2020—2021年，《關于加快煤礦智能化發(fā)展的指導意見》《煤礦智能化建設指南（2021年版）》《智能化示范煤礦驗收管理辦法（試行）》等文件的發(fā)布，推動了我國煤礦智能化建設進程，智能化已成為煤炭行業(yè)的技術共識和發(fā)展趨勢，我國煤炭工業(yè)發(fā)展正在快速地向智能、高效、安全開采轉變，以人為本，讓煤礦職工更輕松、更體面、更多幸福感地工作也越來越成為煤炭科技工作者的責任和使命。

煤炭開采是災害發(fā)生頻率較高的行業(yè)，安全生產問題一直以來都是煤礦企業(yè)生產工作的重中之重。近年來，在政府部門的指導和煤炭工作者的努力下，煤礦安全生產形勢有了很大改善。但是，煤礦安全的致災因素并未減少，一些主要的災害和威脅依然存在，安全生產形勢仍較為嚴峻，安全生產事故面臨反復性、長期性的問題，仍需時刻緊繃安全風險防控的這根弦。煤礦智能化建設使得對各個危險因素的動態(tài)實時感知成為可能，也推進了安全風險智能防控的研究走向現(xiàn)實。智能安全防控是智能化礦山建設的重要部分，也是保障智能礦山穩(wěn)定運行的關鍵。中國礦業(yè)大學安全科學與應急管理研究院院長李爽教授深耕礦山安全風險防控領域10余年，具有心系“國之大者”的科研擔當，以實現(xiàn)礦山安全風險智能防控、守護煤礦工作者的生命安全為己任，在智能安全防控領域不斷攻堅克難，堅定不移地要研究探索出一套智能、科學、有效的礦山安全風險防控體系與方法。

01立足實踐，探尋安全風險防控之關鍵

2011年，李爽作為宋學鋒教授團隊的研究骨干，參與了煤礦安全風險預控管理體系（原本質安全管理體系）的研究，自此，她便對礦山安全風險防控理論和技術的研究產生濃厚的科研興趣，并將其視為自己熱愛的事業(yè)。一直以來，安全管理基礎薄弱、安全事故頻發(fā)都是我國煤炭行業(yè)面臨的重大安全生產問題，給社會和諧和企業(yè)發(fā)展造成了很大的負面影響。煤礦職工在辛勤地為我國能源安全保障做出重要貢獻的同時，還要面臨著巨大的人身安全風險，這讓從事煤礦安全管理研究的李爽感到慚愧和心痛，她下定決心要將煤礦安全風險防控作為自己未來的重點研究方向，實現(xiàn)礦山安全風險防控既智能高效又操作便捷。

想要做好煤礦安全風險的防控工作，就必須要對煤礦生產過程中的各個危險因素進行全面、實時、系統(tǒng)地監(jiān)測分析和管理，用科學的方法統(tǒng)籌解決煤礦生產中暴露的安全問題，是兼具技術與管理雙重屬性的工程。李爽認為搞科研必須要俯下身、沉下心，沒有現(xiàn)場的科研是走不遠的，自2011年開始， 為了解決煤礦安全生產“想不到、管不住”的難題，她堅持活躍在煤礦生產一線，曾先后到過上百座煤礦企業(yè)進行現(xiàn)場調研，與一線生產管理者和工作人員探討煤礦安全管理的對象與重點，探索如何通過煤礦安全風險辨識和評估達到“人機環(huán)管”的最佳匹配。

智能雙重預防創(chuàng)新團隊在現(xiàn)場調研

經過現(xiàn)場大量的實踐學習、積累沉淀，以及理論研究，李爽逐漸掌握到了煤礦安全風險防控研究的本質問題和關鍵所在。2015年，帶領研究團隊與兗礦集團有限公司、淄博礦業(yè)集團有限責任公司開展合作，開啟了安全風險預控體系與企業(yè)特色管理體系的深度融合研究，在風險辨識和安全生產標準化方面取得了實質性的進展。 2015年12月，習近平總書記在政治局常委會上作出“對易發(fā)生重特大事故的行業(yè)領域，要采取風險分級管控、隱患排查治理雙重預防性工作機制，推動安全生產關口前移”的重要指示。李爽在安全風險預控研究的基礎上，開始了煤礦安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制（簡稱煤礦雙重預防機制）理論與方法體系的研究。煤礦雙重預防機制是通過風險辨識評估提前掌握生產過程中存在的風險，夯實各層級管控責任，并通過隱患排查治理確保風險處于受控狀態(tài)的一種安全管理機制。煤礦雙重預防機制既體現(xiàn)了以風險防控為核心和前提的現(xiàn)代安全管理思想，又與煤礦各業(yè)務數(shù)據(jù)、流程完美融合，是具有優(yōu)勢特色的安全管理創(chuàng)新，是煤礦安全風險防控研究的新方向。2017年，李爽帶領團隊創(chuàng)新風險辨識思路，首次實現(xiàn)了以《煤礦安全規(guī)程》《煤礦安全生產標準化管理體系》和煤礦安全事故致因鏈為依據(jù)的風險辨識，形成了具有規(guī)范性、權威性和通用性的煤礦安全風險數(shù)據(jù)庫，與電子礦圖有機融合，設計研發(fā)了政府-集團-礦企三級雙重預防信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了礦井現(xiàn)場安全的動態(tài)分析預警。目前，李爽帶領的智能雙重預防創(chuàng)新團隊是國內煤礦雙重預防機制建設的先行者和權威團隊。

煤礦安全雙重預防機制邏輯架構

02順應新時代，砥志攻關智能雙重預防體系

近年來，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術的深度應用和煤礦智能化建設的不斷推進，煤礦安全風險的智能化防控成為智能化時代煤礦安全保障領域的緊迫任務，時代又一次賦予了李爽及其研究團隊新的責任和使命。由于不同礦區(qū)的煤層賦存特點各異，對安全風險防控的需求也千差萬別，涉及面廣、標準不統(tǒng)一、信息孤島和學科交叉研究滯后等問題使得煤礦安全風險智能防控的研究舉步維艱。面臨煤礦智能化發(fā)展的新形勢與機遇，自2018年開始，李爽帶領中國礦業(yè)大學安全科學與應急管理研究院，發(fā)揮學科、理論和技術研發(fā)優(yōu)勢，組建了一支百余人的跨學科研究團隊——智能雙重預防創(chuàng)新團隊，團隊以礦山智能化安全為研究目標，堅定咬定青山不放松的信念，錨緊煤礦智能化建設背景下的智能雙重預防體系進行科研攻關。

智能雙重預防創(chuàng)新團隊

在李爽的帶領下，智能雙重預防創(chuàng)新團隊從基礎理論研發(fā)到關鍵技術攻關，從單一學科到工管結合、多學科交叉，從科學探索到企業(yè)現(xiàn)場應用，經過3年的努力，煤礦智能雙重預防管控平臺的理論體系建設和關鍵技術攻關不斷取得豐碩成果。在理論層面，構建了智能雙重預防體系的“三位一體”，即以各類安全相關數(shù)據(jù)集成為基礎，對數(shù)據(jù)采取統(tǒng)一管理；以人工智能算法為核心，對風險進行動態(tài)評估，從而實現(xiàn)對煤礦安全態(tài)勢、未來安全發(fā)展趨勢進行預判；以平臺數(shù)據(jù)與現(xiàn)場單兵裝備互聯(lián)互通，實現(xiàn)智能化數(shù)據(jù)的應用。在技術層面，采用多網(wǎng)、多系統(tǒng)信息融合，突破了基于礦井基本信息、安全監(jiān)控、人員定位、設備監(jiān)測、環(huán)境感知、安全管理等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)的知識抽取與融合技術，構建了安全大數(shù)據(jù)中心；建立了全面的風險模塊化數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了基于風險隱患類比和知識演化的動態(tài)風險評估技術，利用K-Means、AP聚類等算法實現(xiàn)了對礦井隱患、重大風險和人員違章自動歸類，基于預警邏輯數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)下屬礦井和礦井區(qū)域內安全管控薄弱環(huán)節(jié)的智能識別；融合人員定位數(shù)據(jù)，開發(fā)了井下智能巡檢系統(tǒng)，通過手執(zhí)式智能巡檢儀實現(xiàn)了風險管控清單的智能派發(fā)和隱患現(xiàn)場的輔助錄入，形成了智能礦區(qū)科學主動、技術密集型的安全風險自主防控和智能安全管理新模式。2020年，研究成果“煤礦雙重預防體系研究及應用”獲得了中國煤炭工業(yè)科學技術獎一等獎，并作為唯一安全領域的成果入選了2020年全國煤礦智能化十大進展；2021年，研發(fā)的煤礦智能雙重預防管控平臺被評為2019—2020年煤炭行業(yè)兩化深度融合優(yōu)秀項目。

煤礦智能雙重預防管控平臺

03創(chuàng)新安全管理模式，精準防控安全風險

煤礦智能化安全體現(xiàn)在煤礦智能化前沿技術與智能化雙重預防的相結合。李爽智能雙重預防創(chuàng)新團隊所研發(fā)的煤礦智能雙重預防管控平臺將新一代信息技術應用到安全風險防控中，基于安全風險分級管控和隱患排查治理的理論邏輯，通過權威規(guī)范的煤礦安全風險數(shù)據(jù)庫的建設、感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集成管理、海量信息的智能化挖掘，構建面向煤礦企業(yè)全員的智慧型安全防控平臺，實現(xiàn)礦山安全數(shù)據(jù)集成、安全風險自主判別、安全要素實時監(jiān)控、事故隱患智能分析，創(chuàng)新安全管理模式，助力安全風險的精準、全面防控，為企業(yè)安全生產、政府監(jiān)管和國家監(jiān)察提供高效實時的智能化應用與信息服務平臺。

在創(chuàng)新安全管理模式方面，煤礦智能雙重預防管控平臺立足我國國有大型礦山企業(yè)的多級管理體系，將一線工作者、上級公司和安全監(jiān)管人員融為一體，構建了三級一體化的安全管理體系，圍繞安全風險主題，促進安全生產從靜態(tài)分析向動態(tài)感知、事后應急向事前預防、單點防控向全局聯(lián)防的轉變，創(chuàng)新實現(xiàn)了安全風險辨識到安全評估預警再到安全防控的“人工+機器”智能化新模式。

智能化雙重預防的邏輯機制

在安全風險精準防控方面，煤礦智能雙重預防管控平臺通過全面匯集安全數(shù)據(jù)，對企業(yè)集團下屬煤礦和煤礦各個工作區(qū)域開展多維度智能化分析和辨識，通過探究規(guī)律、全面掃描、自主辨識、智能評價、超前預警、采取措施等步驟，可以使上級公司能夠隨時掌控下屬煤礦安全生產態(tài)勢，煤礦管理者能夠實時了解井下生產的一線安全狀態(tài)，從而實現(xiàn)安全風險的精準、全面防控。

煤礦智能雙重預防管控平臺的技術架構

04守護礦山安全生產，服務社會健康發(fā)展

先進的技術水平和被廣泛認可的理論理念，賦予了智能雙重預防創(chuàng)新團隊科研成果巨大的支持基數(shù)和持續(xù)蓬勃發(fā)展的生命力。李爽一直致力于煤礦安全風險防控與人工智能深度融合的理論開拓創(chuàng)新和技術自主研發(fā)，提出的煤礦智能雙重預防機制的理論和技術體系，引領了全國煤礦雙重預防機制建設，目前已在1 000余家國有大中型煤礦企業(yè)中推廣應用，解決了雙重預防機制用于煤礦特殊條件的理論開發(fā)、實施應用和先進技術依托的難題，為煤礦安全風險智能防控探索出了一條具有高度應用性和有效性的新路徑。研究成果得到了煤炭行業(yè)的認可，并在山東、河南、安徽、內蒙古、山西、陜西、新疆等?。ㄗ灾螀^(qū)）的煤礦企業(yè)推廣應用。

煤礦智能雙重預防管控平臺的應用

李爽積極服務社會發(fā)展，提出的“應高度重視尾礦庫面臨的安全和環(huán)境風險隱患”等政策建議被中共中央辦公廳等采用，主持了國家礦山安全監(jiān)察局委托研究的雙重預防、安全監(jiān)管、標準化等方面的課題。煤礦安全雙重預防機制等研究成果被《中國應急管理報》《科技日報》《中國煤炭報》等多家權威媒體深度報道，并多次被中國教育電視臺、新華社中國經濟信息社連線采訪。

作為《煤礦安全生產標準化管理體系》的主要起草人之一為現(xiàn)場核查專家授課

接受中國教育電視臺連線采訪

李爽對安全生產法有著深度的研究，2021年7月，作為特邀學者解讀了修改后的《中華人民共和國安全生產法》的亮點，并在《中國應急管理報》發(fā)表署名文章《全面推進雙重預防機制建設，健全風險防范化解機制》，被國家應急管理部應急普法公眾號全文發(fā)布；“新《安全生產法》強化監(jiān)督管理，加大處罰力度”等政策建議被新華社智庫等權威媒體采用。

隨著礦山智能化的深入推進，透明礦井正逐漸成為現(xiàn)實，安全風險防控將浸泡在海量數(shù)據(jù)之中，以深度學習和大數(shù)據(jù)挖掘為代表的數(shù)據(jù)“感知智能”已漸感薄弱，對于需要全方位考慮礦山所有生產要素的安全風險防控，感知智能將要碰觸到研究的天花板，由感知智能跨越到認知智能的知識圖譜技術將是未來礦山安全智能風險防控的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段安全風險管理領域知識圖譜研究僅限于實現(xiàn)靜態(tài)風險展示，研究引入時間信息，開發(fā)面向實時動態(tài)信息的礦山安全風險領域知識圖譜構建技術，是下階段礦山安全風險防控邁入認知智能的關鍵，也是李爽及其智能雙重預防創(chuàng)新團隊的科研攻堅主戰(zhàn)場。

勇當安全風險防控排頭兵，做智能礦山安全生產守護者，是李爽及其研究團隊的責任和使命，在煤礦智能化建設的浪潮中，將繼續(xù)腳踏實地、砥志研思，為我國礦山智能化的安全發(fā)展做出新貢獻！

來源：智能礦山雜志