大數(shù)據(jù)技術(shù)在煤礦安全管理的應(yīng)用論文
摘要：:近年來，煤礦安全管理工作逐漸引入信息技術(shù)手段，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，從而為礦井管理工作提供了一個(gè)新的方向。本文闡述煤礦數(shù)據(jù)的基本特征，分析煤礦應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的可行性，并在此基礎(chǔ)上，探討該技術(shù)的應(yīng)用趨勢。
關(guān)鍵詞：:大數(shù)據(jù)技術(shù);煤礦;安全管理;應(yīng)用
煤礦安全工作貫穿于生產(chǎn)與管理的各個(gè)環(huán)節(jié)。近年來，信息化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，使各子系統(tǒng)相互間的聯(lián)系更加緊密，在很大程度上改善了信息的準(zhǔn)確性與深度，為煤礦安全管理工作積累了許多有價(jià)值的信息資料。但到目前為止，這些信息還停留在淺層次的應(yīng)用上，在記錄、查詢、報(bào)警等方面，并未發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，無法妥善處理好生產(chǎn)系統(tǒng)的安全問題。因此，需要加大信息化建設(shè)推進(jìn)力度，開發(fā)更全面的數(shù)據(jù)分析工具，深入挖掘數(shù)據(jù)的作用，構(gòu)建科學(xué)合理有效的監(jiān)測模型，探索各類事故的特點(diǎn)，為煤礦安全生產(chǎn)決策提供強(qiáng)有力的支持。這既有助于進(jìn)一步提升煤礦的安全管理水平，又能確保煤礦生產(chǎn)的安全性。
1大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用
2011年，美國麥肯錫全球研究院(MGI)在題為《大數(shù)據(jù):未來創(chuàng)新、競爭、生產(chǎn)力的指向標(biāo)》的報(bào)告中，首次提出了大數(shù)據(jù)(bigdata)概念，即指大小超出常規(guī)的數(shù)據(jù)庫工具獲取、存儲、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集合。它有著比較突出的4V特點(diǎn):即Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價(jià)值)。作為新型的預(yù)測技術(shù)方法，它憑借自身具有的更有效、更及時(shí)的指標(biāo)而深受青睞。如，Amazon研究顧客的瀏覽與購買記錄，由此得出顧客的偏好，有針對性地為顧客推薦相關(guān)商品及信息;12306網(wǎng)站通過研究乘客訂票信息，對客流量進(jìn)行預(yù)測，為合理分配運(yùn)力提供了參考依據(jù)，為人們的出行提供了便捷條件。相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)觀念，大數(shù)據(jù)尤其強(qiáng)調(diào)整體的特點(diǎn)、事件處理的效率和數(shù)據(jù)的關(guān)系，對每一領(lǐng)域數(shù)據(jù)觀念的改變都起到積極的作用。
2大數(shù)據(jù)與煤礦安全管理
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來，我國煤礦安全指標(biāo)逐漸朝著良性的方向發(fā)展。然而，煤炭行業(yè)依舊屬于高危行業(yè)，并未徹底擺脫高事故率的困境。要想不斷提升煤礦安全生產(chǎn)水平，必須做好安全管理工作。在煤礦安全管理工作中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以豐富管理方法、優(yōu)化信息系統(tǒng)。
2．1生產(chǎn)特征
最近幾年，我國煤炭價(jià)格一直在低位徘徊，煤炭行業(yè)形勢不容樂觀。然而，煤炭依舊具有不可替代的戰(zhàn)略地位。(1)我國大多數(shù)煤礦為井工開采，井下條件錯(cuò)綜復(fù)雜，由于地質(zhì)水文條件、賦存條件、井田規(guī)模等影響，形成了眾多開采方法。(2)由于井下空間狹窄、條件惡劣、作業(yè)地點(diǎn)不斷變動，增加了對各種事故的控制難度，從而對機(jī)械設(shè)備的可靠性與安全性提出了更高的要求。(3)井下生產(chǎn)過程復(fù)雜，包括諸多系統(tǒng)，如通風(fēng)、采煤、供電、開拓掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)�，要確保每個(gè)系統(tǒng)彼此配合、順利運(yùn)行，并非易事。
2．2數(shù)據(jù)特征
(1)規(guī)模大。煤礦企業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)資料，這些資料是實(shí)時(shí)變化的，并且具有非常重要的作用，如，測量數(shù)據(jù)(井下職工情況、機(jī)械情況)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)(瓦斯含量等)。(2)種類多。煤礦日常運(yùn)行過程中會形成許多監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如累計(jì)值、平均值等，還涉及半/非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，如事故案例、礦圖數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，后一類的比例日益增加。(3)價(jià)值密度低。煤礦井下配備有許多監(jiān)控設(shè)備及傳感器，它們負(fù)責(zé)記錄井下各環(huán)節(jié)的動態(tài)，監(jiān)控機(jī)械工況以及環(huán)境條件，形成了許多數(shù)據(jù)，但有價(jià)值的少。(4)產(chǎn)生和增速快。近年來，煤礦安全管理各環(huán)節(jié)紛紛引入了信息化技術(shù)，形成了一個(gè)非常復(fù)雜、有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，包括考勤、礦壓、瓦斯等監(jiān)測系統(tǒng)。每一個(gè)系統(tǒng)的全天候運(yùn)行，形成許多數(shù)據(jù)，且快速增長。預(yù)測是大數(shù)據(jù)的重中之重。煤礦數(shù)據(jù)的4V特征，可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)加以處理，并在此基礎(chǔ)上，對事故發(fā)生的概率進(jìn)行預(yù)測。大數(shù)據(jù)下的相關(guān)關(guān)系分析為煤礦提高安全管理水平提供了一種新思路，可以通過數(shù)據(jù)處理結(jié)果做出更加科學(xué)合理地決策，從而減小人為失誤，為構(gòu)建安全管理系統(tǒng)創(chuàng)造良好的條件。
3煤礦安全管理中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用前景
3．1大數(shù)據(jù)變革管理思維，提升系統(tǒng)安全觀念
相對于大數(shù)據(jù)，小數(shù)據(jù)時(shí)代下的直線思維注重?cái)?shù)據(jù)的精確性，通過分析事物規(guī)律，為煤礦安全生產(chǎn)提供參考，但該模式已無法滿足復(fù)雜的煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的需要。經(jīng)過長時(shí)間的信息化應(yīng)用，煤礦形成了許多數(shù)據(jù)資料，例如GIS、地質(zhì)、監(jiān)控等方面的數(shù)據(jù)，其中含有5%的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中使用。而其他的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，盡管占比非常高，但是卻比較復(fù)雜，不容易利用。想要進(jìn)一步應(yīng)對煤礦復(fù)雜的安全生產(chǎn)系統(tǒng)，就要積極更新思維，降低對數(shù)據(jù)精確性的追求，分析大數(shù)據(jù)時(shí)代下的混雜數(shù)據(jù)。海量紛雜的數(shù)據(jù)、優(yōu)秀的分析工具、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備為全樣本數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造了良好的條件。大數(shù)據(jù)技術(shù)分析煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)比少量的、精確的樣本數(shù)據(jù)更適合煤礦，可以充分發(fā)掘不同數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隱藏在背后的信息，得到更多有價(jià)值的數(shù)據(jù)資料，降低人為主觀意識的錯(cuò)誤，為煤礦做出科學(xué)合理地安全決策提供幫助。
3．2大數(shù)據(jù)技術(shù)提升設(shè)備運(yùn)行可靠度，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備動態(tài)的有效監(jiān)測
近年來，煤礦自動化水平不斷提升，越來越多的`先進(jìn)設(shè)備被引入煤礦生產(chǎn)。過去，基本是等到機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障以后才維修，不但維修難度高，而且還會對煤礦生產(chǎn)進(jìn)度產(chǎn)生阻礙，并且也會提高事故風(fēng)險(xiǎn)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以妥善處理上述難題，如，在通風(fēng)機(jī)上配置傳感器，用來記錄各種相關(guān)數(shù)據(jù)，對每個(gè)工況點(diǎn)的動態(tài)進(jìn)行分析，尋找其中的故障點(diǎn)，系統(tǒng)自動對比這些異常與正常情況，便能夠發(fā)現(xiàn)問題的根源。在第一時(shí)間找出設(shè)備的異常，系統(tǒng)能夠提前發(fā)出提示，便于企業(yè)做好防范措施。與設(shè)備故障導(dǎo)致煤礦停產(chǎn)的損失對比，收集與分析數(shù)據(jù)的投入明顯減少，同時(shí)，安全性明顯提高。
3．3大數(shù)據(jù)技術(shù)提供事故分析新視角，實(shí)現(xiàn)安全管理關(guān)口前移
發(fā)生事故后對其原因進(jìn)行分析、明確各方責(zé)任，對減小事故率有所幫助。但事后處理模式具有滯后性，不能深入發(fā)掘安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析事故規(guī)律。例如，對于瓦斯爆炸事故，基本上是從火源、CH4、O2濃度等環(huán)節(jié)入手，然后分析管理、設(shè)備以及人員等因素，該方法對于煤礦生產(chǎn)安全起著重要的推動作用，但到目前為止，我國關(guān)于瓦斯爆炸的研究基本停留在模擬硐室或?qū)嶒?yàn)室的層面，沒有充分兼顧煤礦井下具體條件，不能分析其他因素的作用。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)深入分析，能夠盡可能地挖掘出更多的環(huán)境因素，然后構(gòu)建相應(yīng)模型，為煤礦安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以更加全面地分析事故，從多個(gè)層面進(jìn)行預(yù)防，將安全管理關(guān)口前移，相對于事后分析模式，具有更重要的作用。
4結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。雖然煤礦企業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用時(shí)間較短，仍在起步階段，但大數(shù)據(jù)卻具有非常巨大的發(fā)展?jié)摿�，有助于變革管理思維，提升系統(tǒng)安全觀念，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備動態(tài)的有效監(jiān)測。大數(shù)據(jù)技術(shù)不但可以提升煤礦的安全管理水平，而且能為煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障，推動煤礦企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
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