大型露天礦運(yùn)輸安全控制與預(yù)警系統(tǒng)

鄧煕

大型露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化不僅關(guān)系到礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還與企業(yè)的安全生產(chǎn)息息相關(guān)。通過對(duì)大型露天礦運(yùn)輸安全進(jìn)行有效控制和預(yù)警，能保障礦山企業(yè)礦產(chǎn)和物料運(yùn)輸過程的安全性，從而提高礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率。本文針對(duì)大型露天礦運(yùn)輸安全控制過程中的多層次、非線性、多因素等特點(diǎn)，通過建立綜合評(píng)判模型，并結(jié)合環(huán)境（medium）、人員（man）、設(shè)備（machine）、管理（management）四要素（即4M要素理論），對(duì)大型露天礦運(yùn)輸安全控制與預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建提出了相關(guān)建議。

露天礦運(yùn)輸?shù)幕救蝿?wù)，主要是將露天采場(chǎng)采出的礦石運(yùn)送到選礦廠或貯礦場(chǎng)，將巖石運(yùn)送到排土場(chǎng)，并將生產(chǎn)作業(yè)人員、設(shè)備和材料運(yùn)送到工作地點(diǎn)。完成上述任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)。在露天礦開采過程中，礦山運(yùn)輸?shù)幕窘ㄔO(shè)投資約占礦山基建總投資額的三成，運(yùn)輸成本和勞動(dòng)量分別占礦石總成本和總勞動(dòng)量的四分之一以上，由此可見露天礦運(yùn)輸在露天礦開采中的重要地位。

我國的大型露天礦大多開采于上世紀(jì)五六十年代，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的開采，礦山的前部資源已被采完，很多露天礦山已陸續(xù)開始了深部開采，其開采方式也從原來的山坡露天開采向深部凹陷開采而轉(zhuǎn)變。

大型露天礦的運(yùn)輸系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，具有一定的復(fù)雜性和強(qiáng)耦合性，且受多因素和多層次原因影響。在對(duì)大型露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全事故進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析時(shí)，很難得出準(zhǔn)確的答案。因此，有必要通過搭建更加科學(xué)高效的安全控制預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)露天礦的運(yùn)輸安全進(jìn)行有效控制。

露天礦運(yùn)輸安全控制與預(yù)警系統(tǒng)在搭建過程中應(yīng)當(dāng)應(yīng)用安全系統(tǒng)工程中的先進(jìn)理論和方法，結(jié)合當(dāng)下發(fā)展迅速的電子信息控制技術(shù)，通過現(xiàn)有的露天礦安全控制與預(yù)警系統(tǒng)所具備的相關(guān)信息，對(duì)露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和安全隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（一）常見的安全控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前，我國大型露天礦運(yùn)輸安全控制系統(tǒng)主要有兩種管理模式：一般管理模式和事故出發(fā)型管理模式。一般管理模式是指在事故發(fā)生后，通過以往對(duì)類似事故的處理經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，采取相關(guān)措施對(duì)安全事故進(jìn)行處理。事故出發(fā)型模式是在一般管理模式基礎(chǔ)上增加了安全信息庫，以快速提取和查找相關(guān)處理信息，并能為事故的評(píng)價(jià)和調(diào)查提供客觀依據(jù)。與一般管理模式相比，事故出發(fā)型管理模式更具高效性和客觀性，但兩種方式均只能在事故發(fā)生后進(jìn)行相應(yīng)的處理，無法進(jìn)行事故預(yù)測(cè)分析和實(shí)時(shí)預(yù)警，因此均具有一定的局限性。為滿足露天礦運(yùn)輸安全管理的需求，風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制建設(shè)即“雙控”模式應(yīng)運(yùn)而生，該模式在日常生產(chǎn)中對(duì)各個(gè)流程和生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)有人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、管理上的缺陷等安全隱患進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，從而最大可能性的減少露天礦運(yùn)輸過程中安全事故的發(fā)生。

（二）安全控制系統(tǒng)的組成

1.首安云系統(tǒng)

通過事故關(guān)口前移的方式遏制重特大事故的工作體系。此系統(tǒng)在隱患排查治理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用信息化手段，進(jìn)一步探究落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，結(jié)合安全管理規(guī)章制度與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理實(shí)際，繼續(xù)深化開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)價(jià)、安全專業(yè)管理等主要模塊功能，包含安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理、風(fēng)險(xiǎn)四色圖等。

2.設(shè)備管理信息平臺(tái)

設(shè)備故障信息系統(tǒng)由設(shè)備信息庫和設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)庫兩部分組成。設(shè)備信息庫則又由設(shè)備故障庫和設(shè)備壽命庫組成，分別存儲(chǔ)設(shè)備的故障發(fā)生及處理信息和設(shè)備的出廠日期和使用時(shí)間。設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)庫則存儲(chǔ)設(shè)備在使用過程中的運(yùn)行狀況和參數(shù)信息等數(shù)據(jù)。

3.故障診斷系統(tǒng)

露天礦運(yùn)輸安全控制系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納，并結(jié)合大量的故障信息，通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的方式對(duì)常見的故障進(jìn)行智能診斷的處理。

未來露天礦運(yùn)輸安全預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)以“4M要素”理論為依據(jù)，搭建集信息收集、處理、存儲(chǔ)、分析、決策等功能為一體的安全預(yù)警系統(tǒng)，其理論組成如下：

（一）信息處理子系統(tǒng)

隨著信息社會(huì)的不斷發(fā)展，信息成為人們工作和生活的重要依據(jù)，信息的種類和數(shù)量也越來越龐雜，對(duì)信息進(jìn)行有效的處理是提高生產(chǎn)效率的重要方式。在露天礦運(yùn)輸安全預(yù)警系統(tǒng)中，信息處理子系統(tǒng)應(yīng)該具備信息篩選、匯總、處理、傳遞等四個(gè)基本功能。通過對(duì)事故數(shù)據(jù)信息的收集和分析，確定起其主要原因和危險(xiǎn)程度，并及時(shí)傳統(tǒng)給監(jiān)控中心和處理系統(tǒng)，最后還需將處理決策及時(shí)反饋給

事故處理人員。

（二）信息預(yù)警子系統(tǒng)

信息預(yù)警子系統(tǒng)需根據(jù)露天礦的實(shí)時(shí)信息，從分析、評(píng)價(jià)以及預(yù)警等三個(gè)角度實(shí)現(xiàn)整個(gè)露天礦運(yùn)輸安全的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和超前預(yù)防。根據(jù)其具體功能，可分為事故預(yù)警模塊、安全評(píng)價(jià)模塊和定量預(yù)測(cè)預(yù)警模塊。

1.事故預(yù)警模塊

通過概率統(tǒng)計(jì)、德爾菲法、模糊數(shù)學(xué)理論、大數(shù)據(jù)技術(shù)等分析方式，預(yù)先辨別出礦山在運(yùn)輸安全中的安全性和危險(xiǎn)隱患，以對(duì)大型露天礦的安全運(yùn)輸起到事故預(yù)警作用。

2.安全評(píng)價(jià)模塊

針對(duì)大型露天礦運(yùn)輸安全的系統(tǒng)評(píng)價(jià)應(yīng)采用多層次分析，通過線性加權(quán)評(píng)價(jià)模型對(duì)具體安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行多層次、全方位的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系既要考慮事故發(fā)生指標(biāo)，也要考慮安全隱患指標(biāo)，同時(shí)還需結(jié)合礦企運(yùn)輸系統(tǒng)的安全績(jī)效，全面、客觀的反應(yīng)整個(gè)礦山的運(yùn)輸安全狀況。

3.定量預(yù)測(cè)預(yù)警模塊

定量預(yù)測(cè)預(yù)警模塊能從多時(shí)間序列構(gòu)建數(shù)學(xué)分析模型，預(yù)測(cè)露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)在未來運(yùn)行過程中有可能發(fā)生的安全隱患，并根據(jù)運(yùn)輸系統(tǒng)不同的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)模型參數(shù)是預(yù)測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，從而使礦企能及時(shí)進(jìn)行事故預(yù)防。

（三）智能決策子系統(tǒng)

為進(jìn)一步提升大型露天礦運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，運(yùn)輸安全預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)具備一定的只能決策能力，特別是針對(duì)一些常見的、易處理的問題，系統(tǒng)應(yīng)通過智能決策子系統(tǒng)，及時(shí)進(jìn)行智能修復(fù)。該系統(tǒng)需具備信息量較大的事故分析數(shù)據(jù)庫，將大量的運(yùn)輸安全隱患及相應(yīng)的處理措施存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，通過故障預(yù)警信息的收集，系統(tǒng)分析和推導(dǎo)出該故障發(fā)展的主要原因，在通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，找出問題所在，并對(duì)癥進(jìn)行處理。

為有效提高我國露天礦運(yùn)輸過程中的安全性，相關(guān)從業(yè)者應(yīng)積極思考和學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理技術(shù)和理念，并緊跟時(shí)代發(fā)展的腳步，運(yùn)用新技術(shù)、新思維，進(jìn)一步提升露天礦運(yùn)輸安全控制與預(yù)警系統(tǒng)的前瞻性、高效性，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。

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