎哈淖爾煤業(yè)公司認(rèn)真貫徹落實黨中央、國務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)的重大決策部署，按照國家煤礦安監(jiān)局的具體要求，嚴(yán)格責(zé)任落實，積極創(chuàng)新安全生產(chǎn)機制，以集團公司和內(nèi)蒙古公司戰(zhàn)略部署為統(tǒng)領(lǐng)，以實現(xiàn)一流現(xiàn)代化露天煤礦為建設(shè)目標(biāo)，以“勤檢查、常督促、重整改、抓落實”的閉環(huán)管理為基本工作方法，全力打造“平安扎哈”。

“智慧礦山”建設(shè)背景

扎哈淖爾露天礦煤層賦存條件復(fù)雜、礦坑狹長、點多面廣，僅在15 km2范圍內(nèi)，布置了660 余臺大型車輛和設(shè)備，共有700 余人同時作業(yè)，采用“人盯人”的傳統(tǒng)管控模式很難滿足管理需要。

為貫徹落實“生命至上、安全第一”的指導(dǎo)思想，結(jié)合礦區(qū)安全發(fā)展的迫切需要，扎哈淖爾煤業(yè)公司多措并舉，率先應(yīng)用5G 傳輸技術(shù)、結(jié)合智能AI 和無人機等科技手段，不斷摸索、大膽實踐，打造安全信息化管控平臺，夯實提升安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化水平，為實現(xiàn)“零死亡、零事故”目標(biāo)和建設(shè)一流礦山的發(fā)展愿景奠定了堅實的基礎(chǔ)。

扎哈淖爾煤業(yè)公司經(jīng)過近半年探索實踐，以5G 傳輸技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場的無盲區(qū)監(jiān)控全覆蓋和高清影像數(shù)據(jù)的實時回傳，擴大了監(jiān)管范圍、強化了管理手段、提高了管控效率，建立了包括現(xiàn)場管控和內(nèi)業(yè)管理兩大信息化系統(tǒng)的安全環(huán)保監(jiān)管中心，依托信息化手段實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場無盲區(qū)監(jiān)管。

在現(xiàn)場管控方面，以無盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、自卸車安防系統(tǒng)、視頻會議監(jiān)管系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)等為管理重點的14 大類應(yīng)用、52 種場景信息化集中管控，形成了礦級監(jiān)管中心與現(xiàn)場監(jiān)督員、兩級調(diào)度室與安全檢查工多點互動、快速響應(yīng)的“全天候、全覆蓋、全流程”安全監(jiān)管體系，有效緩解了露天礦山點多、線長、面廣的安全管控難題。

在內(nèi)業(yè)管理方面，搭建了“班組安全管理系統(tǒng)”和“承包商安全管理信息系統(tǒng)”，將全員安全管理全流程的工作業(yè)務(wù)納入信息化平臺，實現(xiàn)高效、共享、數(shù)據(jù)化管理。

5G技術(shù)與4G技術(shù)應(yīng)用效果對比

突破管理瓶頸

扎哈淖爾煤業(yè)公司總結(jié)多年來安全生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的重點問題和管理瓶頸，利用信息化手段在管理上有根本的提升，具體如下：

輻射范圍廣、作業(yè)區(qū)域大，監(jiān)管如何全覆蓋

難點：扎哈淖爾露天礦生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場面積達(dá)15 km2，點多、線長、面廣，常規(guī)的現(xiàn)場檢查巡視、查隱患、反違章，只是針對固定時間、地點的抽檢，即使配置專職安全監(jiān)管團隊，也無法做到實時全面監(jiān)管。

措施：搭建監(jiān)管平臺，利用5G傳輸技術(shù)和高清影像數(shù)據(jù)實時回傳，建立無盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場巡視，實現(xiàn)“全天候、全覆蓋、全流程”的多點互動、快速響應(yīng)安全監(jiān)管體系。

效果：通過全覆蓋式的安全監(jiān)管體系運行，使整個生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場安全生產(chǎn)狀況盡收眼底，配置幾名平臺監(jiān)管人員，就能隨時發(fā)現(xiàn)違章和隱患，通過現(xiàn)場管理人員的直接介入，能夠使違章隱患得到快速響應(yīng)處理，真正做到風(fēng)險控制在隱患前，隱患消滅在事故前，違章糾正在問題前。

如何管控單人、無資質(zhì)駕駛、疲勞超速駕駛、替班作業(yè)

難點：扎哈淖爾露天礦礦坑?xùn)|西狹長、煤層傾角5°～15°、煤層賦存復(fù)雜、大型設(shè)備應(yīng)用受限，直接導(dǎo)致設(shè)備密度大、操作人員多，660 余臺車輛和設(shè)備、700 余人同時作業(yè)，安全管理人員根本無法做到監(jiān)管面面俱到，風(fēng)險和隱患稍有控制不當(dāng)就極有可能造成生產(chǎn)事故。

措施：聯(lián)合開發(fā)了集防瞌睡系統(tǒng)（防疲勞、防注意力分散）、超速報警系統(tǒng)、身份識別系統(tǒng)三合一的車輛安防系統(tǒng)，通過過程監(jiān)控和大數(shù)據(jù)分析，對司機真正起到提醒作用。

效果：通過車輛安防系統(tǒng)等技防手段的應(yīng)用，有效解決了車輛運輸環(huán)節(jié)的管理難題，任何一名在崗操作人員出現(xiàn)疲勞駕駛、注意力分散、超速駕駛、無資質(zhì)駕駛、替班作業(yè)等情況，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)，并迅速采取措施，有效控制了不安全事件的發(fā)生。

利用安全環(huán)保監(jiān)管平臺實現(xiàn)現(xiàn)場管理

爆破作業(yè)多、安全風(fēng)險高，如何拓寬現(xiàn)場監(jiān)管視野

難點：扎哈淖爾露天礦的土方剝離必須經(jīng)過穿孔爆破后方可進行采裝運輸，每天爆破點在3 處以上，爆破及警戒區(qū)域最大可達(dá)2 km2，即使配置了專職監(jiān)管人員，受現(xiàn)場環(huán)境制約和目視范圍的限制，很難保證現(xiàn)場的安全狀況，而爆破作業(yè)的高風(fēng)險性也決定了不允許在這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。

措施：針對爆破作業(yè)的高風(fēng)險性，一是采取無人機進行現(xiàn)場巡視，實現(xiàn)高空無死角警戒和爆破質(zhì)量俯視監(jiān)控；二是利用安全環(huán)保監(jiān)管中心的5G 高清云臺攝像機的實時監(jiān)控，對火工品運輸車輛和爆破作業(yè)現(xiàn)場進行針對性的無死角監(jiān)控，起爆前經(jīng)監(jiān)管中心專職值班人員警戒確認(rèn)后方可起爆。同時配置4 名專職爆破監(jiān)管員進行現(xiàn)場監(jiān)督巡視。

效果：通過對爆破現(xiàn)場的技防應(yīng)用和專職監(jiān)管，有效保障了爆破環(huán)節(jié)安全作業(yè)的可控在控。

通勤車人員密集，礦用大型車輛盲區(qū)大，如何管控運輸環(huán)節(jié)

難點：通勤車是扎哈淖爾露天礦識別的重大風(fēng)險之一，乘車員工的不文明行為直接影響整車員工的安全，交接班場地是各類設(shè)備密集度最大的區(qū)域，無序交接加之車輛盲區(qū)難防范問題，使交接班現(xiàn)場成為安全管控的難點。礦用大型運輸車輛盲區(qū)范圍左側(cè)5 m、前方10 m，右側(cè)25 m，盲區(qū)問題也是運輸環(huán)節(jié)風(fēng)險較高的主因之一。

措施：通勤車和礦用自卸車安裝360°無盲區(qū)影像系統(tǒng)，監(jiān)控影像實時上傳安全監(jiān)控中心。

效果：通過車輛360°無盲區(qū)影像系統(tǒng)應(yīng)用，車輛操作人員能實時觀察周邊的障礙物，監(jiān)管中心也能實時觀察車內(nèi)人員狀態(tài)、車輛的實時運行狀況和周邊影像，有效解決了人員密集和車輛密集區(qū)域的安全管理難題。

如何管控交叉路口、主要運輸環(huán)節(jié)等重點區(qū)域超速、強行超車

措施：在重點區(qū)域布設(shè)半移動式測速監(jiān)控裝置和定點測速監(jiān)控裝置。

效果：重點區(qū)域的違章問題得到有效治理，自監(jiān)管中心運行以來，超速、強行超車等違章現(xiàn)象呈明顯下降趨勢，近一個月已基本杜絕此類違章現(xiàn)象。

如何管控檢修作業(yè)不規(guī)范、不掩車、不支護、不掛牌

措施：一是通過在檢修區(qū)設(shè)置半移動式監(jiān)控進行實時監(jiān)管；二是在臨時檢修區(qū)設(shè)置移動式布控球監(jiān)控設(shè)備；三是利用智能探頭自動抓拍不戴安全帽、吸煙等違章行為。

效果：通過半移動式監(jiān)控和移動式布控球監(jiān)控設(shè)備的影像信息實時回傳功能和智能違章探頭的應(yīng)用，實現(xiàn)了對檢修全過程的無盲區(qū)監(jiān)管，檢修區(qū)違章行為同期下降了47%。

如何管控未經(jīng)備案、無安全防護裝置的車輛和無資質(zhì)人員進入生產(chǎn)作業(yè)區(qū)

難點：露天礦生產(chǎn)作業(yè)區(qū)輻射范圍較大，基本上屬于敞開式作業(yè)區(qū)，未經(jīng)備案和無資質(zhì)人員進入生產(chǎn)作業(yè)區(qū)，大多對露天礦生產(chǎn)現(xiàn)場的風(fēng)險和道路不熟悉，極容易出現(xiàn)安全問題。

措施：建立露天礦入坑門禁系統(tǒng)，通過車輛通道的智能識別和人員閘機的人臉智能識別，確保進入露天礦生產(chǎn)作業(yè)區(qū)的人員和車輛均為備案合格。

效果：通過智能門禁系統(tǒng)的應(yīng)用，禁止無資質(zhì)人員、無安全備案車輛、無安全警示車輛入礦。

如何管控班組“三會一活動”開展不到位、敷衍了事

難點：“三會一活動”（作業(yè)工前會議、班組班前會議、班后會議和安全日活動）工作落實不到位，在管理層參加的情況下，能夠按程序正常開展，一旦沒有管理層參加會議，就敷衍了事。

措施：利用班組信息管理系統(tǒng)和“三會一活動”視頻會議監(jiān)控系統(tǒng)，使安全管理最后一步的班組安全活動開展實效性得到有效夯實。

效果：即使管理層不去參加會議，通過會議錄音和監(jiān)控的回放也能掌握活動開展情況，讓所有的班組活動都能做到有跡可循，打消投機取巧的念頭。

如何管控外委員工流動率大、安全素養(yǎng)低

措施：搭建了培訓(xùn)云平臺和手機APP 端學(xué)習(xí)，并開展多元化培訓(xùn)模式（安全模擬體驗、反違章學(xué)習(xí)教室等）。

效果：通過培訓(xùn)教育的多元化開展，操作人員的安全意識得到大幅提升，同期違章數(shù)量降低了38.4%。

如何管控承包商信息資料

難點：承包商內(nèi)業(yè)管理紙質(zhì)信息材料查找信息不便利、長期保存難度大、資料取用易丟失、人員設(shè)備信息動態(tài)更新困難。

措施：搭建承包商安全管理信息系統(tǒng)。

效果：通過承包商安全管理信息系統(tǒng)，使承包商人員、設(shè)備臺賬、開工審核、現(xiàn)場管控、評價考核實現(xiàn)了信息化，提高了管理效率，挖掘了管理深度。

接下來，扎哈淖爾煤業(yè)公司將通過對監(jiān)管中心各管理系統(tǒng)的深化應(yīng)用，進一步解決實際管理中看不見、看不清，聽不到、聽不準(zhǔn)，想不著、想不全的問題，逐步將環(huán)保、質(zhì)量、節(jié)能管理納入監(jiān)管平臺，擴展應(yīng)用場景，隨著安全管理技術(shù)的不斷發(fā)展，合理擴充安全管理功能，不斷完善系統(tǒng)應(yīng)用，進一步解決露天礦安全管理難題。