基于数字孪生的煤矿瓦斯事故安全管理

王佳奇，卢明银

（中国矿业大学 矿业工程学院，江苏 徐州221116）

煤炭资源一直以来都是我国主要的能源支柱产业，而煤炭的安全开采在煤炭生产中占有重要地位，是决定一个矿区发展的关键因素。据统计，在2013 年至2018 年间，全国煤矿发生死亡事故2 169起，死亡人数达4 104 人[1-2]。随着数字孪生技术的发展，现阶段该技术已被成功应用到多个领域。陶飞[3]等人基于数字孪生技术提出了数字孪生车间；郑小虎[4]等人提出数字孪生驱动下的智能纺织工厂；李柏松[5]等人探讨了数字孪生在油气管道中应用的可行性；将数字孪生应用到物质文化遗产的建设、保护、传承与开发中[6]；周瑜[7]等人则首创“数字孪生城市”这一概念，将数字孪生应用到城市发展中；都伊林[8]等人则是基于数字孪生技术下的城市数字镜像模型，构建了城市应急预测预警体系；除此之外，医学研究学者参考数字孪生思想，构建“虚拟胎儿”用以筛查家族遗传病[9]。由此可以看出数字孪生技术的应用前景十分广泛，因此可以将数字孪生技术引入到煤矿安全管理中来。

1 煤矿安全管理与数字孪生

1.1 煤矿安全管理

传统的煤矿安全管理主要有安全生产检查法、安全目标管理法和系统安全评价法等几类，但实施效果并不理想，其原因主要是传统方法过多强调对已发生事故的分析，忽视了事故发生前的预测与防范[10]，或者过多追究人的责任，忽视了工作环境的重要性。此外随着科学技术的发展，煤矿企业的生产环境也发生了巨大变化，导致事故诱因增多，造成了传统的煤矿安全管理模式难以适应新的煤矿生产状况要求，因此需要一种新的方法来应对新形势下的煤矿企业安全管理工作。……