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摘要：煤矿的机电安全管理决定了煤矿生产的效率与安全。当前，煤矿机电的安全管理呈现落后趋势，在生产中暴露出不少缺点。为了保证煤矿机电设备的稳定运行，提出建立以SQL数据库为核心的机电安全管理系统，借助Qt、安全评估模型技术实现机电设备的安全管理。
关键词：煤矿；机电安全；安全评估模型；设备管理
随着煤矿开采行业的发展，开采作业逐渐从简单机械化向机械智能化迈进。机电设备已成为生产、运输等各个环节必不可少的组成部分，因此机电设备的安全关乎煤矿开采的安全，保障机电设备安全能够为作业人员创造良好的工作环境，同时也能够减少因机电故障导致的煤矿安全事故，这是煤矿安全生产的必然要求。当前，煤矿仍然存在不少问题，对生产效率和安全均造成了一定的影响[1]。因此，通过对煤矿机电安全管理现状的分析，设计符合生产实际的机电安全管理系统显得十分必要。
1煤矿机电安全管理现状分析
1.1煤矿机电安全管理体系不完善
从当前煤矿生产来看，煤矿企业在安全管理体系中针对机电设备的部分存在较大问题，主要体现为对机电设备安全不重视，对机电设备的巡检制度执行不到位，巡检的机电设备运行状态信息更新不及时等。在一定程度上，机电设备的安全管理缺乏专人专管，不能制订完善的安全管理体系，这就导致机电设备的安全监管无法落地，在日常的管理工作中不能将机电设备成体系管理起来，最终导致机电设备故障频发，甚至出现煤矿生产安全事故。
1.2缺乏机电安全管理监督机制
机电安全管理工作是一项集设备运行状态采集、设备管理、设备安全评估于一体的综合性工作，往往要求管理人员具备技术基础和安全管理理论知识，还要求他们具备机电管理的综合素养，而煤矿企业设备安全管理人员往往不能达到这一要求。注重机电设备的保养维护，但缺乏科学的指导手段，是管理人员对机电设备安全管理的现状。当安全管理监督缺失时，设备维护逐渐从安全角度变成保障生产的基本要求，这样会引发一些机电设备安全隐患，最终影响煤矿生产。
1.3机电设备维护保养管理不科学
机电设备除了正常的周期维保外，在日常运行过程中总是出现预期外的损耗，机电设备的运行状态监测不到位则会导致部分故障提前发生，若临时出现故障导致生产事故或生产停止，会对企业经济效益和工人人身安全造成影响[2]。为了避免此类事故的发生，煤矿企业往往实施周期较短的维护保养和人工排查，这虽然在一定程度上减少了机电设备故障的发生，但重复的工作导致了人力和物力的浪费，不能提高生产效率，因此也亟需对维护保养的周期频率进行动态调整。
2煤矿机电安全管理系统设计
针对当前煤矿机电设备的状态信息缺失，管理维护周期信息不全，设备技术资料不能实现共享等问题，本系统将煤矿的机电设备数据进行了电子化，结合数据库等信息化技术将设备运行参数、维护信息、技术资料等进行系统集成上网。维护人员通过对实时数据的监控、查询便能快速实现对机电设备的运行状态感知，并根据实际管理要求采取相应的安全管理措施。根据煤矿生产的现实需求，机电安全管理系统的设计可以采用Qt（基于C++编程语言的界面程序开发框架）作为界面设计技术框架，它能与SQL（数据库管理系统）实现良好交互，管理人员对数据库存储的机电设备运行数据及其他信息进行操作，就能实现对机电设备的安全管理。
2.1系统模块设计
机电设备安全监测数据一般涵盖了设备的名称、运行状态、供电状态、温度、湿度、压力、磨损情况、转速等信息。不同的模块应该记录不同类型的数据，实现快速、全面的查询。a)设计系统登录模块。登录信息涵盖管理人员用户名称、密码、管理权限及备注，不同用户登录系统只能查询修改自己权限内的数据，保证数据库的安全性。b)设计不同设备的数据监测模块。实时数据、历史数据是对机电设备运行状态、趋势的记录，涵盖设备名称、数量、运行状态、供电状态、转速、温度、压力等参数。实时数据能让管理人员实时查看掘进机运行状态，历史数据能让管理人员了解掘进机的设备状态。从温度异常上升或掘进机转速降低等问题中，管理人员能准确判断故障来源，实现快速、精准的安全管理。c)设计设备巡检维护信息模块。对机电管理维护实现数据库记录，能精准查询设备每次的保养维护信息，实现对安全管理的监督。d)设计机电设备故障排查技术文档模块。将纸质文档录入到这一模块，并根据设备名称、故障类型分类制作数据表，便于故障排查和处理的快速实现。
2.2界面设计要求
通常，设备管理人员不需要直接进入SQL数据库进行查询，对设备实时运行数据的监测可以通过界面查看，历史数据曲线也能通过界面实现可视化。针对系统中的四大模块设计，界面也需要四个：a)登录界面，涵盖用户名和用户密码，实现管理人员登录；b)设备监测界面，包含设备的立体图像及采集参数，这些数据来源于机电设备上的传感器，可以实时显示在界面上；c)设备巡检维护界面，分为巡检记录和维护记录两大模块，管理人员能随时查看监督；d)技术文档界面，可以按照Qt自带文档框架编写，实现基本的查询操作。图1为机电安全管理中机电设备的ER（实体-联系）关系图，它表明了数据、文档、信息、设备之间的从属关系，在系统设计时应遵循它。
3机电安全评估模型
在实现基本的机电设备数据监测和管理功能后，需要对其进行安全评估，并建立相应的安全评估模型。由于监测采集的数据是连续、定量的，因此采用分段评估模型对机电设备进行安全评估。首先，将机电设备的安全隐患按评估值分为3个等级，一级代表风险最大，以此类推。一级风险是机电设备常见的过载、失压、短路、漏电、断裂等故障，此类故障存在较大的不确定性，因此需要管理人员关注设备的运行历史参数，通过分析评估风险发生的时间区间，及时安排检修维护；二级风险是机电设备常见的断电、磨损等故障，其风险略小于一级风险，但会导致生产延缓或停滞；三级风险代表机电设备潜在的故障，例如掘进机受煤层影响发生卡顿等问题，需要采取一些安全措施来降低风险。按照以上安全评估分级，建立机电安全评估模型。从图2中可以看出，机电设备的历史运行参数可以从数据库获取，它包含了一段时间内设备的运行信息，可以根据机电设备的预定运行、维护周期准确判断设备是否存在安全隐患；同时，历史曲线可以作为机电设备历史运行状态的判断依据，若某一参数呈现的历史曲线出现较大波动，则能快速定位故障点和故障出现的时间，保障机电设备的安全。通过三级安全评估，管理人员能够对机电设备的安全性进行划分，若为一、二级风险，则能通过定量评估找到设备的故障点，安排检修和维护；若为三级风险，管理人员通过历史经验判断机电设备是否会出现安全隐患。若风险较大，则提前安排检修维护；若风险较小，则按计划进行检修维护。这一安全评估模型能够最大程度实现煤矿机电设备的安全管理，避免出现遗漏，还能够节省人力和物力，避免重复检测维护造成的资源浪费。
4机电安全管理系统的优化
在具备机电设备基础监测数据管理和安全评估模型后，还应在机电设备的维护保养上对管理系统进行优化，建立运行维护台账。当出现甲类故障，机电设备停机时，应参考甲类故障原因排查表，从供配电、设备电路、机械故障导致的停机、断电、损坏故障等方面逐一查找，并从台账信息中的故障检修树形图中找出解决办法，用最短的时间恢复，保障生产；乙类故障则是环境、电、机械故障导致的设备运行状态不良，同样建立故障检修树形图并解决；丙类故障指有安全隐患，但目前不影响生产，可以在周期维保中一并解决。
5结语
通过对煤矿机电实施信息化安全管理，实现了机电从故障排查到检修的信息分类和数据存储，实现了对煤矿机电进行高效、精准、可溯性的管理，改变了以往机电靠经验检修的困境，提升了煤矿生产效率，为安全生产提供了保障。在以往安全管理信息系统构架的基础上，提出了三级安全评估模型，并对不同类型的故障进行分类，优化了巡检维护流程。但煤矿机电的安全管理仍需更精准地划分模型，今后将针对生产中的设备故障、低质风险等要素进行大数据统计与分析，并通过相关计算实现精准的故障分类，提升煤矿生产安全性，实现科学管理。
参考文献：
［1］牛国亮.地方煤矿机电安全管理现状与对策［J］.煤矿安全，2011，42(4)：190-192.
［2］马骥.煤矿机电设备的安全管理与维护研究［J］.科技与生活，2014，29(1):441.
作者:李磊 单位:晋煤集团技术中心
