淺析金屬非金屬礦山露天開采中智能礦山建設對重大事故隱患預防的作用

楊 強

（西藏玉龍銅業股份有限公司，西藏 昌都 854000）

礦山工程一直是支撐我國工業發展與社會經濟建設的重點工程，在進行金屬礦山與非金屬礦山的露天開采時，由于礦區地質環境較為惡劣，導致礦山工程在實施過程中，極易出現嚴重的礦山事故。為了降低礦山事故的發生概率，有關地質勘查人員在進行礦山工程的研究中發現，部分礦區，在地表層已裸露顯著的危險因素，對外部危險地質樣本進行采樣分析發現，大部分裸露在地表層的危險因素之間并沒有直接的關聯[1]。但追溯其根源可知，產生此種現象的原因為礦山內部存在大量有害物質，這些有害物質受到地質遷移或多種客觀因素的影響發生泄漏，或礦層底部能量受到礦山過度開發等人為操作的影響，其中有害物質失去控制。無論是上述提出的任何一個原因，均是誘發重大礦山事故的主要因素，尤其在現如今人們安全意識逐步提升時，越來越多的礦山工程技術單位，開始在相關作業行為中關注到礦山工程存在的安全隱患[2]。與此同時，智能礦山的建設成為了技術單位的關注重點，即在地質勘查或礦山開采作業中，將智能化技術與信息化技術進行融合，在實際工作前，使用技術定位礦區內隱患點，并采用繪制三維地質圖像的方式，對礦區地質環境進行定點測繪，從而為礦山工作者在作業過程中，提供輔助作業支撐。

1 重大事故類型

為了降低金屬非金屬礦山露天開采過程中發生安全事故的概率，應提前掌握造成礦山工程重大事故的安全隱患因素，并在此基礎上劃分重大事故類型。相關方面的具體內容如下。

其一為礦山工程中的墜落類事故，此種事故通常是指技術人員在礦區內進行高空作業時，由于操作不當或安全防護裝備受損導致事故。此種事故一旦發生，不僅會造成人員的傷亡，同時也會對工程實施進度造成負面影響。同時，在高空作業過程中，當前端人員信號接收設備出現故障，導致其無法與后端管理人員進行實時交流，也會出現此種類型的事故。

其二為礦山工程中的機械損傷事故，此種事故通常是指在工程實施時，技術人員與機械設備運行直接接觸，從而出現夾擊、碰撞、碾壓等方面的事故，與此相關的機械設備包括送料設備、運輸設備、裝貨車等。產生此種事故的原因包括：操作大型設備的流程不規范、維護人員沒有及時對現場作業人員進行安全維護、直接接觸人員身上沒有足夠的保護措施等。

其三為礦山工程中的爆破事故，此種事故通常是指在進行礦山開采時，由于山體爆破導致的人員傷亡事故。誘發事故的原因包括：爆破行為沒有按照標準文件執行、操作行為不當、違規點火、爆破后沒有對現場進行及時處理，導致山體坍塌，從而出現二次事故、部分炸藥由于放置時間過長，已經出現變質問題，而現場爆破人員無法對此種情況進行及時反應，造成重大的礦山工程安全事故。

2 現行重大事故隱患預防策略存在的不足

盡管現如今我國針對礦山重大事故隱患預防工作的實施方案建設已相對完善，但隨著近年來礦山工程被推上社會熱門行業，越來越多的單位參與到與此方面相關的工作中[3]。但在此過程中，一些單位為了獲取個人利益與收益，一味的開發礦產資源，卻沒有考慮到此種過度開發行為會對區域地質環境與生態結構造成破壞。因此，可以認為我國大部分礦山企業在作業過程中，技術人員的主觀思想認知仍存在問題。在對相關產業進行市場調查時發現，一些企業單位甚至在沒有獲取開發證件的情況下，便開始經營礦產資源買賣交易，而有關監管部門針對此種現象，也沒有對其進行針對性的管理。

除上述提出的內容，在金屬非金屬礦山露天開采中，最顯著的問題仍是開發技術不足。一些技術單位將大部分科研技術調研資金，應用到了雇用人力開發資源方面，卻沒有重視起在此過程中，對現代化技術與輔助性設備的應用，導致技術人員在作業過程中，缺少實時通信設備作為支撐，也沒有現代化的勘探設備對其進行輔助。而在此過程中，一旦出現安全隱患，作業人員反饋的信息無法及時被處理，最終便會誘發重大的安全事故。

3 金屬非金屬礦山露天開采中智能礦山建設對重大事故隱患預防的作用

3.1 為金屬非金屬礦山露天開采提供危險源評估依據

在完成上述相關研究的基礎上，開展金屬非金屬礦山露天開采中智能礦山建設對重大事故隱患預防作用的分析，綜合我國地質相關工作者的反饋數據可知，在礦山工程中，智能礦山建筑工作的實施，對于重大事故隱患預防起到了提供前者危險源評估依據的作用。為了進一步掌握其作用，可從智能礦山建設層面入手，對智能礦山處理地質數據的架構進行描述，如下圖1 所示。

圖1 智能礦山處理地質數據的架構

如上述圖1 所示，智能礦山主要由三層構成，其中數據層內包含了大量礦山地質數據，數據中不僅含有危險數據集合，同時也含有大規模地質勘查數據集合。在礦山工程實施前，相關地質工作者需要將智能礦山模型導入計算機設備，使用客戶端設備，作為金屬非金屬礦山露天開采的支撐，按照預設的礦山工程實施流程，操作計算機，在云端進行預設線路的操作模擬。在模擬工程實施過程時，預設線路將在計算機中呈現一種三維可視化狀態，因此，經過預設線路的所有危險源將清晰地呈現在終端設備中。與此同時，智能礦山將根據危險源的位置，對其進行三維定位，并根據模型比例尺，自動計算危險源在空間的位置，此位置使用空間坐標可以表示為（x，y，z）。而客戶端設備中集成的專家系統，也將根據誘發危險源的直接原因與間接原因，對其臨界閾值進行深度分析。分析結果將以文件資料、檔案數據等方式進行傳輸，總之，智能礦山在地質勘查與礦山開采過程中，所起到的作用是十分顯著的，而所有與之相關功能的實現，也均是建立在計算機數據庫設想基礎上實現的。在此種條件下的終端設備，不僅集成了多媒體技術與專家處理系統，同時也為技術人員提供了一個相對可視化的視窗操作界面，而此時，無論是礦山工程安全監管部門，或是非專業技術人員，均可以通過操作客戶端的方式，實現對軟件功能的漢化，從而幫助非技術人員進行金屬非金屬礦山露天開采工作進度與實時進展的調用。

在上述提出的內容中，金屬非金屬礦山露天開采中的重大事故隱患源，在完成評估后，大多以文本文件、數據圖像兩種方式輸出。因此，只需要終端操作者，操控計算機便可以實現對危險源評估數據的調用，對于在此過程中技術人員，可以在完成數據信息的針對性獲取后，將礦區電子地圖與危險源位置進行對接，并結合危險源區域的地理條件與地質情況，將危險程度較為直觀地展示出來。

在完成數據調用處理后，此次評估的所有信息在計算機內均將以JPG 格式文件存儲在數據層中。通過此種方式，不僅可以為礦山工程的實施提供“事前”危險源評估，同時也可以為后期地質結構類似的礦山工程積累資料。

3.2 發揮重大事故隱患誘發因素現場決策作用

除上述提出的作用，在進一步對智能礦山應用的研究中發現，通過調用礦山終端監控站點的信息，可以實現將調制解調器（MODEM）與計算機系統進行集成，確保在遠程端獲取的數據可高效率傳輸。同時，考慮到智能礦山集成了大數據技術與云端處理平臺，因此，利用終端實時更新的能力，可以預先掌握礦山地質的遷移規律、礦產資源的賦存變化趨勢。以此種方式，便可以初步實現金屬非金屬礦山露天開采中，對重大事故隱患的預防。

此外，在終端計算機設備的通信端預設安全接口，接收由前端傳感器獲取的多種控制信號，可以發揮智能礦山的重大事故隱患誘發因素現場決策作用。例如，在前端接口上集成溫度與濕度傳感器、實時檢測與跟蹤定位設備、通信設備、遠程信號實時傳輸設備等，可以對礦山中潛在的多種危險源進行參數分析。包括，地質層液位變化、礦產資源密集度變化等，在此基礎上，將終端參數信號轉換成可支撐4.0mA～20.0mA 的標準電流信號，再將此電流信號轉換成計算機可識別的數字信號，便可以得到一個針對危險源實時狀態變化的對比結果，在此基礎上，通過狀態信號的比對，對前端進行數據結果的反饋，結合反饋的數據，便可以為礦山工程現場工作人員提供決策支撐。總之，在金屬非金屬礦山露天開采過程中，智能礦山建設所起到的作用是常規地質模型無法代替的，因此，要想實現對重大事故隱患進行有效預防，還需要進一步完善智能礦山建設工作，從而為我國地質工程與礦山工程的實施提供進一步的輔助決策。

4 結語

為了提高金屬非金屬礦山露天開采的質量與效率，本文開展了智能礦山建設對重大事故隱患預防作用的研究，此次研究共提出了兩個論點，分別為：為金屬非金屬礦山露天開采提供危險源評估依據、發揮重大事故隱患誘發因素現場決策作用。經過多方的理論分析，得出的結論是真實有效的，因此，可在后期的研究中，加大對智能礦山建設的投入，完善礦山的智能輔助決策功能，從而實現對我國礦山產業發展的有效帶動。