一、前言
最近幾年隨著VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和外圍裝備的不斷完善，公司聯(lián)合山東煤礦安監(jiān)局培訓(xùn)中心、在中科院大學(xué)心理所時勘教授的安全心智理論指導(dǎo)下，通過緊扣“安全心智模式”培訓(xùn)七步法中的“情境體驗”和“心智重塑”環(huán)節(jié)，采用VR/AR虛擬/增強現(xiàn)實技術(shù)、人工智能技術(shù)、智能圖像識別技術(shù)，研發(fā)推出了創(chuàng)新性的具有行業(yè)領(lǐng)先的“煤礦安全文化VR體驗館”系統(tǒng)產(chǎn)品，將晦澀、復(fù)雜的安全知識轉(zhuǎn)換成沉浸式、交互式、游戲式的體驗教育，寓教于樂，極大提高了煤礦作業(yè)人員的安全技能學(xué)習(xí)興趣和培訓(xùn)效果、 使安全教育培訓(xùn)手段得到明顯升級。
二、煤礦安全教育VR體驗館
“煤礦安全教育VR體驗館”分為：煤礦VR事故安全警示體驗區(qū)，煤礦VR技能操作訓(xùn)練考核區(qū)，煤礦事故災(zāi)害VR應(yīng)急救援訓(xùn)練區(qū)三個區(qū)域。
三大煤礦VR安全教育區(qū)域基本涵蓋了煤礦安全生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)。
（一）煤礦VR事故安全警示體驗區(qū)
“煤礦VR安全九大事故”的經(jīng)典應(yīng)用場景包含：高空墜落事故、片幫冒頂事故、井下火災(zāi)事故、井下水災(zāi)事故、維修觸電事故、沖擊地壓事故、軌道跑車事故、機械傷害事故、瓦斯爆炸事故。
1.片幫冒頂事故體驗
發(fā)生原因：綜采工作面采煤作業(yè)時，各相關(guān)工種操作人員未嚴格按照規(guī)程規(guī)定相互配合，違章空頂作業(yè)
后 果：冒落的矸石埋人造成工人死亡。
防范措施:
（1） 按規(guī)程規(guī)定的移架順序移架，嚴禁擅自調(diào)整和多頭操作。
（2）及時支護，嚴禁空頂作業(yè)。
（3）巷道內(nèi)無浮煤，軌道平整，留有足夠人員作出反應(yīng)的安全距離。
2.井下火災(zāi)事故體驗
發(fā)生原因：違章爆破處理大塊引起明火,未采取安全有效救護措施。
后 果：造成大火火勢蔓延多人死亡。
防范措施：
（1） 嚴格按照井下爆破規(guī)程規(guī)定作業(yè)，加強現(xiàn)場安全管理和安全監(jiān)護工作。
（2） 加強隱患排查治理，及時查找現(xiàn)場出現(xiàn)的各類隱患，做到超前檢查防范。
（3） 加強職工安全培訓(xùn)教育工作，增強安全生產(chǎn)意識和自主保安能力。
3.井下透水事故體驗
發(fā)生原因：采煤面過斷層沒采取安全措施,沒及時探水，斷層連通了區(qū)域內(nèi)的主要含水層,主要含水層茅口組的灰?guī)r水通過斷層涌入了井下。
后 果：發(fā)生透水預(yù)兆后工人沒能及時撤離造成多人被困死亡。
防范措施：
（1） 加強井下探放水工作，嚴格堅持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探,先探后掘、先治后采”的防治水工作原則。
（2）切實做好井下充水條件分析和水害評價工作。
（3）加強現(xiàn)場施工人員安全培訓(xùn)及安全意識。
4.沖擊地壓事故體驗
發(fā)生原因：采煤工作面直接頂為巨厚不易垮落的巖層、具有沖擊傾向性、采深大應(yīng)力高、采掘活動過于集中誘發(fā)沖擊地壓。
后 果：工作面底板鼓起、工作面支柱和特殊支護全部推倒、下平巷運輸設(shè)備全部摧毀1人死亡多人受傷。
防范措施：
（1） 加強礦壓防治技術(shù)研究、礦壓防治管理和專業(yè)治理工作，對礦壓進行預(yù)防處置研究。
（2） 預(yù)先開采解放層，開展沖擊地壓危險預(yù)測預(yù)報。
（3） 采用松動爆破和解危爆破、煤層注水、煤層割縫等卸壓技術(shù)。
5.井下飛車事故體驗
發(fā)生原因：絞車司機未認真檢查絞車鋼絲繩完好情況，礦車超載，在行駛過程中鋼絲繩斷裂，三層防護未起到應(yīng)有的作用，礦車沖出軌道。
后 果：礦車掉道撞倒棚子，接班人被撞死亡
防范措施：
（1） 絞車操作工接班必須認真檢查和做空運轉(zhuǎn)試驗。
（2）認真落實“行車不行人，行人不行車”的規(guī)定。
（3） 嚴禁放飛車。
6. 高空墜落事故體驗
發(fā)生原因：在主井天輪維修時，未按規(guī)程規(guī)定系安全帶，工作周圍無安全防護設(shè)施，不慎踩空墜落，造成高空墜落傷人事故。
后 果： 人員死亡。
防范措施：
（1） 高空作業(yè)嚴格執(zhí)行一人操作一人監(jiān)護制度，做好互保聯(lián)保。
（2）登高作業(yè)前，必須佩戴安全帶等登高工具，必須設(shè)置安全防護設(shè)施。
7.井下觸電事故體驗
發(fā)生原因：電器設(shè)備檢修工未穿戴合格的絕緣護品，未停電閉鎖或停電閉鎖后未驗電、放電、懸掛接地線，就打開電氣設(shè)備進行檢修，漏電保護失效。
后 果：電鉗工觸電身亡。
防范措施:
（1）檢修高壓電氣設(shè)備時，必須配戴合格的絕緣手套、穿電工絕緣靴，站在絕緣臺上，并且一人操作，一人監(jiān)護。
（2） 電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時，必須嚴格執(zhí)行停電閉鎖、驗電、放電、掛接地線的工作順序進行處理。
（3） 發(fā)現(xiàn)觸電人員及時切斷電源，及時進行搶救。
8.機械擠壓事故體驗
發(fā)生原因：膠帶司機違章作業(yè)，在清理膠帶輸送機托輥粘泥時，未按規(guī)程規(guī)定進行停機作業(yè)、未安設(shè)防護網(wǎng)、卷入膠帶輸送機主傳動滾筒前的抗輪中。
后 果： 卷入膠帶輸送機主傳動滾筒前的抗輪中死亡。
防范措施：
（1）膠帶司機在皮帶運行期間，要認真觀察皮帶機頭各部位運轉(zhuǎn)及皮帶接頭情況，發(fā)現(xiàn)異常，必須立即停機處理。
（2）工作前必須做到“三緊”、“兩不要”，做到“三懂四會”，持證上崗。
（3） 膠帶輸送機頭要安設(shè)防護網(wǎng)。
9. 瓦斯爆炸事故
事故原因：瓦斯異常涌出造成采空區(qū)瓦斯積聚、采用爆破處理頂煤明火竄向采空區(qū)引起瓦斯爆炸、爆炸揚起大量煤塵引起煤塵二次爆炸。
后 果：爆炸沖擊波后有毒煙霧波及整個礦井工人沒正確佩戴自救器造成大量人員死亡。
防范措施:
（1） 裝藥前和爆破前必須嚴格執(zhí)行“一炮三檢”、“三人連鎖爆破”制度。
（2）無封泥、封泥不足或不實的炮眼嚴禁爆破。
（3）加強現(xiàn)場安全管理和安全監(jiān)護工作，加強職工安全培訓(xùn)教育工作。
（二）煤礦VR技能操作訓(xùn)練考核區(qū)
煤礦VR技能操作訓(xùn)練包含十五個經(jīng)典工種的安全風(fēng)險辨識防控：1.打眼工、2.爆破工、3.采煤機司機、4.刮板輸送司機、5.膠帶輸送司機、6.井下電鉗工、7.掘進機司機、8.錨桿所支護工、9.耙裝機司機、10.小絞車司機、11.支架工、12.轉(zhuǎn)載機司機、13.井下探水工、14.信號把鉤工、15.沖擊地壓。
下面以5個工種各兩對安全風(fēng)險辨識防控知識為例為大家簡單介紹：
安全風(fēng)險VR辨識考核系統(tǒng)分為：學(xué)習(xí)模式和考核模式
場景中有若干數(shù)量小怪獸（火魔、電魔、瓦斯魔、水怪、機械怪、石頭怪等）代表該崗位若干安全風(fēng)險，扣動手柄扳機鍵射擊小怪獸，進行相應(yīng)安全風(fēng)險視頻學(xué)習(xí)。
安全風(fēng)險學(xué)習(xí)視頻播放完畢后，下方會出現(xiàn)四把槍，分別代表這個安全風(fēng)險的四個防范措施，扣動扳機鍵選擇其中一把槍，只有選擇正確的防范措施才能射出真子彈消滅小怪獸，否則射擊后會被小怪獸攻擊一次。
1.打眼工安全風(fēng)險辨識及防控辨
01.安全風(fēng)險
未敲幫問頂，頂板及兩幫有危巖，鉆眼時掉頂、溜幫傷人。
01.安全防控
在打眼前必須執(zhí)行敲幫問頂制度：用長柄工具找凈頂幫浮矸、活煤，找頂時要有專人觀察頂幫，找頂及監(jiān)護人員必須站在支護完好的安全地點。
02.安全風(fēng)險
未臨時支護頂板或臨時支護不合格，打眼時掉頂傷人。
02.安全防控
在使用好臨時支護后，方可進行支護作業(yè)。
頂板完好時采用兩棵單體液壓支柱和一根橫梁作為迎頭臨時支護方式；頂板破碎或響炮時采用前探梁臨時支護方式。
臨時支護中單體柱必須支在硬底上，無硬底時必須使用鐵鞋，前探梁必須用木板、木楔足實。
2. 膠帶輸送機司機的安全風(fēng)險辨識及防控
01.安全風(fēng)險
未在開機前試驗皮帶堆煤、速度、跑偏、煙霧、溫度、超溫灑水六大保護，保護失靈，運行時造成撕帶、埋皮帶機頭、燒壞電機等事故。
01.安全防控
管理標準：膠帶輸送機保護裝置必須靈敏可靠。
管理措施：跟班隊長、安全班長監(jiān)督膠帶司機開機前必須進行6大保護試驗，保護完好且靈敏可靠方允許其開機。
02.安全風(fēng)險
未在開機前檢查信號電鈴，電鈴不靈敏，運行時造成意外事故。
02.安全防控
管理標準：膠帶輸送機信號電鈴必須完好。
管理措施：跟班隊長、安全班長監(jiān)督膠帶司機開機前必須檢查信號電鈴?fù)旰们闆r。
3.采煤機司機的安全風(fēng)險辨識及防控
01.安全風(fēng)險
未檢查采煤機電纜拖移裝置及電纜完好情況，電纜拖移裝置損壞、電纜破損或拽出，漏電傷人。
01.安全防控
檢查采煤機電纜拖移裝置及電纜完好情況，采煤機電纜拖移裝置及電纜必須完好。
02.安全風(fēng)險
未全面檢查采煤機兩滾筒截齒，相鄰2個或累計5個截齒缺失、損壞，造成采煤機負荷增大、滾筒邊緣和齒座磨損。
02.安全防控
采煤機滾筒必須保證截齒齊全、鋒利，安裝牢固，滾筒截齒丟失或損壞不超過10%。
4.掘進機司機的安全風(fēng)險辨識及防控
01.安全風(fēng)險及后果
未檢查掘進機電纜拖移裝置及電纜完好情況，電纜拖移裝置損壞、電纜破損或拽出，漏電傷人。
01.安全防控
管理標準：掘進機電纜拖移裝置及電纜必須完好，拖移裝置夾板齊全。
管理措施：班隊長、安全班長監(jiān)督掘進機司機檢查電纜拖移裝置及電纜完好情況，保證拖移裝置夾板齊全，電纜無扭曲、擠壓、破皮等現(xiàn)象。
02.安全風(fēng)險及后果
未檢查掘進機切割頭截齒，相鄰2個或累計5個截齒缺失、損壞，造成掘進機負荷增大，切割頭邊緣和齒座磨損。
02.安全防控
管理標準：掘進機切割頭截齒必須齊全、鋒利，安裝牢固，滾筒截齒丟失或損壞不超過10%。
管理措施：跟班隊長、安全班長監(jiān)督掘進機司機嚴格按照管理標準對切割頭進行全面檢查，對磨損、缺失的截齒及時進行更換或補齊。
5.錨桿、索支護工的安全風(fēng)險辨識及防控
01.安全風(fēng)險辨識
未敲幫問頂，頂板及兩幫有危巖，支護時掉頂、溜幫傷人。
01.防控知識
管理標準：錨桿（索）支護作業(yè)前必須執(zhí)行敲幫問頂制度，用長柄工具找凈頂幫浮矸、活煤，找頂時要有專人觀察頂幫。找頂及監(jiān)護人員必須站在支護完好的安全地點。
管理措施：跟班隊長、安全班長監(jiān)督錨桿（索）支護工在支護作業(yè)前必須執(zhí)行敲幫問頂制度，確認現(xiàn)場安全后，方可進行支護作業(yè)。
02.安全風(fēng)險辨識
未臨時支護頂板或臨時支護使用不合格，支護時掉頂傷人。
02.防控知識
管理標準：必須在使用好臨時支護后，方可進行支護作業(yè)。前探梁必須用木板、木楔足實。
管理措施： 跟班隊長、安全班長監(jiān)督錨桿（索）支護工規(guī)范使用臨時支護，確保作業(yè)安全。
（三）煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援訓(xùn)練區(qū)
煤礦應(yīng)急救援訓(xùn)練區(qū)包含：事故災(zāi)害逃生、心肺復(fù)蘇、急救包扎三個主題；
1.事故災(zāi)害逃生——以煤礦VR火災(zāi)應(yīng)急避險演練為例
（1）有效訓(xùn)練員工在虛擬火災(zāi)現(xiàn)場選擇和正確操作使用不同滅火器材滅火的技能。
（2）正確使用自救器，快速分辨避災(zāi)路線撤離火災(zāi)危險區(qū)域。
2.煤礦VR心肺復(fù)
（1）進入虛擬世界選擇學(xué)習(xí)模式或訓(xùn)練模式，不同的模式對應(yīng)不同的功能。
（2）選擇學(xué)習(xí)模式，通過數(shù)字手套和定位器尋找訓(xùn)練假人。
（3）在虛擬模式中，解開被救治人員的衣服，并側(cè)跪在被救治者的一測，準備進行救治。
（4）通過數(shù)字手套尋找心肺復(fù)蘇按壓點，雙手同方向交叉放置于按壓點，準備心肺復(fù)蘇的按壓。
（5）通過數(shù)字手套對假人進行按壓，同時根據(jù)節(jié)奏進行口對口呼吸，以搶救被救治者，如此循環(huán)直到搶救成功。
3.VR急救包扎
（1）進入虛擬世界選擇學(xué)習(xí)模式或訓(xùn)練模式，不同的模式下，又分為特定傷口學(xué)習(xí)模式和隨機傷口學(xué)習(xí)模式，不同的模式對應(yīng)不同的功能。
（2）選擇特定傷口學(xué)習(xí)模式，確認傷口，不同傷口的止血包扎方法不同，這點非常重要。
（3）止血，先解開外傷人員傷口處的衣物，然后根據(jù)傷口的位置，選擇性使用傷口壓迫止血，指壓止血，填寒止血，止血帶止血等方法，盡快做到傷口止血。
（4）包扎，分為三角巾包扎或繃帶包扎，根據(jù)傷口的不同，會提示學(xué)習(xí)人員運用不同的包扎手法去處理傷口。
（5）傷口固定，防止傷口隨意移動再次損傷血管和神經(jīng)。
三、“四大優(yōu)勢”
（一）技術(shù)——創(chuàng)新智能化建設(shè)
以VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)為主，同時以人工智能、系統(tǒng)集成、3D仿真、量子傳感等智能化技術(shù)為輔，打造技術(shù)最強音。
（二）安全——沉浸式安全的體驗感
緊扣安“全心智模式”培訓(xùn)七步法中的“情境體驗”和“心智重塑”環(huán)節(jié)，將晦澀、復(fù)雜的安全知識轉(zhuǎn)換成沉浸式、交互式、游戲式的體驗，提高學(xué)員學(xué)習(xí)各種危險場景下安全知識及自救知識的積極性。
（三）高效——創(chuàng)新智慧化建設(shè)
受訓(xùn)環(huán)境不再受到環(huán)境人數(shù)限制；煤礦學(xué)員短時間內(nèi)學(xué)習(xí)掌握各工種作業(yè)要領(lǐng)，培訓(xùn)周期大大縮短；受訓(xùn)評價結(jié)果的及時反饋與立即上報。
（四）震撼 ——主動體驗代替被動式間接學(xué)習(xí)
借助VR/AR技術(shù)，通過交互推動事件進程，了解各種事故發(fā)生原因，親歷事故發(fā)生過程，親眼目睹事故慘烈現(xiàn)場，產(chǎn)生內(nèi)心強烈震撼，從而達到極好的警示效果。
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