“电子封条”智能监管技术在煤矿安全监管中的应用探析

梁秀龙

（吕梁市煤矿安全事务服务中心，山西 吕梁 033000）

湖南耒阳市导子煤业有限公司源江山煤矿在2020年11月29日因为拒绝执行停产的指令，擅自做主拆除了封条，实施昼停夜开的违法生产方式，导致透水事故的发生，该起事故中导致了5人死亡和8人失联。重庆市永川区吊水洞煤矿，在2020年12月4日因企业自行拆除矿井井下设备引发事故，最终因一氧化碳超限中毒导致23人遇难。

上述两例事故的发生，暴露出某些煤矿企业安全生产意识极差，对安全生产相关责任的落实不实，监管执法不严格等问题。如何采用新的监管模式，加强监管力度，是当今煤矿安全监管所面临的新课题。

安全监管部门在查封和关停煤矿时，其所使用的指令主要为下发停产整顿指令、贴封条等形式。在实际执行过程中，传统的纸质封条存在较大的不足和缺点，首先，纸质版的封条容易出现脱落，极易受到人为损坏，被关停的煤矿易冒险人为毁掉封条而继续进行生产；
其次，纸质版封条不具备强烈的震慑力，尽管具有较强的法律效力，未经许可，不允许擅自撕掉，但是在实际生产中常常会出现撕毁问题，对法律权威产生了严重的挑战；
最后，证据无法确定，对于一些撕毁封条的行为无法利用有效的证据来对其进行处罚。

在煤矿安全生产过程的监管中，建立电子封条，能实现自身监管职责的全新要求，也是督促煤矿切实落实自身安全生产职责的关键抓手[1]。

“电子封条”指的是运用信息化技术来强化矿井企业的预警能力、提升矿井企业的执法水平的一种方式。通过在矿井中配置摄像机、图像分析仪等设备来实现对煤矿主副井口、调度室等各个重要地点及设备的远程监控，实现自动报警和分级推送。研发智能化的识别分析软件，与矿井设备相互连接，运用信息化、智能化等技术来对出入人员、人员数量变化、皮带机运行状况等进行远程监控，对异常情况进行智能化分析，根据监管的职责分级来作出相应的报警推送，对报警处置进行反馈闭环管理，依托于智能分析的结果来精准监督煤矿企业，避免矿井生产出现各种违规违法行为。

3.1 设计思路

长期停止运转或者进行关闭的煤矿，维护人员需要确保通风和排水作业的正常进行，一旦恢复矿井生产、设备拆除等井下作业，矿井下作业现场就需要同时容纳大量的人员来进行操作。通过这一现象，在这类煤矿的井口部位，配置智能化摄像仪和智能分析NVR软件，以实现矿井下人员的精确识别，平台可以遵照识别的结果及预先设定的标准，对各种违法违规生产或者擅自拆开封条的状况作出报警。

对处于正常生产的矿井，在其核心部位及主要地点安装高清的智能化摄像头，以AI智能图像识别技术为基础，对矿井中各种设备的风险因素、设备异常问题、环境及人的不安全因素进行精确识别，从而对矿井生产的违法违规行为进行分析。

3.2 系统功能

（1）下井人员人脸识别。对井下的人员进行识别，并详细检查通风、排水及瓦斯等状况，对安全监控系统进行定期维护等，将这些人员加入白名单报警之中。

（2）下井人员人数统计。对井下的人员数量进行智能化的统计，以该数据来弥补人脸识别的不足，这一方式可以通过将可见光与热成像进行结合的方式来实现，热成像的运用可以在黑暗的状况下提高识别的精确率。

（3）智能分析报警。在矿井下人员的数量超标时实现报警。该系统需要与矿井正常上报的维护状况、井下人员的识别状况与时间进行对比分析，一旦发生入井人员及其数量不相符或者时间不相吻合，就会发出报警信号。系统可对本辖区内的电子封条联网煤矿所作出的报警信息及其处置信息进行详细查询及统计，并与相关的证据资料进行关联，对过期没有处理的报警进行自动处理。

（4）智能识别报警。以AI智能图像识别技术为基础，对矿井生产运行的各种生产设备进行识别，以判断其不安全状态、设备异常状况、环境风险因素及人为不安全行为，及时识别出矿井生产的违法违规现象[2]。

如图1所示为“电子封条”智能监管系统的核心功能。

图1 “电子封条”智能监管系统功能架构

3.3 系统技术架构

系统拓扑如图2所示，其主要包含了矿端、监管端、矿端-监管端三种系统网络。

图2 全国煤矿“电子封条”接入技术架构

3.4 安装条件

（1）长期停产的矿井，且以物理法来封闭井口。需在矿井中，人员及车辆出入口、调度室等重点位置安装相应的监控设备进行监控。安装的地点必须与矿井生产的实际状况相结合，可以将井口的整个面貌进行覆盖。

（2）长期停产，但井口并没有运用物理法进行封闭的矿井。在煤矿中运料、运人及回风的井口、车辆的出入口等一些关键部位需安装视频监控设备，与矿井的生产状况结合起来安装，可以将人员及车辆经过的地点进行完全覆盖，对矿井的生存状态进行及时掌握。

3.5 安设位置

（1）运料运人井口。设备到通道出入口时必须要保证畅通，监控范围要对井口进行有效覆盖，就可以看到物料或者人员在矿井中的出入状况。摄像机需要保持相应的俯视角度，但是不能完全垂直，通常情况下，该角度应处于40°～70°之间，保证人员前后之间不存在遮挡，同时要保证头肩的完整性。对于摄像仪，其具有自动和手动来调整焦距的功能，判断人头、肩的大小是否达到相关标准。要求人员至少需要站在要统计的出入口边缘，并与边缘的前后保持1 m距离时，摄像机的画面依旧可以看到人员的头、肩，可以迅速智能地识别出人脸，并与白名单数据库进行对比分析[3]。

（2）车辆出入口。视频监控的范围对矿井工业广场内车辆的出入口进行覆盖，可以对车辆的出入状况进行监控、对车牌号码进行自动化识别等。

3.6 高清摄像头的技术要求

高清摄像头的主要技术要求如表1所示。

表1 摄像头主要技术要求

项目名称要求编码器 支持H.264/265格式的视频压缩，分辨率可达到2 560×1 440防护能力 IP67防尘防水，可在-40℃～+70℃范围内工作煤安标志是MA煤安认证标志

2021年吕梁市煤矿安全事务服务中心开始尝试应用“电子封条”智能监管技术来监管所管辖区内的煤矿生产情况。自从应用该技术后有效避免了传统的纸质封条存在的不足，达到了实时高效监管煤矿生产情况的目的。对应用了“电子封条”智能监管的矿井，其生产情况受到了严格监管，有效避免了私自违规生产，煤矿安全生产事故明显减少，取得了较好的应用效果[4]。

对矿井实施“电子封条”建设是为了全面落实***总书记关于安全生产的一系列指示精神，运用大数据、AI视频智能分析等先进技术来提高矿井生产的安全性可靠性。矿井实施“电子封条”可全面提升矿井的本质安全性，加强监管部门对矿井生产中重大风险隐患的监测预警能力，提升安全监管工作的现代化水平，有效遏制矿井生产事故的发生，确保矿井生产的安全形势得到显著改善，为提升煤矿生产的安全性，推动煤矿安全、稳定发展提供强大的技术支撑。

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