地理信息系統在礦山安全管理的應用

王之威 趙佳豪 胡晴妍

【摘?要】本文主要分析了礦山安全監管過程中存在的問題，闡述了礦山安全地理信息系統設計與開發過程中需要設計的主要模塊，以及礦山安全地理信息系統圖形處理。

【關鍵詞】地理信息系統;礦山開采;安全管理;圖形處理

在礦山開采過程中，安全管理是礦山開采管理中非常重要的一環。礦山開采環境復雜，在開采的過程中可能出現坍塌、一氧化碳有毒氣體、機電以及通風等危險因素，因此對礦山開采過程進行監測，及時發現危險因素，并在危險發生時對礦山開采作業人員進行及時救援非常必要。而地理信息系統的應用能夠為礦山三維立體空間系統的可視化管理提供了強有力的工具，通過對地理信息系統的使用，能夠及時更新礦山的相關地理信息，并分析其中可能出現的問題，除此之外，將傳統的礦山開采安全信息輸入地理信息系統后，能夠將相關信息進行可視化處理，進而使礦山開采過程中可能出現的危險因素得到更直觀的呈現。

一、礦山安全監管過程中存在的問題

過去我國主要采用人工方式對礦山安全問題進行分析和監管，而傳統人工對礦山安全問題進行監管存在以下幾方面的問題：首先，人工檢測和處理礦山安全問題往往憑借直覺和經驗進行，這導致礦山在開采過程中許多隱藏的危險因素難以被發現，在這樣的背景下，難以對潛在的危險因素進行預防，從而使安全管理效果大打折扣;其次，傳統人工難以對礦山安全管理相關信息進行精準地定量分析，難以對相關危險因素進行明確的判斷，例如對危險因素出現的幾率、危險因素造成的危害大小等情況都難以進行判定;最后，傳統人工難以對礦山安全程度進行明確的判斷，在礦山開采過程中危險因素是不可避免的，礦山安全監管工作應該是將礦山危險因素降低到可以控制的范圍內，但傳統的人工無法判斷做到什么程度才算安全？基于上述原因，傳統人工對礦山安全進行管理越來越難以應對當前的安全管理要求，礦山安全地理信息系統成為了當前礦山安全監管發展中的一大趨勢。

二、礦山安全地理信息系統開發

（一）通風檢測系統

目前礦山通風檢測系統主要由兩個部分組成，其中一部分位于礦山中，主要用于采集礦山相關數據信息，而另一部分則位于礦山安全監管中心，主要用于顯示采集到的礦山數據信息，然而這樣的檢測系統只能夠顯示檢測相關數據，而不能夠顯示其他相關信息，而使用礦山安全地理信息系統后，礦山安全地理信息系統能夠對檢測和收集到的礦山數據信息進行可視化圖形顯示，通過點擊圖形位置可以獲得相關位置的所有數據信息及其數據屬性，例如：點擊礦山開采設備時，將顯示設備的規格、型號、使用年限等所有相關數據信息。

（二）工作面安全評估系統

工作面安全評估是對整個礦山開采的安全情況進行全面的分析和判斷的安全管理流程，過去由于信息系統只能夠顯示相關的數據信息，不能夠直觀地了解礦山安全情況，而使用地理信息系統后，整個礦山的開采信息將得到直觀地呈現，并且能夠隨時查看相關設備的數據信息，并對各個設備的安全程度進行評定，其具體的操作流程如下：首先安全檢測人員拿著打印好的表格對礦山各處可能存在安全隱患的位置進行注意檢查，并對檢查結果進行詳細記錄，接著在檢查完畢后，對比計算機安全評估系統的數據與實際檢測的數據，查看兩者是否一致，當計算機安全評估系統中的數據出現錯誤時，及時進行修正，最后對相關數據結果進行評估，全面評價礦山安全情況，并對各處可能存在安全風險的位置進行評級，A等級為最高安全等級，從A等級開始，B、C、D等級安全程度依次減弱，當出現C、D安全等級時，相關檢測人員需要對C、D等級出現的位置進行再次檢測，找出其中存在的安全隱患，并采取相應的措施處理，避免出現安全事故。

三、礦山安全地理信息系統圖形處理

（一）通風監測系統

使用計算機網絡將現有的礦山安全數據檢測系統連接起來，對相關數據進行全面的分析和處理。在礦山開采過程中，一氧化碳濃度、礦山通風情況以及礦山塵土是影響礦山安全的主要因素，而對一氧化碳、礦山風力、礦山主機風門開關等進行詳細的檢測能夠對上述安全因素的情況進行判斷，并采取相關措施進行處理。

（二）避災路線圖

避災路線圖主要的功能在于當礦山發生安全事故后，地面人員能夠迅速指揮礦山開采作業人員以最快的方式撤離礦山，以確保礦山開采人員的安全，減少甚至避免出現人員傷亡情況，增強礦山開采的安全程度。

（三）電力調度及井下變電配電系統

地理信息系統能夠對礦山運轉過程中的電壓、電流等情況進行實時監測，并以波形圖進行顯示，使井下電配電系統始終處于有效監管下，不僅如此，一旦井下配電系統出現異常情況，地理信息系統將迅速切斷電源，避免因電流異常情況引起安全事故發生。

（四）井下運輸調度系統

根據地理信息系統的顯示情況對礦山開采出來的礦山資源運輸路線進行優化，以確保礦產運送安全程度，避免出現意外事故，不僅如此，當礦山在開采過程中，部分環節出現問題而停止運行時，地理信息系統能夠迅速進行反饋和報警，使相關安全監管人員能夠迅速發現異常情況，并指揮礦山開采其他環節停止工作和運轉，避免礦物空轉產生浪費。

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（作者單位：西安科技大學）