一、前言
最近幾年隨著VR虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)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(yàn)”和“心智重塑”環(huán)節(jié)，采用VR/AR虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能技術(shù)、智能圖像識(shí)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(yàn)館”系統(tǒng)產(chǎn)品，將晦澀、復(fù)雜的安全知識(shí)轉(zhuǎn)換成沉浸式、交互式、游戲式的體驗(yàn)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(jí)。
二、煤礦安全教育VR體驗(yàn)館
“煤礦安全教育VR體驗(yàn)館”分為：煤礦VR事故安全警示體驗(yàn)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(gè)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(yàn)區(qū)
“煤礦VR安全九大事故”的經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)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(jī)械傷害事故、瓦斯爆炸事故。
1.片幫冒頂事故體驗(yàn)
發(fā)生原因：綜采工作面采煤作業(yè)時(shí)，各相關(guān)工種操作人員未嚴(yán)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(yán)禁擅自調(diào)整和多頭操作。
（2）及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)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(yàn)
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(hù)措施。
后 果：造成大火火勢(shì)蔓延多人死亡。
防范措施：
（1） 嚴(yán)格按照井下爆破規(guī)程規(guī)定作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理和安全監(jiān)護(hù)工作。
（2） 加強(qiáng)隱患排查治理，及時(shí)查找現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各類隱患，做到超前檢查防范。
（3） 加強(qiáng)職工安全培訓(xùn)教育工作，增強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)和自主保安能力。
3.井下透水事故體驗(yàn)
發(fā)生原因：采煤面過斷層沒采取安全措施,沒及時(shí)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(shí)撤離造成多人被困死亡。
防范措施：
（1） 加強(qiáng)井下探放水工作，嚴(yán)格堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探,先探后掘、先治后采”的防治水工作原則。
（2）切實(shí)做好井下充水條件分析和水害評(píng)價(jià)工作。
（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員安全培訓(xùn)及安全意識(shí)。
4.沖擊地壓事故體驗(yàn)
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(dòng)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(hù)全部推倒、下平巷運(yùn)輸設(shè)備全部摧毀1人死亡多人受傷。
防范措施：
（1） 加強(qiáng)礦壓防治技術(shù)研究、礦壓防治管理和專業(yè)治理工作，對(duì)礦壓進(jìn)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(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
（3） 采用松動(dòng)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(yàn)
發(fā)生原因：絞車司機(jī)未認(rèn)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(hù)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(rèn)真檢查和做空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。
（2）認(rèn)真落實(shí)“行車不行人，行人不行車”的規(guī)定。
（3） 嚴(yán)禁放飛車。
6. 高空墜落事故體驗(yàn)
發(fā)生原因：在主井天輪維修時(shí)，未按規(guī)程規(guī)定系安全帶，工作周圍無安全防護(hù)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(yán)格執(zhí)行一人操作一人監(jiān)護(hù)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(hù)設(shè)施。
7.井下觸電事故體驗(yàn)
發(fā)生原因：電器設(shè)備檢修工未穿戴合格的絕緣護(hù)品，未停電閉鎖或停電閉鎖后未驗(yàn)電、放電、懸掛接地線，就打開電氣設(shè)備進(jìn)行檢修，漏電保護(hù)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(shí)，必須配戴合格的絕緣手套、穿電工絕緣靴，站在絕緣臺(tái)上，并且一人操作，一人監(jiān)護(hù)。
（2） 電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行停電閉鎖、驗(yàn)電、放電、掛接地線的工作順序進(jìn)行處理。
（3） 發(fā)現(xiàn)觸電人員及時(shí)切斷電源，及時(shí)進(jìn)行搶救。
8.機(jī)械擠壓事故體驗(yàn)
發(fā)生原因：膠帶司機(jī)違章作業(yè)，在清理膠帶輸送機(jī)托輥粘泥時(shí)，未按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行停機(jī)作業(yè)、未安設(shè)防護(hù)網(wǎng)、卷入膠帶輸送機(jī)主傳動(dòng)滾筒前的抗輪中。
后 果： 卷入膠帶輸送機(jī)主傳動(dòng)滾筒前的抗輪中死亡。
防范措施：
（1）膠帶司機(jī)在皮帶運(yùn)行期間，要認(rèn)真觀察皮帶機(jī)頭各部位運(yùn)轉(zhuǎn)及皮帶接頭情況，發(fā)現(xiàn)異常，必須立即停機(jī)處理。
（2）工作前必須做到“三緊”、“兩不要”，做到“三懂四會(huì)”，持證上崗。
（3） 膠帶輸送機(jī)頭要安設(shè)防護(hù)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(yáng)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(gè)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(yán)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(shí)的炮眼嚴(yán)禁爆破。
（3）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理和安全監(jiān)護(hù)工作，加強(qiáng)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(gè)經(jīng)典工種的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)防控：1.打眼工、2.爆破工、3.采煤機(jī)司機(jī)、4.刮板輸送司機(jī)、5.膠帶輸送司機(jī)、6.井下電鉗工、7.掘進(jìn)機(jī)司機(jī)、8.錨桿所支護(hù)工、9.耙裝機(jī)司機(jī)、10.小絞車司機(jī)、11.支架工、12.轉(zhuǎn)載機(jī)司機(jī)、13.井下探水工、14.信號(hào)把鉤工、15.沖擊地壓。
下面以5個(gè)工種各兩對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)防控知識(shí)為例為大家簡(jiǎn)單介紹：
安全風(fēng)險(xiǎn)VR辨識(shí)考核系統(tǒng)分為：學(xué)習(xí)模式和考核模式
場(chǎng)景中有若干數(shù)量小怪獸（火魔、電魔、瓦斯魔、水怪、機(jī)械怪、石頭怪等）代表該崗位若干安全風(fēng)險(xiǎn)，扣動(dòng)手柄扳機(jī)鍵射擊小怪獸，進(jìn)行相應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)視頻學(xué)習(xí)。
安全風(fēng)險(xiǎn)學(xué)習(xí)視頻播放完畢后，下方會(huì)出現(xiàn)四把槍，分別代表這個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)的四個(gè)防范措施，扣動(dòng)扳機(jī)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(huì)被小怪獸攻擊一次。
1.打眼工安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及防控辨
01.安全風(fēng)險(xiǎn)
未敲幫問頂，頂板及兩幫有危巖，鉆眼時(shí)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(zhǎng)柄工具找凈頂幫浮矸、活煤，找頂時(shí)要有專人觀察頂幫，找頂及監(jiān)護(hù)人員必須站在支護(hù)完好的安全地點(diǎn)。
02.安全風(fēng)險(xiǎn)
未臨時(shí)支護(hù)頂板或臨時(shí)支護(hù)不合格，打眼時(shí)掉頂傷人。
02.安全防控
在使用好臨時(shí)支護(hù)后，方可進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。
頂板完好時(shí)采用兩棵單體液壓支柱和一根橫梁作為迎頭臨時(shí)支護(hù)方式；頂板破碎或響炮時(shí)采用前探梁臨時(shí)支護(hù)方式。
臨時(shí)支護(hù)中單體柱必須支在硬底上，無硬底時(shí)必須使用鐵鞋，前探梁必須用木板、木楔足實(shí)。
2. 膠帶輸送機(jī)司機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及防控
01.安全風(fēng)險(xiǎn)
未在開機(jī)前試驗(yàn)皮帶堆煤、速度、跑偏、煙霧、溫度、超溫灑水六大保護(hù)，保護(hù)失靈，運(yùn)行時(shí)造成撕帶、埋皮帶機(jī)頭、燒壞電機(jī)等事故。
01.安全防控
管理標(biāo)準(zhǔn)：膠帶輸送機(jī)保護(hù)裝置必須靈敏可靠。
管理措施：跟班隊(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督膠帶司機(jī)開機(jī)前必須進(jìn)行6大保護(hù)試驗(yàn)，保護(hù)完好且靈敏可靠方允許其開機(jī)。
02.安全風(fēng)險(xiǎn)
未在開機(jī)前檢查信號(hào)電鈴，電鈴不靈敏，運(yùn)行時(shí)造成意外事故。
02.安全防控
管理標(biāo)準(zhǔn)：膠帶輸送機(jī)信號(hào)電鈴必須完好。
管理措施：跟班隊(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督膠帶司機(jī)開機(jī)前必須檢查信號(hào)電鈴?fù)旰们闆r。
3.采煤機(jī)司機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及防控
01.安全風(fēng)險(xiǎn)
未檢查采煤機(jī)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(jī)電纜拖移裝置及電纜完好情況，采煤機(jī)電纜拖移裝置及電纜必須完好。
02.安全風(fēng)險(xiǎn)
未全面檢查采煤機(jī)兩滾筒截齒，相鄰2個(gè)或累計(jì)5個(gè)截齒缺失、損壞，造成采煤機(jī)負(fù)荷增大、滾筒邊緣和齒座磨損。
02.安全防控
采煤機(jī)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(jìn)機(jī)司機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及防控
01.安全風(fēng)險(xiǎn)及后果
未檢查掘進(jìn)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)：掘進(jìn)機(jī)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(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督掘進(jìn)機(jī)司機(jī)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(xiǎn)及后果
未檢查掘進(jìn)機(jī)切割頭截齒，相鄰2個(gè)或累計(jì)5個(gè)截齒缺失、損壞，造成掘進(jìn)機(jī)負(fù)荷增大，切割頭邊緣和齒座磨損。
02.安全防控
管理標(biāo)準(zhǔn)：掘進(jìn)機(jī)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(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督掘進(jìn)機(jī)司機(jī)嚴(yán)格按照管理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)切割頭進(jìn)行全面檢查，對(duì)磨損、缺失的截齒及時(shí)進(jìn)行更換或補(bǔ)齊。
5.錨桿、索支護(hù)工的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及防控
01.安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)
未敲幫問頂，頂板及兩幫有危巖，支護(hù)時(shí)掉頂、溜幫傷人。
01.防控知識(shí)
管理標(biāo)準(zhǔn)：錨桿（索）支護(hù)作業(yè)前必須執(zhí)行敲幫問頂制度，用長(zhǎng)柄工具找凈頂幫浮矸、活煤，找頂時(shí)要有專人觀察頂幫。找頂及監(jiān)護(hù)人員必須站在支護(hù)完好的安全地點(diǎn)。
管理措施：跟班隊(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督錨桿（索）支護(hù)工在支護(hù)作業(yè)前必須執(zhí)行敲幫問頂制度，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)安全后，方可進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。
02.安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)
未臨時(shí)支護(hù)頂板或臨時(shí)支護(hù)使用不合格，支護(hù)時(shí)掉頂傷人。
02.防控知識(shí)
管理標(biāo)準(zhǔn)：必須在使用好臨時(shí)支護(hù)后，方可進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。前探梁必須用木板、木楔足實(shí)。
管理措施： 跟班隊(duì)長(zhǎng)、安全班長(zhǎng)監(jiān)督錨桿（索）支護(hù)工規(guī)范使用臨時(shí)支護(hù)，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(gè)主題；
1.事故災(zāi)害逃生——以煤礦VR火災(zāi)應(yīng)急避險(xiǎn)演練為例
（1）有效訓(xùn)練員工在虛擬火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)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(xiǎn)區(qū)域。
2.煤礦VR心肺復(fù)
（1）進(jìn)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(duì)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(cè)，準(zhǔn)備進(jìn)行救治。
（4）通過數(shù)字手套尋找心肺復(fù)蘇按壓點(diǎn)，雙手同方向交叉放置于按壓點(diǎn)，準(zhǔn)備心肺復(fù)蘇的按壓。
（5）通過數(shù)字手套對(duì)假人進(jìn)行按壓，同時(shí)根據(jù)節(jié)奏進(jìn)行口對(duì)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(jìn)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(jī)傷口學(xué)習(xí)模式，不同的模式對(duì)應(yīng)不同的功能。
（2）選擇特定傷口學(xué)習(xí)模式，確認(rèn)傷口，不同傷口的止血包扎方法不同，這點(diǎn)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(huì)提示學(xué)習(xí)人員運(yùn)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(dòng)再次損傷血管和神經(jīng)。
三、“四大優(yōu)勢(shì)”
（一）技術(shù)——?jiǎng)?chuàng)新智能化建設(shè)
以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為主，同時(shí)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(qiáng)音。
（二）安全——沉浸式安全的體驗(yàn)感
緊扣安“全心智模式”培訓(xùn)七步法中的“情境體驗(yàn)”和“心智重塑”環(huán)節(jié)，將晦澀、復(fù)雜的安全知識(shí)轉(zhuǎn)換成沉浸式、交互式、游戲式的體驗(yàn)，提高學(xué)員學(xué)習(xí)各種危險(xiǎn)場(chǎng)景下安全知識(shí)及自救知識(shí)的積極性。
（三）高效——?jiǎng)?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(shí)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(píng)價(jià)結(jié)果的及時(shí)反饋與立即上報(bào)。
（四）震撼 ——主動(dòng)體驗(yàn)代替被動(dòng)式間接學(xué)習(xí)
借助VR/AR技術(shù)，通過交互推動(dòng)事件進(jìn)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(chǎng)，產(chǎn)生內(nèi)心強(qiáng)烈震撼，從而達(dá)到極好的警示效果。
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