《以气象预警为核心的矿井安全生产课件》

以气象预警为核心的矿井安全生产课件欢迎参加《以气象预警为核心的矿井安全生产》培训课程本课程将系统探讨气象因素对矿井安全生产的影响，介绍预警系统的建设与应用，分享实际案例，并提供实用的应对策略前言矿井安全生产的时代背景年均矿难事故统计近五年来，我国矿难事故年均数量虽有所下降，但仍保持在起左右，150其中有的事故与气象因素直接或间接相关，造成重大人员伤亡和财25%产损失安全生产法律法规提升《安全生产法》《矿山安全法》等法规近年来多次修订完善，对气象灾害防范提出了更高要求，明确规定矿山企业必须建立气象灾害应急预案技术进步气象与矿井安全的关系概述降水影响雷电危害强降雨导致井下积水，增加瓦斯涌出风雷击可能导致井上供电系统故障，井下险，可能引发坍塌事故通风、排水等系统瘫痪大风危害温度影响极端温度造成人员热应激或冻伤，设备故障率增加课件结构与学习目标实践应用掌握气象预警实操技能案例分析学习经典气象灾害案例预警体系了解预警系统建设基础知识中国矿山安全概况与数据320年度事故数年全国煤矿安全事故总量，较年下降2023201923%580死亡人数事故造成的年度人员伤亡总数，同比下降15%26%气象相关事故占比与气象因素直接或间接相关的矿难事故比例亿38经济损失气象灾害定义及分类雷电灾害水文气象灾害雷击造成电力系统故障、设备损坏、火灾等包括暴雨、洪水、台风等，导致井下积水、设备浸泡大风灾害强风、龙卷风破坏地面设施，影响通风系统其他灾害温度灾害高温、低温环境影响人员健康和设备正常运行常见矿井气象灾害类型强降雨大风（龙卷、风暴）雷暴及闪电特大暴雨可在短时间内使矿区周边地表水强风或龙卷风可直接破坏矿区地表建筑和位急剧上升，容易形成井口漫溢地表水设施，导致通风、提升等系统损坏当风通过裂隙渗入井下，可能导致巷道积水、速超过时，露天矿区需立即停止高17m/s顶板软化，严重时引发冒顶事故空作业，防止人员和设备伤害降雨和洪水灾害影响地表设施损坏冲毁道路、电力设施，阻断生产井口积水影响人员和物资运输，阻碍生产井下水灾引发巷道积水、瓦斯喷出、顶板垮塌系统故障大风、龙卷风对矿井结构的影响井口设施倒塌通风系统损坏•井架受损导致提升系统无法•主扇风机受损导致通风不畅工作•通风构筑物破损造成气流紊•机房设备受损影响正常生产乱•地面建筑物坍塌威胁人员安•通风参数异常引发瓦斯超限全供电系统问题•输电线路断裂导致供电中断•配电设施损坏引发火灾风险雷电、暴雨天气的矿井安全隐患井下供电系统故障户外塔架损毁雷击可能导致变电站、配电室设备损坏，造成井下供电中断，影雷击可能直接损坏井架、提升塔等高大设备，导致提升系统瘫痪，响通风、排水等关键系统运行，进而引发瓦斯积聚、水灾等次生人员与物资无法正常运输，严重时会引发火灾灾害通信信号中断监测系统失效雷电干扰可能造成通信系统故障，导致井上井下信息传递受阻，应急指挥难以进行，增加事故处置难度极端高温与矿井环境调控作业热应激风险设备运作异常井下深部温度本就较高，外部极端高温天气会进一步加剧井下热高温环境会导致电气设备绝缘性能下降，机械部件膨胀变形，液环境，导致作业人员体温升高、大量出汗、心率加快，严重时可压系统效率降低，增加设备故障风险能引发热痉挛、热衰竭甚至热射病尤其是井下变电所、电机、输送带等关键设备，在高温环境下极研究表明，当井下湿球温度超过时，工人工作效率显著下易发生过热保护停机或突发故障，影响生产安全28°C降；超过时，事故率明显上升32°C极端低温与井口设备保护极端低温天气对矿井设备造成严重威胁当气温低于时，井口钢结构收缩变形，可能导致卡滞；液压系统油液黏度增加，降低-15°C工作效率；水管冻结引发排水系统故障低温还导致井口积雪结冰，增加人员摔伤风险井下气体流动减缓，通风效果下降，易形成瓦斯滞留区防冻措施包括设备保温、防冻液更换、加热系统检修和专项安全检查沙尘暴与空气质量问题能见度等级能见度距离安全影响应对措施轻度米轻微影响视线加强监测1000-2000中度米交通受限减少室外作业500-1000重度米设备磨损加剧关闭非必要系统200-500严重米通风系统堵塞停止地面作业200沙尘暴对矿井安全的影响主要体现在空气质量和设备磨损两方面高浓度粉尘会堵塞通风系统过滤器，降低通风效率，影响井下空气质量同时，粉尘进入机械设备可加速磨损，增加故障率典型气象灾害案例回顾灾害前兆年月日，某煤矿区域连续三天暴雨，累计降水量达到毫米，超2022615320过当地历史同期记录当地气象台发布红色暴雨预警灾害发生月日凌晨，山洪暴发，矿区排水系统超负荷运行井口周边山体滑坡，淤616泥堵塞了主要排水通道，导致井下水位迅速上升应急处置启动应急预案，紧急疏散井下名作业人员，启用备用水泵，联系周边企业137增援大功率抽水设备，小时不间断排水24损失评估所幸无人员伤亡，但井下设备受损严重，直接经济损失达万元，矿井停2500产天进行恢复和整改45气象预警基本原理气象要素监测通过地面气象站、卫星遥感、雷达探测等手段，实时收集温度、湿度、气压、风速、降水等基础气象数据，建立区域气象数据网络数据分析处理利用数值模式和算法，对气象数据进行分析处理，生成天气预报和灾害性天气预测，评估潜在危险预警信息发布根据灾害性天气的类型、强度和影响范围，确定预警级别，通过广播、电视、手机短信、网络等多种渠道发布预警信息预防措施启动矿井根据预警信息启动相应级别的应急预案，采取停产撤人、加强监测、排查隐患等防范措施国家气象预警体系介绍蓝色预警黄色预警橙色预警红色预警表示可能发生一般性表示可能发生较严重表示可能发生严重气表示可能发生特别严气象灾害，影响较气象灾害，矿井应启象灾害，矿井应全面重气象灾害，矿井应小，矿井需密切关注动应急值守，对重点启动应急机制，对危停止作业，撤离井下天气变化，提高警区域进行排查，准备险区域作业进行限人员，保护关键设惕，做好初步准备应急物资制，做好撤离准备备，等待灾害过后再恢复生产地方气象台与矿井协同工作模式气象监测链路设备与场景——自动气象站天气雷达卫星遥感矿区配备的自动气象站能够实时监测温区域气象部门的天气雷达可探测气象卫星提供的云图和环境参数可实现大100-度、湿度、风向风速、气压、降水量等气公里范围内的降水强度和风场分布，尺度天气系统监测，对台风、寒潮等大型460象要素，并自动传输至监测中心每分对强对流天气如雷暴、冰雹等进行实时监天气系统提供天预报，指导矿井生产151-7钟更新一次数据，为矿井安全生产提供基测，提前分钟预警可能影响矿区计划调整和长期防灾安排30-90础气象支撑的极端天气井下气象环境监测系统温湿度在线监控气压传感器网络风速传感器分布井下各关键区域安装的温湿度传感器可井下气压监测网络可捕捉气压突变情风速传感器监测井下通风状况，与地面实时监测工作环境参数，当温度超过况，为瓦斯突出、顶板活动等异常情况气象数据结合分析，可预测通风系统稳或相对湿度超过时自动报警，提供早期预警气压下降速率超过定性，防止外部强风或气压变化导致井32°C85%预防高温引起的人员健康问题和设备故时，系统自动发出警报下通风紊乱100Pa/h障•关键节点小时不间断监测•进风井、回风井必设监测点24•工作面安装高精度传感器•数据异常自动报警并记录•主要风路要道重点布控•主要巷道每米一个监测点500•与地面气象站数据联动分析•采掘工作面周边加密监测•变电所等关键区域重点监控井上与井下气象数据对比分析数据收集与同步井上气象站和井下传感器网络同步采集气象数据，包括温度、湿度、气压、风速等参数，建立时间序列数据库，保证数据的完整性和实时性相关性分析通过统计方法分析井上井下气象参数的相关性，建立数学模型预测外部天气变化对井下环境的影响，如地面暴雨后井下水位变化速率、外部气压骤降对井下瓦斯涌出的影响等趋势预测利用历史数据和机器学习算法，预测气象变化趋势及其对井下环境的影响，为安全生产决策提供依据，如预测暴雨期间排水系统负荷变化，提前调整排水能力异常预警设置基于对比分析结果，设定井上井下气象参数异常阈值和预警规则，实现自动化异常检测和预警，如当地面气压降低超过临界值时，自动提醒加强对瓦斯浓度的监测气象预警下的应急预案启动流程预警信号接收矿井安全管理部门通过多种渠道接收气象预警信息，包括气象部门推送、专业、广播电视、政府通知等APP信息核实与评估安全管理人员对预警信息进行核实，评估可能对矿井造成的影响程度和范围，确定应急响应级别应急预案启动根据预警级别和评估结果，启动相应等级的应急预案，下达应急指令，明确各部门职责应急队伍动员召集应急处置队伍，准备应急设备和物资，设立临时指挥部，协调各方力量开展应急工作气象预警级别及响应举措预警级别矿井响应重点措施恢复标准蓝色提高警惕密切关注气象信灾害威胁解除息，检查应急物资黄色预防性排查排查薄弱环节，小时无异常24准备应急设备橙色部分限制生产危险区域停止作灾害解除专项检+业，强化监测查红色停产撤人全面撤离井下人专家评估全面检+员，保护关键设查备不同气象预警级别下，矿井应采取相应的安全措施从蓝色预警的提高警惕，到红色预警的全面停产撤人，响应措施逐级加强特别注意，任何级别的预警解除后，都必须按照相应标准进行安全评估，确保安全后才能恢复正常生产信息传递链路与时效要求安全部门接收气象部门发布矿井安全部门确认接收信息后分钟内15气象部门发布预警信息后分钟内10管理层决策矿井管理层研判后分钟内作出决策30执行反馈井下传达各区域执行情况分钟内反馈30决策传达至井下各区域分钟内5预警信息对矿山设备运行的影响紧急停机极端气象预警时的关键措施远程控制通过监控中心调整设备状态工作模式切换调整为应急或低负荷运行状态设备自检接收预警后自动进行安全检测应急处置能力培养与演练情景模拟演练专业队伍培训应急装备检查矿井每季度组织一次针对不同气象灾害的矿井应急救援队每月进行专业技能培训，建立应急装备定期检查机制，确保排水情景模拟演练，如模拟强降雨引发井下突掌握气象灾害下的抢险救灾技术，如大功泵、发电机、救援器材等设备处于良好状水、雷电导致供电中断等场景，检验应急率排水、临时供电、人员救援等技能，保态，能够在气象灾害发生时立即投入使预案的可行性和响应速度，提高全员应急证在实际灾害发生时能够迅速有效地开展用对关键设备进行冗余配置，防止单点处置能力救援工作故障气象与安全生产风险辨识直接风险间接风险•暴雨引发的井下积水和冒顶•气象灾害引发的次生灾害（如瓦斯积聚）•雷击导致的供电系统损坏•交通中断导致的物资供应问题•大风破坏地面设施和通风系统•区域电网故障影响矿井供电•极端温度对人员和设备的影响•多种气象因素叠加放大的风险风险分级管控体系•风险辨识识别气象因素相关风险•风险评估分析可能性和后果严重性•风险分级确定风险等级（四级）ABCD•管控措施制定针对性防控措施气象信息纳入风险评估模型矿井生产计划的气象适应性设计气象监测持续收集未来天的天气预报数据，特别关注强降雨、大风、雷暴等极端7-15天气预报影响评估分析评估天气变化对生产各环节的影响程度，确定高风险时段和作业区域计划调整避开极端天气时段安排重要生产活动，提前或推迟高风险作业，优化人员和设备配置效果反馈记录调整后的生产计划执行情况，分析气象适应性设计的有效性，持续改进优化气象数据在排水系统设计中的应用120mm小时最大降水量年一遇的极端降水设计标准50150%排水能力冗余率基于极端气象事件的设计余量小时6应急电源持续时间确保极端天气电力中断时排水系统可用小时72连续排水能力持续暴雨情况下的最低运行时间通风系统与气象波动的互动自然风压影响智能调节策略外部气象变化，特别是气温和气压变化，会直接影响矿井自然风现代矿井通风系统采用智能调节策略，根据外部气象变化自动调压当外部气温显著低于井下时，自然风压会增强；反之则减整主扇风机运行参数例如，在气压急剧下降前，系统会预先增弱这种变化会影响机械通风效果，尤其是在主扇风机功率不足加风量；在大风天气，控制系统会优化风门开度，减少外部干或故障时更为明显扰研究表明，气压每下降，井下瓦斯涌出量可增加先进矿井还建立了通风参数与气象数据的动态模型，实现风量的100Pa5%-，增加通风压力需求实时补偿管理，确保井下环境稳定8%人员避险管理与气象因素路径规划基于气象预警优化疏散路线避险场所设置防洪、抗震等多功能避难硐室人员定位实时监控井下人员分布位置紧急通信保障极端天气下通信系统可靠信息化平台助力气象预警智能调度与预警联动系统将气象预警信息与矿井生产调度系统深度融合，实现多级联动响应当接收到严重气象预警时，系统自动调整生产计划，限制高风险区域作业，必要时启动应急预案数据可视化技术使复杂的气象数据变得直观易懂通过三维矿井模型与气象信息叠加展示，管理人员可一目了然地了解暴雨对不同采区的影响程度，雷电活动对供电系统的威胁等，辅助快速决策云计算与大数据挖掘在气象安全中的应用云端数据处理多源数据融合智能预测模型利用云计算平台实时处整合气象站、卫星、雷基于历史数据训练机器理海量气象观测数据，达以及井下传感器数学习模型，预测气象变突破本地计算能力限据，通过大数据技术建化对矿井安全的影响制，为矿井提供更精准立全方位监测网络，消系统可自动学习气象灾的气象预报和灾害预除信息孤岛，形成完整害与安全事故的关联模警平台每秒可处理百的气象与矿井环境画式，不断优化预警精万级数据点，支持毫秒像，提高预警准确性度，减少误报率级响应移动端气象预警系统APP个性化预警推送位置感知服务企业系统对接矿井气象预警根据用户职责和所在区利用或基站定位功能，实时跟踪预警与矿井企业资源管理系统APP APPGPS APP域，提供差异化预警信息管理人员接收用户位置，当用户接近高风险区域时自动（）、生产执行系统（）等无缝ERP MES全面预警，一线工人获取与其工作区域直推送预警提醒例如，当地面人员靠近可对接，使气象预警信息能够直接影响生产接相关的精准预警，避免信息过载，提高能遭受雷击的高大设备时，系统会发出警计划调整、人员调度和设备管理，形成闭响应效率告环管理人工智能辅助气象风险预评异常识别智能决策支持AI基于深度学习算法的系统能够从复杂的气象数据中自动识别异系统不仅能发出预警，还能基于当前情况和历史案例智能推荐AI AI常模式，预测可能的危险天气发展趋势系统通过分析历史数据应对策略例如，当检测到强降雨即将来临时，系统会分析历史学习到的模式，可以发现人类专家可能忽略的微小变化相似情况下的成功应对措施，为管理者提供决策建议•模式识别精度达到以上•推荐最优应急方案和资源配置92%•提前小时发现危险趋势•模拟不同决策可能产生的后果2-8•动态调整预警阈值，减少误报•实时调整建议以适应变化情况无人机巡检与气象协同管理危险天气提前布控在极端天气预警发布后，无人机可迅速起飞，对矿区进行全面巡检，特别是对难以到达的危险区域进行重点监测，如排水沟渠、高坡地带、输电线路等，发现隐患及时处理实时监控变化情况无人机配备高清摄像头、红外热成像仪和多参数传感器，可在恶劣天气期间持续监控矿区状况变化，如积水上涨、设施损坏、山体滑坡等，为应急决策提供第一手视频和数据应急路线规划确认气象灾害发生时，无人机可快速探查救援通道情况，确认最佳救援路线，避开被破坏的道路和危险区域，引导救援队伍安全高效地开展工作，减少救援人员风险灾后评估与记录灾害过后，无人机可全面记录灾害影响范围和程度，为灾后重建和保险理赔提供客观证据，同时通过人工智能分析识别潜在的次生灾害风险点，防止灾害扩大矿山气象灾害典型案例1年月日预警阶段2021715-某露天煤矿接收到区域性暴雨红色预警，预计小时内降雨量将超过毫米24200矿方启动应急预案，加强排水系统检查，安排应急人员小时值守24月日凌晨灾害发生716-强降雨持续小时，累计降雨量达到毫米，远超设计标准山洪冲垮了临时挡8320水坝，大量雨水涌入露天矿坑，水位以每小时米的速度上升

1.5应急处置启动一级应急响应，紧急疏散井下名作业人员，调动台大功率水泵开展排10312水，联系周边支援同时切断矿区主要电力设备，防止触电事故灾后评估积水导致台大型挖掘机和台运输车被淹，直接经济损失约万元排水工354200作持续天，生产中断天所幸无人员伤亡715案例雷击导致电力系统瘫痪2事故概况年月，某煤矿区域遭遇强雷暴天气，一次直接雷击击中了矿区主变电站避2022835kV雷针旁的设备，产生超强电磁脉冲，导致变电站保护装置失效，引发全矿供电系统瘫痪故障影响范围供电中断导致井下通风系统停止运行分钟，井下瓦斯浓度短时间内上升至，接近

250.8%警戒值排水系统停止工作，水位上升厘米井下通信系统部分瘫痪，造成临时指挥30困难事故调查结论调查发现主要原因有三一是避雷系统设计存在缺陷，保护范围不足；二是变电站关键设备防雷等级不达标；三是应急发电系统启动时间过长，未能及时切换改进措施4升级全矿区雷电防护系统，增设多级防雷装置；改造应急发电系统为自动启动模式，缩短切换时间；建立雷电灾害专项应急预案；升级监控系统，增加不间断电源保障案例强风导致井口结构受损3案例极端高温作业风险事件4事件描述健康损伤情况•年月，某深部煤矿地表温•人轻度热痉挛，表现为肌肉疼痛202275度连续天超过和抽搐540°C•井下米水平工作面温度达到•人中度热衰竭，出现头晕、恶心-8002，相对湿度和大量出汗34°C92%•通风系统制冷设备因长时间高负荷•人重度热射病，体温超过1运行故障，短暂意识模糊40°C•名工人出现不同程度热应激症状•所有患者经治疗后恢复，无永久伤8害改进措施•增设工作面局部制冷系统，保证温度不超过28°C•实施高温期间四小时工作制，减少连续作业时间•配备个人降温装备，如冷却背心、头盔风扇等•建立井下医疗急救站，配备热应激专用药物安全生产常见误区解析预警信息误判侥幸心理及后果部分管理人员对气象预警信息重视不足，尤其是低级别预警常被生产任务压力下，一些矿井管理者抱有侥幸心理，明知存在气象忽视例如，某矿在收到黄色暴雨预警后未采取有效措施，导致风险仍继续生产如某矿在雷电预警期间未停止高风险区域作后续无法及时应对突发加强的降雨业，最终导致设备损坏和人员伤亡有些矿井过度依赖历史经验，认为以前这种天气都没事，忽视部分矿井存在重生产、轻安全的思想，认为停产撤人会造成经了气候变化带来的极端天气频率和强度增加的新趋势济损失，没有认识到安全事故带来的损失远大于临时停产的影响针对误区的纠正办法强化培训教育定期组织气象灾害知识培训，增强全员风险意识案例警示教育通过真实事故案例分析，消除侥幸心理完善制度建设建立健全预警响应制度，明确责任和处罚措施奖惩机制调整将气象灾害防范纳入绩效考核，激励正确行为最新气象数据服务平台介绍国家级数据接入矿区气象服务平台已完成与中国气象局一体化平台的数据对接，可直接获取国家级气象站点观测数据和数值预报产品，覆盖全国煤炭主产区的高精度气象信息，预报时效从天延长至37天省级精细化预报与各省气象台合作建设的区域精细化预报服务，可提供公里网格分辨率的气象要素预报，包1括降水、温度、风速、能见度等，预警信息发布时效提升至分钟级，大幅提高了预警准确性矿业专项产品针对煤矿安全生产需求，开发了专项气象服务产品，如雷电监测与预警系统、山洪地质灾害风险评估系统等，这些产品充分考虑了矿区地形和生产特点，提供更有针对性的预警服务智能化分析功能平台引入了分析技术，能够根据历史气象数据和事故记录，自动识别高风险气象条件，提AI前小时预警可能的安全风险，并给出针对性的防范建议，辅助决策24-72前沿传感器与智能终端布局新一代矿井气象监测系统采用多参数一体监测模组，单个传感器可同时监测温度、湿度、气压、风速、雨量、气体浓度等多种参数，减少了设备数量，提高了监测效率这些传感器采用低功耗设计，可通过太阳能或风能自供电，解决了矿区偏远区域供电困难问题边缘计算技术在矿井气象监测中得到广泛应用智能终端内置高性能处理器，可在数据采集端直接进行初步分析和异常判断，大幅减少数据传输量，提高系统响应速度当监测到异常参数时，系统可在毫秒级做出响应，无需等待中央处理国际气象灾害应对经验借鉴澳大利亚矿井暴雨预警德国智能联动系统南非雷电防护经验澳大利亚昆士兰州煤矿区建立了完善的暴德国鲁尔区煤矿采用智能气象联动系统，南非煤矿地区雷电频繁，其先进的雷电防雨预警系统，采用三级响应机制当预将气象预警与生产系统紧密结合系统根护体系值得借鉴他们在矿区建立了分区计降雨量达到设计标准的时启动一级据不同级别的气象预警，自动调整井下通域的雷电防护网络，根据不同设施的重要70%响应，预先抽空蓄水池；达到时启动风参数、排水系统运行模式，并实时优化性采用不同级别的防护措施，并配备了独85%二级响应，停止高风险区域作业；达到或生产计划，最大程度减少气象灾害影响，立的雷电监测系统，精确预测雷暴活动范超过设计标准时启动三级响应，全面撤同时保证生产效率围和强度离气象预警下的多部门协作机制消防救援矿井安全部门提供专业救援设备和人员，协助紧急抢接收预警信息，启动应急预案，负责井险下撤离医疗部门准备应急医疗资源，处理可能的伤员地方政府交通部门统一指挥协调，调配区域救援资源保障救援通道畅通，协助人员疏散气象灾害后的恢复与总结应急修复灾害过后，应立即开展应急修复工作，首先保障排水、通风、供电等关键系统恢复运行，确保井下环境安全对受损设备和设施进行全面检查，制定修复计划，明确修复顺序和时间节点损失评估组织专业团队对灾害造成的人员伤亡、设备损坏、生产损失等进行全面评估收集完整的灾害影响证据，包括照片、视频、监测数据等，为保险理赔和后续分析提供依据事故调查成立调查组对灾害发生的原因、应对过程和结果进行全面调查分析预警系统、应急预案执行情况，找出灾害应对中的不足和问题，提出改进建议经验总结形成灾害应对经验总结报告，包括成功做法和教训更新完善应急预案和防灾措施，加强培训教育，提高全员防灾意识和能力，防止类似事件再次发生未来矿井气象安全展望综合智能化气象、安全、生产全面智能融合1预测精准化2从事后处置到提前预防监测立体化天空地井立体监测网络---决策智能化人工智能辅助决策系统学习总结与技能考核基础概念系统建设气象灾害分类及影响机制气象监测设备与布局预警分级与响应原则数据分析与预警发布2实战演练流程管理案例分析与应对应急预案启动流程模拟情景处置多部门协作机制课件结束安全倡议安全责任理念持续学习改进•安全生产是企业的社会责任•定期学习气象安全新知识•气象预警是安全生产的重要环•积极参与应急演练节•分享经验教训•每位员工都是安全生产的第一•提出改进建议责任人•生命至上，安全第一行动倡议•重视每一次气象预警•严格执行应急预案•发现问题及时报告•共同维护矿井安全。