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[关键词]非煤矿山 安全生产标准化挑战 机遇
0 引言
2012年是继续开展“安全生产年”,是重点抓好安全生产标准化工作最为重要的一年。由于安全生产标准化新标准的实施,众多中小型非煤矿山企业的安全生产标准化建设面临众多严峻的挑战,这是由我国中小型非煤矿山的企业现状决定的。当前,我国中小型非煤矿山企业普遍存在管理体系不健全、员工安全意识薄弱、生产技术含量低、专业技术人才缺乏等问题,在这种状况下进行安全生产标准化建设须克服众多困难。但任何事物都有两面性,严峻挑战的背后孕育着难得的发展机遇。中小型非煤矿山企业应当以积极的态度迎接挑战,努力做好安全生产标准化的各项工作。并以此为契机,推动企业安全、科学、健康的发展。
1 挑战
2011年7月5日,国家安全生产监管总局颁发了《国家安全监管总局关于进一步加强非煤矿山安全生产标准化建设工作的通知》,文中明确要求在2013年底前,所有非煤矿山和尾矿库达到三级以上安全生产标准化水平。通过我国中小型非煤矿山企业的现状可预测,中小型非煤矿山企业要出色地完成安全生产标准化任务,在生产管理、团队协作、技术工艺、人才培养、企业安全文化建设,以及员工安全意识培养等方面将要面临严峻的挑战。
1.1生产管理的挑战
我国的中小型非煤矿山企业的生产规模普遍较小,管理体系不完善。在矿产品价格高时,盲目地提高采掘进度,使得相应的安全配套措施跟不上,甚至出现“三超”现象,这种一贯追求经济利益最大化的做法增大了安全事故的发生率。如何根据矿山企业自身的状况,在遵循市场机制的前提下制定科学合理的管理体系,同时合理组织生产经营活动是中小型非煤矿山企业建设安全生产标准化的最大挑战。
1.2团队协作的挑战
中小型非煤矿山企业普遍存在安全管理机构设置不健全、安全管理人员配置不足、安全责任不清晰、相关人员任命不合理,导致企业团队协作不力。具体表现为:矿山企业为了应付安全生产标准化工作,临时组建相关部门,随意地任命相关负责人,甚至存在一人身兼数职的现象。由于负责人素质不达标、业务不熟练等原因导致团队协作出现问题,进而引发生产与管理不协调,不统一等现象。因此,健全安全管理机构、配备足够的安全管理人员、制定详实的安全责任制、合理地任命相关人员,组建合理的团队,使得部门、人员各司其职,为安全生产提供组织保障,是中小型非煤矿山企业做好安全生产标准化工作的挑战之一。
1.3技术工艺的挑战
科学技术是第一生产力已被人所共识,安全生产标准化要求矿山企业须采用先进的生产工艺,尽量避免资源的浪费和环境的污染。当前,我国的中小型非煤矿山企业多为劳动密集型、高能耗型企业,生产工艺相对落后,要在短期内转化为技术密集型、低碳环保型企业,须广泛引进新工艺、新技术、新设备、新材料。为此,中小型非煤矿山企业在经济、安全生产调度等方面将面临极大的压力与挑战。
1.4人才培养的挑战
非煤矿山企业的安全生产标准化涉及的内容相对较广,关系到矿山企业的方方面面,是一项综合性的系统工程,矿山企业安全生产标准化需要专业的技术人才来组织实施,才能保证安全生产标准化工作的顺利完成。因此,企业如何吸引人才、培养人才、留住人才,直接关系企业的未来发展。
1.5企业安全文化建设的挑战
非煤矿山安全生产标准化建设不仅考察矿山的硬件建设,还有矿山的软件建设。企业安全文化建设是安全生产标准化软件建设的主要组成部分,旨在培养员工端正的工作态度、积极向上的精神面貌,提高员工的安全意识,为安全生产服务。当前,我国的中小型非煤矿山对企业安全文化建设的概念模糊,重视程度不够。因此,如何调动员工的积极性,建设积极向上的企业安全文化,是我国中小非煤矿山企业安全生产标准化建设所面临的挑战之一。
1.6员工安全意识培养的挑战
长期以来,我国中小型非煤矿山企业因员工安全意识不够而引发的事故时有发生。非煤矿山安全生产标准化建设是以预防安全事故为主旨,在此基础上逐步提高员工安全生意识。我国中小型非煤矿山企业在提高员工的安全意识方面要面临以下挑战:
(1)中小型非煤矿山企业员工的素质普遍不高,接受能力有限。
(2)长期形成的唯经验论、唯意识论的惯性思维模式。
(3)长期养成的不良作业习惯,短时间内无法扭转。
因此,要提高员工安全意识,形成规范的安全氛围,需要相关部门的积极引导和员工的共同努力。
2 机遇
任何事物都有两面性,挑战和机遇是一朵并蒂双生莲。安全生产标准化给中小型非煤矿山企业带来严峻挑战的同时也孕育了难得的发展机遇。
首先,安全生产标准化强化了中小型非煤矿山企业的领导队伍,为企业的安全管理指明了方向。非煤矿山企业的安全生产标准化工作使得矿山领导层更加重视安全生产,领导层和生产基层的交流和沟通更为频繁,在实践中强化了矿山的领导队伍。同时,安全生产标准化提出了许多安全管理的标准,这为矿山企业的安全管理指明了方向。
其次,安全生产标准化提高了员工的素质,为企业树立了良好的社会形象。非煤矿山企业的安全生产标准化建设要求:员工每年必须接受规定学时的培训;定期召开基层会议,纠正员工的操作失误,交流工作心得等。这提升了员工的职业安全技能,提高了员工的安全意识,减少了安全事故,促进了社会和谐与稳定。同时可改变民众潜意识里“矿山企业多灾多难”的企业印象,为矿山企业树立良好的社会形象。
再次,安全生产标准化提高了中小型非煤矿山企业的安全生产科技含量,为企业储备了技术人才。非煤矿山企业的安全生产标准化建设要求矿山企业须采用先进的生产工艺,安全、高效、合理地开采矿山资源。为此,矿山须革新生产工艺,更新相应的生产设备,这就要求必须有相应的技术人才作支撑。所以安全生产标准化建设提高了矿山企业的安全生产科技含量,为企业储备了技术人才。
最后,安全生产标准化建设提升了非煤矿山企业的整体经济效益,保护了矿山环境。安全生产标准化要求矿山企业须合理地开采矿产资源,包括以下两点内容:
(1)选择合理的开采模式,杜绝矿产资源的浪费。
(2)选择合理的技术工艺,保护矿山周边的生态环境。
杜绝矿产资源的浪费,可延长矿山的服务年限,提高矿山企业的整体的经济效益;同时合理的技术工艺选取,减少了环境污染,树立了环保型企业的社会形象。
3 结语
我国非煤矿山企业的安全生产标准化建设自2009年实施以来,全国范围内非煤矿山的安全事故总量明显减少,企业的安全生产管理工作更为规范,矿山的生态环境得到明显的改善,取得了良好的经济效益和社会效益。非煤矿山企业安全生产标准化工作取得显著成绩的同时,也给中小型非煤矿山企业带来了严峻的挑战。部分技术力量薄弱、生产不规范的矿山企业在挑战中倒下了,但是众多的矿山企业顶住了压力,迎接了挑战,并以此为契机,使企业取得了长足的发展。由此可见,安全生产标准化给我国中小型非煤矿山企业带来的机遇远大于挑战。“凡事追求卓越,细节决定成败”,期待我国中小型非煤矿山企业出色地完成安全生产标准化工作,迎接安全、高效、绿色环保型矿山时代的到来!
参考文献
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2011年,北京市安全生产监管局、北京市煤矿安全监察局和京煤集团共同组织开展了以“科技兴安、装备强安、文化创安”为主要内容的“京西煤矿安全生产保障行动”,京煤集团首次实现百万吨死亡率为零。开展“京煤保障行动”的作用和效果也得到国家煤矿监察局和北京市委市政府的充分肯定。
在矿山安全生产形势稳定好转的同时,北京市对矿山的安全生产工作提出更高要求,2012年,北京市要全面推进 “安全健康・绿色和谐”(简称“安全和谐”)矿山建设工作,力争实现安全生产零死亡、职工零伤害、企业废弃物零排放、矿山与生态环境及社会环境和谐发展的目标。
深入调研 提出新思路
近几年,北京市安全生产监管局强力推动矿山专项整治和整顿关闭工作,累计关闭小煤矿445家,实现小煤矿总体退出;关闭小非煤矿山1 573家,保留33家安全生产水平较高的大中型的非煤矿山,使北京市矿山的本质安全水平得到提升。2011年,北京市非煤矿山未发生死亡事故,特别是煤矿的安全生产工作首次实现百万吨死亡率为零的目标。目前,北京市初步形成了以京煤集团所属的煤矿企业、金隅集团所属的石灰石矿山、首钢总公司和密云冶金矿山公司所属金属矿山的产业布局,为促进北京市的矿山安全生产奠定了坚实基础。
“然而,北京市的非煤矿山虽经过多年整治,安全生产水平有所提高,但仍存在石灰石露天矿山开采工艺不规范,机械装备比较落后,粉尘污染比较严重等突出问题,特别是金属矿山露天转地下开采,安全管理基础薄弱,需要有针对性地采取新的举措。”北京市安全生产监管局、北京市煤矿监察局副局长贾太保分析指出。
为实现北京市非煤矿山的长期安全发展,自2011年1月开始,北京市安全生产监管局会同北京市国土局、环保局等部门深入分析研究全市的非煤矿山现状和问题,并到其他省市调研考察学习,确定了建设“安全健康・绿色和谐”矿山的工作思路。并印发了《关于建设“安全・和谐”露天示范矿山有关工作的通知》,启动了金隅集团北京水泥厂凤山矿建设示范露天矿山工作。2011年12月,北京市安全生产监管局还专门召开非煤矿山专项整治暨建设“安全・和谐”示范矿山动员会,正式启动“安全・和谐”露天示范矿山建设工作。
在“安全・和谐”矿山建设过程中,北京市按照提高安全管理水平、提高安全技术水平、提高安全机械化生产水平、提高职业危害防治水平、提高环境保护水平等5个提高的要求,坚持典型引路,通过发挥金隅集团、首钢矿业公司、首云矿业公司的带头示范作用,全力推进 “安全・和谐”矿山建设工作。
示范企业 积极实践
金隅集团 “安全・和谐”矿山建设初有成效
作为“安全・和谐”矿山建设试点企业,金隅集团北京水泥厂有限责任公司(简称“北京水泥厂”)副总经理王化民介绍说,根据北京市安全生产监管局印发的《关于建设“安全・和谐”露天示范矿山有关工作的通知》的要求,北京水泥厂迅速制定了《“安全・和谐”露天示范矿山建设实施方案》,提出“六化四体系”的建设实施方案,投资4800多万元在凤山矿进行逐项落实。
王化民解释说,“六化”是指实现采矿生产工艺过程规范化、生产作业机械化、生产过程低尘化、生产管理数字化、矿山环境绿色化、生产过程无废化。“四体系”是指建立责任制规章制度体系、健全隐患排查体系、创新安全教育培训体系、完善应急救援体系。
目前,金隅集团凤山矿采场开采工艺规范,采用自上而下的水平分层台阶式开采;机械装备陆续更新,已将老旧电铲更新为液压铲装;矿山物联网建设项目已完成招标,将在采矿区、破碎加工、砂石料车、主要路段、胶带输送机等重点部位安装视频设备,对重要生产设备、重点生产岗位、采场重点部位进行实时监控,并实现数字统计自动化、通信联络与调度指挥系统化;为减少采场内道路扬尘,设计硬化上山道路4100m(目前已完成3100m),并雇佣专业养护队,定期检查和清扫矿区运输道路。借助技术创新,仓放矿实现了人与尘源隔离的远程监控放料;潜孔钻的集中收尘改造,彻底摆脱粉尘向大气排放的局面。针对石渣厂破碎后的成品按不同规格露天堆放易扬尘的问题,凤山矿计划全面整治,采取棚化或建仓方式,将不同规格的成品全部存放在密闭舱内,进行放料;还准备对竖井放矿系统进行技术改进,实现自动化封闭式操作,从而彻底解决粉尘对职工的危害。同时,扩大石渣生产规模,加大废石处理力度,在实现废石“零排放”的基础上,消除山场上堆积多年的废石。对于矿区的生态恢复,凤山矿计划2012年6月底前完成植被恢复总量的90%。
首钢矿业公司 推进“四个提升工程”
首钢矿业公司隶属于首钢集团,位于河北省唐山市境内,是首钢主要的原料生产供应基地,共有大石河铁矿、水厂铁矿、杏山铁矿3个铁矿,其中,杏山铁矿为露天转地下开采矿山,2011年投入试生产。
首钢矿业公司非常重视对矿山安全生产保障能力的建设,副总经理徐景海列举了几年来公司对安全技术设备的改进。2011年,首钢矿业公司加大安全投入力度,组织在水厂铁矿尹庄尾矿库安装了在线监测系统,实现对“浸润线、坝移、库内水位、库区降雨量、排渗水量”的在线监测;按照北京矿冶研究总院提出的《首钢矿业公司水厂铁矿河西排土场稳定性研究及优化设计》,在河西排土场修筑了两座重力式挡土墙,并在220m水平以下,形成了130m平台,正在形成175m平台,符合排土场段高小于50m的标准要求,进一步降低排土场断面高度,降低安全风险。
徐景海介绍说,根据北京市建设“安全・和谐”矿山的总体要求,首钢矿业公司以“四个提升工程”为载体,推进首钢“安全・和谐”矿山建设。具体包括健全完善隐患排查治理体系,加大隐患排查整改和责任追究力度,以隐患排查为抓手,推动健全完善安全生产管理责任体系和制度体系,加速推进安全管理提升工程。
首钢矿业公司制订了装备更新计划,推广智能型、节能高效环保等先进适用的安全技术装备;探索杏山铁矿地下开采安全避险“六大系统”与生产实际相结合的创新管理和应用模式,加速推进安全技术装备提升工程。
首钢矿业公司还注重发挥专业救护队的作用,加强应急救援知识宣传培训,普及事故灾难预防、避险、报警、自救、互救知识,提高职工防范、救护能力;加强与地方联系协作,建立完善应急救援联动机制,汛期前组织与周边镇、乡、村进行联合演练,增强应急协作联动能力,加速推进应急救援提升工程。
此外,首钢矿业公司学习借鉴“白国周班组管理法”,教育和引导职工牢固树立“以人为本”“生命高于一切”的理念,注重发现、培养、总结、宣传安全生产先进典型,大力营造自我约束、遵章守制、精准操作的安全文化氛围,积极倡导培育“关注安全、关爱生命”的安全文化,加速推进安全文化提升工程。
重点环节 加强建设
北京市面临着非煤矿山由露天转地下开采逐渐增多的局面,2012年,密云县有两家矿山的地下开采正式投入生产,以后将逐渐增加到七八家地下开采矿山。地下开采与露天开采在安全生产环境上发生了本质变化,因此,贾太保指出,在“安全・和谐”矿山建设过程中,要转变观念,充分认识地下开采的复杂性、安全管理难度大和安全管理经验相对不足等问题,着力构建“生产系统完善、机械通风到位、顶板边帮可靠、机电性能达标、现场管理严格”的非煤地下矿山安全生产工作体系。
在具体操作中,贾太保提出了“五个加强”。
要加强通风系统建设。企业在按照相关规程和技术标准建设完善矿井开拓、运输、供电等安全生产系统的同时,应加强通风系统建设,切实加强机械通风,严防有害气体中毒和窒息事故的发生。
要加强井下矿压监测监控。应用物联网建立工作面顶板监测监控系统,采用先进的矿压监测监控设备和矿压预测预防新技术,加强对矿压的安全管理,严防各类矿压事故的发生。
要加强领导下井带班工作。认真落实《金属非金属地下矿山企业领导带班下井及监督检查暂行规定》,严格执行企业主要负责人和领导班子成员要轮流现场带班制度,确保有矿领导带班并与工人同时下井、同时升井,强化生产过程安全管理的领导责任。
要加强安全技术管理。建立健全生产技术管理机构和技术总负责人制度,加强技术人员力量,提高安全生产管理水平。加强水文地质技术工作,严格按照相关技术规范及时绘制矿山相关实测图纸,图纸要与实际相符。
关键词:多维度;感知矿山;矿山安全;多元数据融合
中图分类号:TD655 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2011)09-0082-04
引言
作为物联网应用的一个重要领域,“感知矿山”就是通过各种感知、信息传输与处理技术,来对真实矿山整体及相关现象进行可视化、数字化及智能化感知和管理。
“感知矿山”的目标是将矿山地理、地质、矿山建设、矿山生产、安全管理、产品加工与运销、矿山生态等综合信息全面数字化。该系统将感知技术、传输技术、信息处理、智能计算、现代控制技术、现代信息管理等与现代采矿及矿物加工技术紧密结合,从而构成矿山人与人、人与物、物与物相联的网络,动态详尽地描述并控制矿山安全生产与运营的全过程。以高效、安全、绿色开采为目标,保证矿山经济的可持续增长,同时保证矿山自然环境的生态稳定。
1.多维度感知矿山系统概述
1.1“感知矿山”之事件机制
所谓“多维度”就是将矿山中的各种信息通过信息集成与MES的方式,汇集至矿山安全生产监控支撑平台,建立起事前预防、事中救援、事后分析的机制,实现“预防为主”的管理模式。图1所示是感知矿山系统的事件分析机制示意图。
所谓事前预防,主要是对生产过程的监控和安全预警。实现时可以采用各种监控形式(例如全局监控模式、局部建立模式、数据监控模式,包括图形、图表、数字等)对矿山安全生产进行实时监控,图2所示是一个事前预防的示例图。
事中救援就是及时有效地调动一切资源进行事中处理和应急救援,也就是以事件驱动为中心,以事件定义和事件分级来响应预案定义和预案分级,真正做到在监控机房实时控制现场救援,同时通过资源合理配置,建立以资源调用计划、资源组合调用为基础的事中处理机制,最终建立以事件定义、应急预案、应急培训、应急演练、应急实施为一体的一整套救援体系,图3所示是一种事中应急救援方案。
事后分析包括查找事故原因,分析救援效果等;对事故的分析主要是通过事故回放来分析原因,以改进监控与预警系统;
而救援分析则是对过程进行回放,以分析过程效果,然后改进,再持续改进,以使之趋于完善,图4所示是其事后分析持续改进循环图。
1.2“感知矿山”系统的体系结构
感知矿山系统是在煤矿安全生产管理系统之上,以工业以太网及无线网络为基础的网络结构。可以采用感知控制、多维数据感知及信息融合、管理决策三层支撑体系。在感知层,可采用MEMS传感及分布式传感技术、无线传输与自组网技术对系统供电、安全、生产等子系统进行感知,并对包括人员、设备、矿层结构、通信等井上井下安全生产要素进行实时监控;然后将感知层数据通过多维感知数据及信息融合技术进行统一数据描述,再将数据融合成为整体,为安全生产监控应用支撑平台提供数据支撑;在上层管理决策层,安全与生产相互制约、相互支撑,可为煤矿企业的经营管理、设备运行、生产调度、预警、应急救援等提供灾害风险评价,以利制定实时避灾方案。图5所示是感知矿山系统的安全生产监控体系结构图。
2.“感知矿山”应用模型
我国煤矿数量多,生产规模小,高瓦斯矿井多,水害状况存在重大隐患,开采方式多采用仓储式、巷采、壁式开采等形式。矿井采煤工作面为木支护、大多数煤矿提升系统及其保护系统不符合设计要求、多数矿井通风系统混乱、通风设施设备简陋,系统稳定性、可靠性差。由于煤炭生产系统复杂,工作场所黑暗狭窄,人员集中,采掘工作面随时移动,地质条件的变化会使移动的采掘工作面不断出现新情况和新问题,如不及时采取相应的有效措施,很可能会导致重大事故,这就给安全工作带来困难。如何加强煤矿安全生产管理,实现管理的现代化、信息化、数字化、智能化,已成为煤矿企业重点关心的问题。
2.1“感知矿山”系统建设的核心问题
在煤矿综合自动化建设的基础上,感知矿山系统建设的核心问题是三个感知:一是感知矿山灾害风险,实现各种灾害事故的预警预报;二是感知矿工周围安全环境,实现主动式安全保障;三是感知矿山设备工作状况,实现预知维修。
三个感知的目标都是减灾保安全。为了实现三个感知,需要研究开发矿山特有的感知与测量技术。许多地质参数与岩层运动规律是影响矿山安全的关键因素,如地下水赋存情况、瓦斯与煤突出、岩层受力与冲击地压、采空区发火等。通过先进智能传感器与物联网技术可对煤矿有关环境与地质参数进行实时采集,根据采集的数据与理论分析来建立模型,研究煤炭资源开采,尤其是深部资源开采中重大灾害的成因、预测预报理论以及防治对策等关键问题。
目前,基于传感器网络的煤矿井下采煤装备的远程定位、煤岩识别、井下安全环境监测、大型设备姿态控制等技术的应用,可以实现移动目标(人员、设备)的精确定位与管理;而基于无线覆盖的移动双向数据信息终端,则综合了人员定位、双向数据传输、报警及信息显示等功能,也可实现对人员的精密跟踪与信息联络,并可建立集调度、监控与管理于一体的煤矿安全生产信息中心。该信息中心可实现对安全生产各种系统的监控、语音通话和视频监控(即煤矿的MES层),从而开发出煤矿井下人员安全管理和救灾应急系统平台。
2.2感知矿山安全生产监控应用支撑平台
基于应用目的的感知矿山模型,可将物联网及其作用尽早落实到矿山建设与生产中去。基于上述原因,矿山的信息化模型势必与数字化、智能化紧密联系。由于数字矿山及矿山综合自动化模型在我国煤矿企业已经有众多的实际应用,因此,感知矿山的建设应该建立在这些已有工作的基础上,充分借鉴已有的经验和系统。有关感知矿山的系统主要有三层结构:
(1)感知与控制层
感知与控制层可由2层网络组成,即骨干传输网络和感知层网络。感知与控制层主要实现矿山生产与安全过程中各种传感与控制信息的采集与使用。各生产安全子系统在该层以相对集中的方式或全分布方式接入物联网。要构成物与物相联,具有自主网功能的无线网络(如无线传感器网络)在这一层起着不可或缺的作用。感知矿山在感知层更多的是分布式感知与控制。
(2)信息集成层
信息集成层通过千兆工业以太网骨干将信息集成到控制中心进行各种信息处理(如信息融合、信息挖掘等),以用于安全生产监控的终端,它们可实现对煤矿安全生产中各个子系统的监测与控制功能。
(3)管理决策与应用层
在管理决策与应用层,矿山各个职能部分通过网 络可实现更高层次的应用,如矿山安全生产评价与监管、煤矿灾害预警与防治、煤矿供应链管理、大型设备故障诊断、矿山资源环境控制及评价以及地理信息处理等。感知矿山的开放性模型能适用于各种不同类型的矿井,并且基于统一设计、分步实施、逐步完善的原则。感知矿山理所当然是三网合一的系统,除可接入各种监测监控系统外,还可将有线IP电话、无线移动电话、人员定位系统、数字视频系统都接入网络。与基于千兆工业以太网的综合自动化系统相比,感知矿山系统主要是突出了其物与物相联的特征以及移动视频及管理层应用特点,图6所示是“感知矿山”系统的应用模型架构。
3.感知矿山系统的应用
感知矿山作为物联网在煤矿上的应用,其特点是先感后知。它通过对井下井上感知数据(人员、环境、设备、产量、地形地貌)的汇集,来为安全生产、安全救援等提供数据决策。系统主要实现矿井概貌、煤炭计量、人员定位、环境监控、设备监控、报警联动监控、预警预案、预警救援、综合统计调度等功能。
其中矿井概貌用于实现对煤矿安全、生产状况进行综合监控;煤炭计量可对煤矿的本日煤产量、本月煤产量、本年煤产量进行实时监测;人员定位用于对煤矿目前下井总人数、特殊人员下井情况以违章事件进行综合和实时监测;环境监测主要是通过煤矿各传感器对束管实时值及分布情况进行总体监测;设备监视用于对煤矿各种设备的运行状态和分布情况进行总体监测,并根据设备运行时间和故障率等信息提出检修提醒;报警信息功能用于对报警信息进行实时监测和历史查询;联动监控用于根据井下各安全生产监控系统状态实现联动控制,其中包括联动规则定义、联动监测和联动控制三个部分;应急预案可在接收到报警信息或发生事故的危急情况下,为各级管理人员提供指导性和建议性的应急措施;综合统计就是利用先进的OLAP技术对煤产量、耗电量、报警次数等指标参数根据不同的时间粒度进行多维统计和分析;调度记录功能用于对常规调度进行定时提醒。