煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)
劉金城1,郭德勇1,和德江2
(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京),北京100083; 2.平頂山煤業(yè)集團(tuán)公司,河南平頂山467000 )
摘 要:在鄭州大平煤礦“10·20”特大瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng),并對(duì)瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)中的應(yīng)急信息管理模塊與災(zāi)害評(píng)估模塊進(jìn)行功能分析,設(shè)計(jì)B/S模式下的煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:瓦斯爆炸;應(yīng)急救援;應(yīng)急信息管理;應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào):TD712+74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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.
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(40472084)
瓦斯爆炸是煤礦極其嚴(yán)重的災(zāi)害之一。新中國(guó)成立以來(lái)共發(fā)生20余起一次死亡百人以上的煤礦事故,其中15起為瓦斯爆炸,約占75%〔1〕?；卩嵵荽笃矫旱V“10·20”特大瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,目前瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援仍然延續(xù)以經(jīng)驗(yàn)為主的救援模式,對(duì)各種應(yīng)急信息的管理和調(diào)用仍然以手工為主,兼以各種分散的計(jì)算機(jī)報(bào)表,缺乏瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援針對(duì)性,以至于瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援展開(kāi)的效果不理想。煤礦企業(yè)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本得到普及,可以為事故應(yīng)急救援決策科學(xué)化提供必要的技術(shù)支持。因此,迫切需要結(jié)合瓦斯爆炸事故特點(diǎn)和救援原則,建立煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng),以便充分利用煤礦既有應(yīng)急信息,有效展開(kāi)瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援。1 煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)基本功能煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)是以大量應(yīng)急信息為主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ),以應(yīng)急信息管理和災(zāi)害評(píng)估為主要功能(見(jiàn)圖1)。煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急助決策系統(tǒng)由2個(gè)主要功能模塊構(gòu)成,即應(yīng)急信息管理模塊和災(zāi)害評(píng)估模塊。
圖1 煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng)基本功能
1.1 應(yīng)急信息管理模塊
應(yīng)急信息管理模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦應(yīng)急信息的錄入、查詢、修改、打印等基本功能,能夠便于煤礦領(lǐng)導(dǎo)和各級(jí)應(yīng)急人員查詢及瀏覽應(yīng)急救援相關(guān)信息,方便事故應(yīng)急日常管理,同時(shí)也能夠?yàn)橥咚贡ㄊ鹿蕿?zāi)害評(píng)估提供必要的信息支持。煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急信息主要包括以下幾類(lèi)信息:(1)預(yù)案啟動(dòng)信息。應(yīng)急預(yù)案是瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援系統(tǒng)的重要組成部分。針對(duì)井下各個(gè)不同地點(diǎn),分別制定有效的瓦斯爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案,不僅可以明確應(yīng)急救援人員在救災(zāi)過(guò)程中的職責(zé),保證各種應(yīng)急資源處于良好的備戰(zhàn)狀態(tài),而且可以指導(dǎo)井下應(yīng)急救援行動(dòng)按計(jì)劃有序進(jìn)行,以達(dá)到盡快控制事態(tài)發(fā)展,降低事故造成的危害,減少事故損失的目的。瓦斯爆炸事故應(yīng)急預(yù)案包括煤礦企業(yè)(現(xiàn)場(chǎng))瓦斯爆炸事故應(yīng)急預(yù)案和場(chǎng)外重大事故應(yīng)急預(yù)案。瓦斯爆炸現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案由本煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)編制,場(chǎng)外重大事故應(yīng)急預(yù)案由政府主管部門(mén)負(fù)責(zé)制定。
瓦斯爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案的基本內(nèi)容:①采掘面概況和瓦斯地質(zhì);②瓦斯爆炸可能性評(píng)估;③瓦斯爆炸事故可能影響后果;④應(yīng)急救援指揮部的組成、職責(zé)、通訊方式和分工;⑤應(yīng)急指揮者與一般參加救援人員的責(zé)任和義務(wù);⑥報(bào)警后的應(yīng)急救援預(yù)案的啟動(dòng)程序、通知順序和匯報(bào)程序;⑦瓦斯爆炸事故應(yīng)急處理措施等。
煤礦事故應(yīng)急預(yù)案在應(yīng)急救援系統(tǒng)中占據(jù)很重要的位置,它是應(yīng)急救援系統(tǒng)能否有效展開(kāi)的關(guān)鍵。根據(jù)可能的事故后果危害程度、事故性質(zhì)、事故地點(diǎn)人員數(shù)量及企業(yè)財(cái)產(chǎn)直接損失等情況,煤礦企業(yè)可把事故預(yù)案啟動(dòng)分為四級(jí),即特別重大(Ⅰ級(jí)響應(yīng))、特大(Ⅱ級(jí)響應(yīng))、重大(Ⅲ級(jí)響應(yīng))和一般(Ⅳ級(jí)響應(yīng))四級(jí)響應(yīng)機(jī)制〔2〕。
(2)指揮網(wǎng)絡(luò)體系信息。煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援需要涉及到眾多部門(mén)與礦山救護(hù)隊(duì)、礦山醫(yī)療隊(duì)的協(xié)調(diào)配合,為有序?qū)嵤┦鹿蕬?yīng)急救援,應(yīng)建立行之有效的應(yīng)急救援網(wǎng)絡(luò)體系。救援網(wǎng)絡(luò)體系應(yīng)包括事故救援的指揮體系,各參與救援部門(mén)的通訊絡(luò),以及與上級(jí)救援部門(mén)的聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)。除此之外,還應(yīng)與本事故區(qū)域的公安、衛(wèi)生、交通等有關(guān)部門(mén)建立起協(xié)作關(guān)系,以備協(xié)同作戰(zhàn)。
(3)救援資料信息。煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援需要提供必要資料,通常包括:礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃、礦井反風(fēng)演習(xí)報(bào)告、瓦斯爆炸事故現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案、井上下對(duì)照?qǐng)D、礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平面圖、井下排水系統(tǒng)圖、軌道運(yùn)輸系統(tǒng)圖、井下通訊系統(tǒng)圖、井下供電系統(tǒng)圖、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖、井下壓風(fēng)管路系統(tǒng)圖、井下運(yùn)輸系統(tǒng)圖、巷道布置圖、采掘工程平面圖、礦井系統(tǒng)圖,瓦斯抽放管路系統(tǒng)圖,井下避災(zāi)路線圖等。
(4)歷史瓦斯爆炸事故信息。歷史瓦斯爆炸事故信息指煤礦歷史上發(fā)生的瓦斯爆炸事故數(shù)據(jù),能夠按照事故發(fā)生時(shí)間(年/月/日/時(shí)刻)、地點(diǎn)、性質(zhì)、原因、救援所需資料、事故的救援方案等進(jìn)行查詢與分析,為現(xiàn)場(chǎng)瓦斯爆炸事故救援方案的制定提供參考。
(5)應(yīng)急物資信息。應(yīng)急物資是煤礦開(kāi)展瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援工作必不可少的條件。發(fā)生煤礦瓦斯爆炸事故時(shí),需要大量的應(yīng)急物資,如果缺乏足的應(yīng)急物資,即使訓(xùn)練良好的應(yīng)急隊(duì)伍也可能無(wú)法減緩?fù)咚贡ㄊ鹿?。因?煤礦企業(yè)應(yīng)該購(gòu)買(mǎi)必需的應(yīng)急物資,并且要進(jìn)行定期的檢查、維護(hù)和補(bǔ)充,以免由于物資缺乏延誤應(yīng)急行動(dòng)。應(yīng)急物資信息包括報(bào)警通訊系統(tǒng),瓦斯檢定器、氧氣呼吸器、蘇器、便攜式煤礦氣體可爆性測(cè)定儀、一氧化碳檢測(cè)儀、自救器、呼吸器、緊急隔離柵,消防設(shè)施和各種急救設(shè)施等。
1.2 災(zāi)害評(píng)估模塊
災(zāi)害評(píng)估是事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,災(zāi)害評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到事故應(yīng)急救援能否有效展開(kāi)。瓦斯爆炸事故災(zāi)害評(píng)估模塊選擇DECIDE因素分析模型[3],并結(jié)合煤礦瓦斯爆炸事故特點(diǎn),建立DECIDE因素分析模型。即:Detect(探察):檢測(cè)瓦斯爆炸后井下災(zāi)區(qū)存在的危險(xiǎn)物質(zhì)的成份。
Estimate(估計(jì)):估計(jì)出瓦斯爆炸后井下災(zāi)區(qū)和威脅區(qū)域可能存在的危害。Choose(選擇):選擇煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援的目標(biāo)。
Identify(確定):確定瓦斯爆炸事故應(yīng)急行動(dòng)方案。Do(做):做最好的行動(dòng)。
Evaluate(評(píng)估):評(píng)估控制瓦斯爆炸事故的進(jìn)展。
瓦斯爆炸事故救援指揮部根據(jù)從事故信息源所獲得的瓦斯爆炸事故信息進(jìn)行事故災(zāi)害評(píng)估,并以災(zāi)害評(píng)估為基礎(chǔ),制定和選擇正確的應(yīng)急對(duì)策。瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援的第一步工作就是要對(duì)瓦斯爆炸事故情況進(jìn)行災(zāi)害評(píng)估。災(zāi)害評(píng)估主要是通過(guò)礦山救護(hù)隊(duì)到達(dá)井下事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行偵察和井下設(shè)備監(jiān)控,收集井下事故現(xiàn)場(chǎng)原始信息,并采用DECIDE因素分析模型進(jìn)行對(duì)事故評(píng)判,得出瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援決策信息(見(jiàn)圖2)。
2 煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)
模式主要有客戶機(jī)/服務(wù)器模式(Client/Server,簡(jiǎn)稱(chēng)
圖2 災(zāi)害決策評(píng)估模塊流程
C/S)和瀏覽器/服務(wù)器模式(Browser/Server,簡(jiǎn)稱(chēng)B/S)。B/S結(jié)構(gòu)是一種以Web技術(shù)為基礎(chǔ)的新型系統(tǒng)平臺(tái)模式〔4〕。在B/S結(jié)構(gòu)中,主要的命令執(zhí)行、數(shù)據(jù)計(jì)算都在服務(wù)器端完成,應(yīng)用程序在服務(wù)器端安裝,客戶端不用安裝應(yīng)用程序,所有的日常操作可通過(guò)瀏覽器來(lái)完成,煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)選擇B/S模式(見(jiàn)圖3)。B/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的客戶端要求比較低,一般來(lái)講,只要安裝了瀏覽器就行,而服務(wù)器端相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜,考慮到系統(tǒng)的規(guī)模、兼容性等問(wèn)題,在開(kāi)發(fā)平頂山煤業(yè)集團(tuán)十礦應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)過(guò)程中,采用Microsoft IIS6.0作為Web服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用Microsoft SQL Serv-er2000。
圖3 煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3 結(jié) 論
建立煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng),對(duì)提高煤礦瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援水平具有重要作用。主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
(1)采用計(jì)算機(jī)評(píng)估瓦斯爆炸事故,可以有效避免指揮人員的錯(cuò)誤決策,使瓦斯爆炸事故應(yīng)急救援決策科學(xué)化。
(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)管理應(yīng)急信息和評(píng)估事故災(zāi)害,可以大量減少應(yīng)急人員的勞動(dòng)量,有助于提高應(yīng)急救援的工作效率。
(3)事故應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)能夠縮短事故應(yīng)急救援決策的響應(yīng)時(shí)間,提高事故應(yīng)急救援的有效性和可靠性,能夠最大程度降低事故損失,從而該系統(tǒng)具有廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
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作者簡(jiǎn)介:劉金城(1977-),男,江蘇鹽城人,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院在讀碩士研究生,研究方向?yàn)榈V井災(zāi)害防治與事故應(yīng)急救援。
煤層突出危險(xiǎn)性的機(jī)械化學(xué)概念在變質(zhì)作用過(guò)程中,煤炭有機(jī)質(zhì)量的原子—分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分簡(jiǎn)化的重大傾向能改變?cè)瓉?lái)煤炭的全部性能,其中包括煤與瓦斯突出的破壞能力。文章列舉出在突出危險(xiǎn)地帶和非危險(xiǎn)地質(zhì)破壞地帶中煤炭有機(jī)質(zhì)量的結(jié)構(gòu)-化學(xué)轉(zhuǎn)化的研究結(jié)果,以及在開(kāi)采作業(yè)時(shí)上述轉(zhuǎn)化與瓦斯涌出的相互關(guān)系。研究結(jié)果得出,在氫不足的條件下和在構(gòu)造力量與施工生成的機(jī)械應(yīng)力作用下,煤炭有機(jī)質(zhì)量的原子—分子結(jié)構(gòu)的機(jī)械化學(xué)轉(zhuǎn)化使煤炭結(jié)構(gòu)向活化作用狀態(tài)過(guò)渡。在這種狀態(tài)下,可能使煤炭有機(jī)質(zhì)量原子間鍵破壞過(guò)程發(fā)生。這樣的自由—輻射進(jìn)程與氣相結(jié)合導(dǎo)致“煤與瓦斯突出”的現(xiàn)象發(fā)生。
摘自 《УГОЛЬ》 2005 No.2
