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摘要：煤礦的機電安全管理決定了煤礦生產的效率與安全。當前，煤礦機電的安全管理呈現落后趨勢，在生產中暴露出不少缺點。為了保證煤礦機電設備的穩定運行，提出建立以SQL數據庫為核心的機電安全管理系統，借助Qt、安全評估模型技術實現機電設備的安全管理。
關鍵詞：煤礦；機電安全；安全評估模型；設備管理
隨著煤礦開采行業的發展，開采作業逐漸從簡單機械化向機械智能化邁進。機電設備已成為生產、運輸等各個環節必不可少的組成部分，因此機電設備的安全關乎煤礦開采的安全，保障機電設備安全能夠為作業人員創造良好的工作環境，同時也能夠減少因機電故障導致的煤礦安全事故，這是煤礦安全生產的必然要求。當前，煤礦仍然存在不少問題，對生產效率和安全均造成了一定的影響[1]。因此，通過對煤礦機電安全管理現狀的分析，設計符合生產實際的機電安全管理系統顯得十分必要。
1煤礦機電安全管理現狀分析
1.1煤礦機電安全管理體系不完善
從當前煤礦生產來看，煤礦企業在安全管理體系中針對機電設備的部分存在較大問題，主要體現為對機電設備安全不重視，對機電設備的巡檢制度執行不到位，巡檢的機電設備運行狀態信息更新不及時等。在一定程度上，機電設備的安全管理缺乏專人專管，不能制訂完善的安全管理體系，這就導致機電設備的安全監管無法落地，在日常的管理工作中不能將機電設備成體系管理起來，最終導致機電設備故障頻發，甚至出現煤礦生產安全事故。
1.2缺乏機電安全管理監督機制
機電安全管理工作是一項集設備運行狀態采集、設備管理、設備安全評估于一體的綜合性工作，往往要求管理人員具備技術基礎和安全管理理論知識，還要求他們具備機電管理的綜合素養，而煤礦企業設備安全管理人員往往不能達到這一要求。注重機電設備的保養維護，但缺乏科學的指導手段，是管理人員對機電設備安全管理的現狀。當安全管理監督缺失時，設備維護逐漸從安全角度變成保障生產的基本要求，這樣會引發一些機電設備安全隱患，最終影響煤礦生產。
1.3機電設備維護保養管理不科學
機電設備除了正常的周期維保外，在日常運行過程中總是出現預期外的損耗，機電設備的運行狀態監測不到位則會導致部分故障提前發生，若臨時出現故障導致生產事故或生產停止，會對企業經濟效益和工人人身安全造成影響[2]。為了避免此類事故的發生，煤礦企業往往實施周期較短的維護保養和人工排查，這雖然在一定程度上減少了機電設備故障的發生，但重復的工作導致了人力和物力的浪費，不能提高生產效率，因此也亟需對維護保養的周期頻率進行動態調整。
2煤礦機電安全管理系統設計
針對當前煤礦機電設備的狀態信息缺失，管理維護周期信息不全，設備技術資料不能實現共享等問題，本系統將煤礦的機電設備數據進行了電子化，結合數據庫等信息化技術將設備運行參數、維護信息、技術資料等進行系統集成上網。維護人員通過對實時數據的監控、查詢便能快速實現對機電設備的運行狀態感知，并根據實際管理要求采取相應的安全管理措施。根據煤礦生產的現實需求，機電安全管理系統的設計可以采用Qt（基于C++編程語言的界面程序開發框架）作為界面設計技術框架，它能與SQL（數據庫管理系統）實現良好交互，管理人員對數據庫存儲的機電設備運行數據及其他信息進行操作，就能實現對機電設備的安全管理。
2.1系統模塊設計
機電設備安全監測數據一般涵蓋了設備的名稱、運行狀態、供電狀態、溫度、濕度、壓力、磨損情況、轉速等信息。不同的模塊應該記錄不同類型的數據，實現快速、全面的查詢。a)設計系統登錄模塊。登錄信息涵蓋管理人員用戶名稱、密碼、管理權限及備注，不同用戶登錄系統只能查詢修改自己權限內的數據，保證數據庫的安全性。b)設計不同設備的數據監測模塊。實時數據、歷史數據是對機電設備運行狀態、趨勢的記錄，涵蓋設備名稱、數量、運行狀態、供電狀態、轉速、溫度、壓力等參數。實時數據能讓管理人員實時查看掘進機運行狀態，歷史數據能讓管理人員了解掘進機的設備狀態。從溫度異常上升或掘進機轉速降低等問題中，管理人員能準確判斷故障來源，實現快速、精準的安全管理。c)設計設備巡檢維護信息模塊。對機電管理維護實現數據庫記錄，能精準查詢設備每次的保養維護信息，實現對安全管理的監督。d)設計機電設備故障排查技術文檔模塊。將紙質文檔錄入到這一模塊，并根據設備名稱、故障類型分類制作數據表，便于故障排查和處理的快速實現。
2.2界面設計要求
通常，設備管理人員不需要直接進入SQL數據庫進行查詢，對設備實時運行數據的監測可以通過界面查看，歷史數據曲線也能通過界面實現可視化。針對系統中的四大模塊設計，界面也需要四個：a)登錄界面，涵蓋用戶名和用戶密碼，實現管理人員登錄；b)設備監測界面，包含設備的立體圖像及采集參數，這些數據來源于機電設備上的傳感器，可以實時顯示在界面上；c)設備巡檢維護界面，分為巡檢記錄和維護記錄兩大模塊，管理人員能隨時查看監督；d)技術文檔界面，可以按照Qt自帶文檔框架編寫，實現基本的查詢操作。圖1為機電安全管理中機電設備的ER（實體-聯系）關系圖，它表明了數據、文檔、信息、設備之間的從屬關系，在系統設計時應遵循它。
3機電安全評估模型
在實現基本的機電設備數據監測和管理功能后，需要對其進行安全評估，并建立相應的安全評估模型。由于監測采集的數據是連續、定量的，因此采用分段評估模型對機電設備進行安全評估。首先，將機電設備的安全隱患按評估值分為3個等級，一級代表風險最大，以此類推。一級風險是機電設備常見的過載、失壓、短路、漏電、斷裂等故障，此類故障存在較大的不確定性，因此需要管理人員關注設備的運行歷史參數，通過分析評估風險發生的時間區間，及時安排檢修維護；二級風險是機電設備常見的斷電、磨損等故障，其風險略小于一級風險，但會導致生產延緩或停滯；三級風險代表機電設備潛在的故障，例如掘進機受煤層影響發生卡頓等問題，需要采取一些安全措施來降低風險。按照以上安全評估分級，建立機電安全評估模型。從圖2中可以看出，機電設備的歷史運行參數可以從數據庫獲取，它包含了一段時間內設備的運行信息，可以根據機電設備的預定運行、維護周期準確判斷設備是否存在安全隱患；同時，歷史曲線可以作為機電設備歷史運行狀態的判斷依據，若某一參數呈現的歷史曲線出現較大波動，則能快速定位故障點和故障出現的時間，保障機電設備的安全。通過三級安全評估，管理人員能夠對機電設備的安全性進行劃分，若為一、二級風險，則能通過定量評估找到設備的故障點，安排檢修和維護；若為三級風險，管理人員通過歷史經驗判斷機電設備是否會出現安全隱患。若風險較大，則提前安排檢修維護；若風險較小，則按計劃進行檢修維護。這一安全評估模型能夠最大程度實現煤礦機電設備的安全管理，避免出現遺漏，還能夠節省人力和物力，避免重復檢測維護造成的資源浪費。
4機電安全管理系統的優化
在具備機電設備基礎監測數據管理和安全評估模型后，還應在機電設備的維護保養上對管理系統進行優化，建立運行維護臺賬。當出現甲類故障，機電設備停機時，應參考甲類故障原因排查表，從供配電、設備電路、機械故障導致的停機、斷電、損壞故障等方面逐一查找，并從臺賬信息中的故障檢修樹形圖中找出解決辦法，用最短的時間恢復，保障生產；乙類故障則是環境、電、機械故障導致的設備運行狀態不良，同樣建立故障檢修樹形圖并解決；丙類故障指有安全隱患，但目前不影響生產，可以在周期維保中一并解決。
5結語
通過對煤礦機電實施信息化安全管理，實現了機電從故障排查到檢修的信息分類和數據存儲，實現了對煤礦機電進行高效、精準、可溯性的管理，改變了以往機電靠經驗檢修的困境，提升了煤礦生產效率，為安全生產提供了保障。在以往安全管理信息系統構架的基礎上，提出了三級安全評估模型，并對不同類型的故障進行分類，優化了巡檢維護流程。但煤礦機電的安全管理仍需更精準地劃分模型，今后將針對生產中的設備故障、低質風險等要素進行大數據統計與分析，并通過相關計算實現精準的故障分類，提升煤礦生產安全性，實現科學管理。
參考文獻：
［1］牛國亮.地方煤礦機電安全管理現狀與對策［J］.煤礦安全，2011，42(4)：190-192.
［2］馬驥.煤礦機電設備的安全管理與維護研究［J］.科技與生活，2014，29(1):441.
作者:李磊 單位:晉煤集團技術中心
