煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统设计
刘金城1,郭德勇1,和德江2
(1.中国矿业大学(北京),北京100083; 2.平顶山煤业集团公司,河南平顶山467000 )
摘 要:在郑州大平煤矿“10·20”特大瓦斯爆炸事故应急救援现场调研的基础上,提出瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统,并对瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统中的应急信息管理模块与灾害评估模块进行功能分析,设计B/S模式下的煤矿瓦斯爆炸事故应急救援辅助决策系统。
关键词:瓦斯爆炸;应急救援;应急信息管理;应急辅助决策系统
中图分类号:TD712+74 文献标识码:A 文章编号:1003-496X(2006)
Design on Emergency Aid Decision-Making System For Coal-Mine Gas Explosion Accident
LIU Jin-cheng1, GUO De-yong1, HE De-jiang2(1.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40472084)
瓦斯爆炸是煤矿极其严重的灾害之一。新中国成立以来共发生20余起一次死亡百人以上的煤矿事故,其中15起为瓦斯爆炸,约占75%〔1〕。基于郑州大平煤矿“10·20”特大瓦斯爆炸事故应急救援现场调研,目前瓦斯爆炸事故应急救援仍然延续以经验为主的救援模式,对各种应急信息的管理和调用仍然以手工为主,兼以各种分散的计算机报表,缺乏瓦斯爆炸事故应急救援针对性,以至于瓦斯爆炸事故应急救援展开的效果不理想。煤矿企业的计算机和网络已经基本得到普及,可以为事故应急救援决策科学化提供必要的技术支持。因此,迫切需要结合瓦斯爆炸事故特点和救援原则,建立煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统,以便充分利用煤矿既有应急信息,有效展开瓦斯爆炸事故应急救援。1 煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统基本功能煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统是以大量应急信息为主要数据基础,以应急信息管理和灾害评估为主要功能(见图1)。煤矿瓦斯爆炸事故应急助决策系统由2个主要功能模块构成,即应急信息管理模块和灾害评估模块。
图1 煤矿瓦斯爆炸事故应急救援辅助决策系统基本功能
1.1 应急信息管理模块
应急信息管理模块主要实现对煤矿应急信息的录入、查询、修改、打印等基本功能,能够便于煤矿领导和各级应急人员查询及浏览应急救援相关信息,方便事故应急日常管理,同时也能够为瓦斯爆炸事故灾害评估提供必要的信息支持。煤矿瓦斯爆炸事故应急信息主要包括以下几类信息:(1)预案启动信息。应急预案是瓦斯爆炸事故应急救援系统的重要组成部分。针对井下各个不同地点,分别制定有效的瓦斯爆炸事故现场专项应急预案,不仅可以明确应急救援人员在救灾过程中的职责,保证各种应急资源处于良好的备战状态,而且可以指导井下应急救援行动按计划有序进行,以达到尽快控制事态发展,降低事故造成的危害,减少事故损失的目的。瓦斯爆炸事故应急预案包括煤矿企业(现场)瓦斯爆炸事故应急预案和场外重大事故应急预案。瓦斯爆炸现场应急预案由本煤矿企业负责编制,场外重大事故应急预案由政府主管部门负责制定。
瓦斯爆炸事故现场专项应急预案的基本内容:①采掘面概况和瓦斯地质;②瓦斯爆炸可能性评估;③瓦斯爆炸事故可能影响后果;④应急救援指挥部的组成、职责、通讯方式和分工;⑤应急指挥者与一般参加救援人员的责任和义务;⑥报警后的应急救援预案的启动程序、通知顺序和汇报程序;⑦瓦斯爆炸事故应急处理措施等。
煤矿事故应急预案在应急救援系统中占据很重要的位置,它是应急救援系统能否有效展开的关键。根据可能的事故后果危害程度、事故性质、事故地点人员数量及企业财产直接损失等情况,煤矿企业可把事故预案启动分为四级,即特别重大(Ⅰ级响应)、特大(Ⅱ级响应)、重大(Ⅲ级响应)和一般(Ⅳ级响应)四级响应机制〔2〕。
(2)指挥网络体系信息。煤矿瓦斯爆炸事故应急救援需要涉及到众多部门与矿山救护队、矿山医疗队的协调配合,为有序实施事故应急救援,应建立行之有效的应急救援网络体系。救援网络体系应包括事故救援的指挥体系,各参与救援部门的通讯络,以及与上级救援部门的联络网络。除此之外,还应与本事故区域的公安、卫生、交通等有关部门建立起协作关系,以备协同作战。
(3)救援资料信息。煤矿瓦斯爆炸事故应急救援需要提供必要资料,通常包括:矿井灾害预防和处理计划、矿井反风演习报告、瓦斯爆炸事故现场应急预案、井上下对照图、矿井通风系统图、监测系统平面图、井下排水系统图、轨道运输系统图、井下通讯系统图、井下供电系统图、矿井通风网络图、井下压风管路系统图、井下运输系统图、巷道布置图、采掘工程平面图、矿井系统图,瓦斯抽放管路系统图,井下避灾路线图等。
(4)历史瓦斯爆炸事故信息。历史瓦斯爆炸事故信息指煤矿历史上发生的瓦斯爆炸事故数据,能够按照事故发生时间(年/月/日/时刻)、地点、性质、原因、救援所需资料、事故的救援方案等进行查询与分析,为现场瓦斯爆炸事故救援方案的制定提供参考。
(5)应急物资信息。应急物资是煤矿开展瓦斯爆炸事故应急救援工作必不可少的条件。发生煤矿瓦斯爆炸事故时,需要大量的应急物资,如果缺乏足的应急物资,即使训练良好的应急队伍也可能无法减缓瓦斯爆炸事故。因此,煤矿企业应该购买必需的应急物资,并且要进行定期的检查、维护和补充,以免由于物资缺乏延误应急行动。应急物资信息包括报警通讯系统,瓦斯检定器、氧气呼吸器、苏器、便携式煤矿气体可爆性测定仪、一氧化碳检测仪、自救器、呼吸器、紧急隔离栅,消防设施和各种急救设施等。
1.2 灾害评估模块
灾害评估是事故应急辅助决策系统设计的关键,灾害评估结果的准确与否直接关系到事故应急救援能否有效展开。瓦斯爆炸事故灾害评估模块选择DECIDE因素分析模型[3],并结合煤矿瓦斯爆炸事故特点,建立DECIDE因素分析模型。即:Detect(探察):检测瓦斯爆炸后井下灾区存在的危险物质的成份。
Estimate(估计):估计出瓦斯爆炸后井下灾区和威胁区域可能存在的危害。Choose(选择):选择煤矿瓦斯爆炸事故应急救援的目标。
Identify(确定):确定瓦斯爆炸事故应急行动方案。Do(做):做最好的行动。
Evaluate(评估):评估控制瓦斯爆炸事故的进展。
瓦斯爆炸事故救援指挥部根据从事故信息源所获得的瓦斯爆炸事故信息进行事故灾害评估,并以灾害评估为基础,制定和选择正确的应急对策。瓦斯爆炸事故应急救援的第一步工作就是要对瓦斯爆炸事故情况进行灾害评估。灾害评估主要是通过矿山救护队到达井下事故现场进行侦察和井下设备监控,收集井下事故现场原始信息,并采用DECIDE因素分析模型进行对事故评判,得出瓦斯爆炸事故应急救援决策信息(见图2)。
2 煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统设计煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统设计平台
模式主要有客户机/服务器模式(Client/Server,简称
图2 灾害决策评估模块流程
C/S)和浏览器/服务器模式(Browser/Server,简称B/S)。B/S结构是一种以Web技术为基础的新型系统平台模式〔4〕。在B/S结构中,主要的命令执行、数据计算都在服务器端完成,应用程序在服务器端安装,客户端不用安装应用程序,所有的日常操作可通过浏览器来完成,煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统选择B/S模式(见图3)。B/S结构系统的客户端要求比较低,一般来讲,只要安装了浏览器就行,而服务器端相对来说比较复杂,考虑到系统的规模、兼容性等问题,在开发平顶山煤业集团十矿应急辅助决策系统过程中,采用Microsoft IIS6.0作为Web服务器,数据库系统采用Microsoft SQL Serv-er2000。
图3 煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统结构
3 结 论
建立煤矿瓦斯爆炸事故应急辅助决策系统,对提高煤矿瓦斯爆炸事故应急救援水平具有重要作用。主要体现在以下3个方面:
(1)采用计算机评估瓦斯爆炸事故,可以有效避免指挥人员的错误决策,使瓦斯爆炸事故应急救援决策科学化。
(2)通过计算机来管理应急信息和评估事故灾害,可以大量减少应急人员的劳动量,有助于提高应急救援的工作效率。
(3)事故应急辅助决策系统能够缩短事故应急救援决策的响应时间,提高事故应急救援的有效性和可靠性,能够最大程度降低事故损失,从而该系统具有广阔的开发应用前景。
参考文献:
〔1〕 李毅中.科学发展首先要实现安全发展—打好煤矿瓦斯治理和整顿关闭两个攻坚战〔J〕.求是,2005(18).
〔2〕 河南省安全生产监督管理局.河南省煤炭行业突发公共事件应急预案(内部资料).
〔3〕 刘 茂,吴宗之.应急救援概论—应急救援系统及计划〔M〕.北京:化学工业出版社,2004.
〔4〕 刘 永,毛 奕,张翠英,等.信息系统分析与设计〔M〕.北京:科学出版社,2002.
作者简介:刘金城(1977-),男,江苏盐城人,中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院在读硕士研究生,研究方向为矿井灾害防治与事故应急救援。
煤层突出危险性的机械化学概念在变质作用过程中,煤炭有机质量的原子—分子结构和化学成分简化的重大倾向能改变原来煤炭的全部性能,其中包括煤与瓦斯突出的破坏能力。文章列举出在突出危险地带和非危险地质破坏地带中煤炭有机质量的结构-化学转化的研究结果,以及在开采作业时上述转化与瓦斯涌出的相互关系。研究结果得出,在氢不足的条件下和在构造力量与施工生成的机械应力作用下,煤炭有机质量的原子—分子结构的机械化学转化使煤炭结构向活化作用状态过渡。在这种状态下,可能使煤炭有机质量原子间键破坏过程发生。这样的自由—辐射进程与气相结合导致“煤与瓦斯突出”的现象发生。
摘自 《УГОЛЬ》 2005 No.2
