基于大数据的煤矿安全监测与预警系统优化研究 摘要：本文研究基于大数据的煤矿安全监测与预警系统优化方案，旨在提升煤矿安全管理的精准性和效率。随着 煤矿行业面临日益复杂的安全管理需求，传统的安全监测手段已经无法满足矿井环境中多变的安全挑战。基于大 数据技术的应用，通过多源数据的采集、处理和分析，为煤矿安全管理提供新的解决方案。文章深入探讨煤矿安 全监测技术的现状与发展趋势，分析大数据在煤矿安全监测和事故 的实证分析，验证该优化方案在预警准确性、响应速度 和事故预测能力方面的显著提升，显著降低误报和漏报率。研究表明，大数据技术的引入使煤矿安全管理从传统 的经验预测转向更加科学、智能的系统化管理，为煤矿生产的安全性和矿工生命安全提供更强有力的保障。 关键词：大数据；煤矿安全；监测系统；预警系统；智能化 1 中图分类号: TD 76 文献标识码:A Research on Optimization of Warning System; Intelligence 1 引言 传统的煤矿安全监测依赖于人工巡查、单一传感 器监控以及静态的安全管理模式，难以在复杂和动态 的煤矿环境中及时发现潜在的安全隐患。如何借助现 代科技手段提高煤矿安全监测和预警系统的智能化水 平，成为当前煤矿安全领域亟待解决的关键问题。陈 孝慈等提出大数据在煤矿安全领域的应用具备数据多 样性和复杂性的特点，因此需要建立一套完整的大数 据

号文件《关于进一步加强煤矿安全生 产 “ 工作的意见》的要求， 建设完善安全生产综合调度信息平台，做 到 ” 视频监视、实时监测、远程控制。 2)发改委《国家发展改革委办公厅关于组织开展 2014 年煤矿安 全 改 造 和 示 范 工 程 建 设 项 目 前 期 工 作 的 通 知 》 ( 发 改 办 能 源 [2013]2520 号)要求，需要建设煤矿安全信息化平台。 3)2014 2 月 21 日，省煤炭工作会议在太原召开。会议要 求 “要建立煤矿网络信息管理系统，煤矿企业建立安全生产综合调度 信 息平台，管理部门建立监督管理综合信息平台，全省统一联网， 实现 ” 煤矿安全生产自动化、信息化、智能化、现代化监督管理 。 4) “ ” 山西省煤炭工业厅《山西省煤炭工业信息化发展 十二五 规 划》的要求：构建全省煤炭行业电子政务信息网络，完善煤炭基础 网 络建 业省级高产高 效矿井，国家行业一级高效矿井，安全质量标准化国 标一级矿井，全 国煤炭系统文明煤矿，全国企业文化优秀单位等荣誉称号。 到目前为止，该矿完成的基本业务系统建设及应用情况如下： 1、煤矿安全监测监控系统。 2003 年 3 月份安装了常州三恒的 KJ70 型煤矿综合监测监控系 统。 2008 年 3 月对监测系统进行全面升级，现已完成 KJ70N 系统 的软、 硬件升级。目前

告报自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局。 2.评估。自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局通知盟市煤 矿监管部门会同驻地煤矿安全监察分局（站）组织专家于 10 个 工作日内完成对验收结果的评估。 3.公示公告。评估合格的，由自治区能源局依据评估报告进 行公示，公示期为 5 个工作日。公示无异议的，由自治区能源局 进行公告，并抄送内蒙古煤矿安全监察局。 第八条 属地煤矿监管部门、驻地煤矿安全监察分局（站） 应当每年对智能化煤矿（包括智能化采煤工作面、掘进工作 面）开展一次检查，及时将检查结果上报自治区能源局、内蒙 古煤矿安全监察局，自治区能源局、内蒙古煤矿安全监察局进 行抽查，督促动态达标。 第九条 国家对智能化煤矿建设有明确规定的从其规定。 第十条 本办法由内蒙古自治区省能源局、内蒙古煤矿安全 监察局负责解释，自发布之日起执行。 附件 2 内蒙古自治区煤矿智能化建设基本 要求及评分方法（试行）

........................................................................................ 524 6.2 煤矿安全生产执行系统建设.........................................................................................525 ...............................................................................624 6.2.3 基于 GIS 的煤矿安全管理系统...........................................................................638 6.2.4 煤矿生产技术一张图管理信息系统 心专业技术无系统性的 实质突破 国内对煤矿安全生产信息化的研究已经走过了数十年的历程，但目前绝大 多数矿井仍以专业为界线（监测监控、地测、通风、运输、机电、调度、采矿 等等）分别研究、开发、配置软硬件系统，没有统一的信息化数据处理平台， 对相关事故的分析和研究考虑因素较为单一，造成信息无法共享交流、系统操 作复杂、信息孤岛严重。此外，与煤矿安全生产有关的数据具有共享的特征， 而且对很

（3）重大危险源分类及数据采集标准，根据国家有关法律法规，规范重大危险源分类及登记范围、所需采集 的设备设施及工艺参数的内容和技术规格要求、采集方式等。 （4）企业联网数据采集标准，根据行业推荐标准，规范煤矿安全监测、煤矿井下作业人员、矿井工作面矿 压、水文监测、煤矿产量监测、危险化学品监测等数据的采集内容、方式、技术参数规范等。 3.2“智慧安监”平台建设规范分体系 XXX“智慧安监”平台建设规范分 本规范规定了安全生产监督管理业务中企业重大危险源监控及重大危险源监管监察业务流程、业务流程参与 者及职责、业务流程执行规定。 3.3.3煤矿监察业务流程规范 本规范规定了安全生产监督管理业务中煤矿安全监察业务流程、参与者及职责。 3.3.4监管监察行政业务流程规范 监管监察行政业务流程规范，编制规范定义安全监管监察行政执法的业务流程规范、行政审批的业务流程规 范。 （1）行政执法业务流 服务信息系统能够为社会公众提供安全生产综合信息查询，政府信息公开、举报投诉等服务功能，有助于提高社 会公众参与安全生产的意识；安全生产动态诊断系统能够对煤矿安全生产的各类信息进行展示、分析、推理，挖 掘历史数据中蕴含的模式和知识，诊断并概括现在的安全状态，预测未来安全形势，实现煤矿安全生产的动态诊 断和辅助决策。 （8）定制服务系统，根据企业个性化的要求，组织相关领域的专家通过线上搭桥（通过“智慧安监”将安全

.......................................................................................234 5.5.3 煤矿安全生产三维仿真培训与地质构造透明化 3D 环幕显示系统................234 5.5.4 综合布线工程....................................... 落后，没有 形成集成的数据处理和决策支持平台，信息化程度低下，与国家“两 化融合”的战略方针不相适应。 上述问题的存在使得我国煤矿安全生产形势没有本质的好转， 1 数字化矿山（自动化监控、三维综合管理平台）方案 大量的信息化建设成果（硬件、软件）在煤矿安全生产过程中也没 有取得预期的成效。 解决上述问题的关键就是基于数字煤矿技术建立集成的矿井综 合自动化系统和安全生产综合管理信息系统，实现煤矿的现代化和 专业分得太细，缺乏集成的数据处理平台 对煤矿安全生产信息化的研究已经走过了数十年的历程，但目 前绝大多数矿井仍以专业为界线（监测监控、地测、通风、运输、 机电、调度、采矿等等）分别研究、开发、配置软硬件系统，没有 统一的信息化数据处理平台，对相关事故的分析和研究考虑因素较 为单一，造成信息无法共享交流、系统操作复杂、信息孤岛严重。 此外，与煤矿安全生产有关的数据具有共享的特征，而且对很多安

的成熟度与可靠性，全面提升煤矿智能化水平。 ——以人为本，安全高效。坚持把煤矿减人、增安、提效和 提高职工的幸福感与获得感作为智能化煤矿建设的根本目标，通 过实施新一代信息技术提高煤矿智能化水平，促进煤矿安全、质 量、效率与效益的稳步提升。 （三）建设目标 按照《指导意见》提出的三阶段目标，重点突破智能化煤矿 综合管控平台、智能综采（放）、智能快速掘进、智能主辅运输、 智能安全监控、智能选煤厂、智能机器人等系列关键技术与装备， 繁重岗位机器人替代，提升矿井本质安全水平。新建煤矿应先行 开展煤矿智能化顶层设计，采用先进生产工艺、技术与装备，全 面建设信息基础设施、智能化生产系统、智能化综合管控平台等， 形成完整的智能化煤矿安全高效运维体系。 2.露天煤矿智能化建设目标 生产煤矿重点提升基础网络、数据中心、感知系统、智能装 备、机器人等建设，重点建设远程操控系统、无人驾驶系统、远 程运维系统、综合管控系统等，实现开采环境数字化、剥采装备 通过监测污水处理系统的各流程环节，及时调节污水处理的各项 21 参数，降低系统运行成本，保证污水排放质量达标。 （9）智能安全监控系统 根据矿井地质条件和生产条件，建设井下融合通信系统及配 套装备，实现煤矿安全监控系统、人员定位管理系统、通信联络 系统、智能视频分析系统、智能通风系统、供电监控系统、冲击 地压监测系统、水文监测系统等系统的统一承载、共网传输，进 行人、机、环的安全检测与防护，提高安全监控、人员定位、通

避险、压风自救、供水施救和通信联络),保障煤矿的安全生产。 “ 始终坚持科学发展、安全发展理念，始终贯彻 安全第一、预防为主、综合 ” 治理 方针，采取一系列重大举措，完善法制、增加投入、加强监管，推动中国 煤炭工业和煤矿安全生产状况持续改进。 视频监控作为一种客观的、成熟的、稳定的安全监督手段已经为能源行业所 认可，能够在煤矿安监方面起到巨大作用。目前视频监控的前沿技术—— 智能分 析，对煤矿违规生产、人 维图形逼真地表现出来，对于相关的过程进行三维模拟展示。使矿山企业和生 产矿井的安全生产管理者和各职能部门能够直观、快速、全面地了解矿井安全 生产状况和相关信息，为矿井的安全生产管理、监督检查以及应急响应提供决 策支持。 煤矿安全视频监控系统的建设使煤矿安监部门能够实时、有效的查看煤矿生 产、存放、运输等各个环节的视频。能够及时发现各个环节中可能存在的违法、 违规的操作；不易发现或有意隐瞒的安全隐患；危害矿工生产、生活安全的因素。

品安全监督管理综合工作和烟花爆竹安全生产监督管理工作。 （十四）负责监督检查职责范围内新建、改建、扩建工程项目的安全设施与 主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用情况。 （十五）在职责范围内负责煤矿安全监管工作，依法监督关闭不具备安全生 产条件的矿井，参与煤矿安全生产事故的抢险救援和调查处理工作。 （十六）指导协调全市安全生产检测检验工作，监督安全生产社会中介机构 和安全评价工作。 （十七）会同有关部门制定应急物资储备和应急救援装备规划，建立健全应