信息化技術在地下礦山安全中的應用

馮新剛

（陜西省韓城市應急管理局，陜西 韓城 715401）

現在的礦山開采技術越來越走向成熟，但是安全問題也不容忽視。利用發達的信息技術可以在很大程度上緩解和解決這些問題。信息技術在未來礦山開采中的應用將會很普遍，所以每個國家都相當重視這一技術的發展，培養這個方面的人才，有利于更好地服務于礦山企業。

1 當前地下礦山安全現狀分析

1.1 地下礦山開采特性

地下礦山開采的時候存在著很多安全隱患，礦山開采是一個非常復雜的過程。我國的地下礦山具有埋藏深，構造復雜，分布廣泛的特點。這些特點都增加了開采的難度，這對我國的礦山開采技術來說無疑是一項挑戰。地下礦山資源豐富，比如石油、金屬、非金屬材料等。在開采的時候會遇到很多安全問題，山體崩塌，泥石流等問題都會經常發生，這些安全事故的發生不僅影響了工程的進度，對礦山開采員工的生命安全也會造成極大的威脅。所以，安全問題一直是地下礦山開采的一大重要問題，這個問題如果不解決，將對我國的地下礦山行業產生不利影響。我國的礦山大多分布在地勢復雜的地帶，地勢的復雜導致了很多相關重型機械不能很好地開進開采的場地，工人們僅憑經驗很容易造成開采布局混亂，影響礦山企業開采年限。不僅如此，在開采地下礦山的時候檢測系統并不是很完善，相關人員的管理也不是很到位，并且檢測的方式也不是很先進。國家對地下礦山行業的投資并不是很多，資金經常不足，導致了相關設備的落后。在開采的過程中，經常會遇到安全問題，人們會容易產生麻痹思想，違章指揮，違規作業，最終導致了安全事故的發生。安全問題是我們每個人都應該重視的問題，什么事都說“安全第一，預防為主”。保護好自己的安全才能做其他的事情。所以，國家對于地下礦山的安全問題要尤其重視。

1.2 地下礦山災害類型

（1）井下巷道冒頂片幫災害，這種災害可能隨時都會發生。如果一個礦山的地質穩定性不夠好，那么就非常容易發生冒頂片幫，造成山體大規模塌陷。如果巷道發生冒頂，就會對正在施工人員生命構成威脅，輕則受傷，重則死亡。在工作人員進行礦山開采的時候，如果腳下的巖石山體不夠牢固的話，就可能會發生塌陷等問題。冒頂片幫問題是礦山開采時最常遇到的一個問題，它是礦山開采布置巷道是最容易發生的災害。

（2）井下沖擊地壓災害。工人們在礦山挖礦的時候經常會挖到地下很深處，如果到達地下1 000 m以下，這個時候的地下巖層就非常的脆弱，非常容易發生巖漿爆發，如果不小心挖到了比較脆弱的地層，那么巖漿就會從地下冒出和噴發，對工人們的安全非常不利，由于是在地下很深處，在井下工作的人們很難及時跑到安全地方，從而造成安全事故的發生。并且如果噴發厲害的話，巖漿還會噴發到地表層面，對上面的工作人員也會造成很大的危險。

（3）地表塌陷災害。由于在井下開采過程中，因將原生礦體和伴生的廢石采出后，形成大小規模不等的地下空間，在重力作用和地應力不均衡等因素影響下，發展成為地面塌陷。地面塌陷往往會造成土地破壞和建筑物的損壞倒塌，給人民的生命財產造成損失。地面塌陷形成的塌坑、地裂縫往往會成為大氣降水、地表水進入井下巷道的通道，導致礦井水患。地面塌陷還會對公路、鐵路和水利設施造成損害，影響人們的正常出行，給人們的生活帶來極大的不便。

（4）水患災害。開采礦山的時候如果不遵循十六字方針“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”，就很容易發生水患。地下水的壓力得到了釋放就會噴涌而出，對工作人員以及開采儀器造成傷害。在井下作業的時候也可能會挖到地下暗河，這樣暗河的水就會噴出來，造成非常大的傷害。井下透水事故對于正在作業的人員來說是非常可怕的，我們經常會聽說在某個地方又發生了透水事故，造成了大量人員傷亡，給無數家庭帶來毀滅性的打擊。這些大量的水的涌入不僅破壞了地下水資源，還對我們的飲用水造成了污染，給國家集體財產造成了無可挽回的損失，這對于我們國家發展來說是極其不利的。所以在進行礦山開采的時候要特別注意地下水的存在。利用高科技信息化技術，查明礦山周圍水文地質條件，更好地服務于礦山企業，爭取利益最大化。

（5）大面積的空區垮塌災害。在進行礦山開采的時候，開采機械是不容易挪動位置的，這樣連續不斷地開采，就使空區越來越多，越來越大，最后經受不住重力的支持，就會造成山體的垮塌，最后很可能會造成人員傷亡。這種情況在礦山開采的時候也是會經常發生的，如果處理不當或者沒有很好的防護措施，仍然這樣大面積的開采，造成的后果是非常嚴重的。

2 信息化技術在地下礦山安全的應用

2.1 基礎數據庫的建立

信息技術的發展可以運用到很多方面，它在礦山開采安全上的作用也是非常大的。利用信息技術可以建立一個礦山基礎信息庫，把礦山的數據導進信息庫，為人工判斷礦山安全風險因素提供了保障。比如，可以把礦山的周圍環境以及礦山的山體形狀、特性和礦質等轉化成信息的形式導進數據庫里，并且及時更新，動態掌握礦山的安全條件。這樣監測人員就不用去當地一遍一遍地考察了。建立基礎數據庫不僅可以得知礦山的基礎情況，還可以對礦山的開采情況進行分析，什么時間去開采是安全的，沒有危害或者危害最小的，這些數據都可以計算出來。并且對計算出來的不安全數據進行報警，提醒礦山開采人員注意開采安全，找一個對的時間和對的地點進行開采。這樣可以很大程度上保證工作人員和開采儀器的安全。不僅如此，基礎數據庫的建立還可以建立山體的三維模型，把山體的各個特點展現出來，準確精細，這樣工作人員可以對山體進行分析和調查，很大程度上減小了礦山開采危險的發生概率。

2.2 安全監測系統的應用

安全問題對于我們每個人來說都至關重要，我們要時刻保證自己的安全，把自己的安全放在第一位。在進行礦山開采的時候，安全問題是隨時存在的，在礦山里進行作業，時刻都會有不可預測的危險，如果不能夠很好的防范，做好提前預防工作的話，就會對工作人員的人身安全造成巨大的威脅，不僅會失去他們的生命，對工作儀器也會有損害。礦山開采的儀器一般都是比較昂貴的，國家也沒有投入大量的資金在礦山開采方面，所以在作業的時候要珍惜保護好開采的工具。面對安全問題，可以建立長效安全監測系統，把諸多安全隱患分類歸集，劃分等級，分類管理，利用信息化技術和人工雙重管理。這樣就會減少危險事故的發生。還可以利用衛星系統對礦山進行監測，現在的GPS技術非常發達，相關人員可以利用此種技術對安全問題進行追蹤調查。以前的礦山開采人員在開采之前都會根據自己的經驗對礦山的情況進行評估，這種根據經驗來預測的方法會在一定程度上減少危害的發生，但是并不能夠準確無誤地預測到將要發生的不安全事情，所以還是要利用現在發達的科技來對礦山安全情況做出保證。現在我國的信息技術越來越走向世界前列，把信息技術運用到礦山安全監測當中是一個非常明智的選擇。利用相關技術監測地表和地下溫度，對地下氣體進行估算，把監測的數據與信息技術、通信技術和網絡技術相結合，建立龐大的數據庫。這種數據也會跟隨實時情況變化而變化，從而有利于對礦山企業的安全問題作出風險評估。所以，信息化技術下的安全監測應用對于礦山的安全性來說非常有用。

2.3 安全決策系統的應用

安全決策系統的建立需要對射頻技術以及定位技術進行充分應用，并在GIS系統的支持下，對地下工作人員分布達到地上可視，并對人員分布密度可以進行及時調整，從而確保人員安全。安全決策系統對于礦山的安全監測管理非常有效。安全監測系統可以對相關的數據進行及時地監測，方便我們隨時掌握礦山安全問題。而安全決策系統依賴于安全監測系統，它以安全監測系統為基礎，使我們快速準確地做出分析和判斷。在開采的時候會遇到很多安全問題，山體崩塌、泥石流等問題都會隨時發生，這些安全事故的發生不僅會影響了工程的進度，對礦山開采員工的生命安全也會造成極大的威脅。所以安全問題一直是地下礦山開采的一大重要問題，這種問題如果不解決，將對我國的地下礦山行業產生不利影響。所以，對于安全決策系統的應用要非常重視。對于安全決策系統應用的時候要時常注意里面的細節，同時也要時刻關注里面的動態變化。每一個微小的變化，都牽扯到礦山企業安全的方方面面，關系到員工的生命安全，必須引起高度重視。

2.4 安全管理信息系統的應用

設置好安全系統之后并不是一本萬利，高枕無憂，還要對其系統進行安全管理。如果管理不到位，那么就不能夠很好地發揮安全監測系統的作用。任何事情都需要有一個很好的管理標準去執行。現階段，國家全面開放，經濟高速發展，隨之而來的信息安全問題也日益凸顯。這就要求我們要有一套更加安全的管理系統，才能保證國家利益的安全。現在的我國已經有自己研發的安全管理信息系統，在各個方面都能安全順利地進行應用。對于安全系統我們要對其進行行之有效的管理，要有一套完善的管理措施，這樣在作業的時候才能夠減少錯誤的發生和出現，進而避免不安全事故的發生。

2.5 井下人員生命安全監測

生命安全是重中之重，員工在井下進行作業的時候，要有效地保障自己的安全。人民的生命安全是一條不可逾越的紅線。國家和有關人員要想辦法保護井下員工的安全，利用高科技信息技術隨時監測并保障員工的安全。在地下礦井安裝GPS等觀測定位系統，建立安全監測系統，這樣在發生危險之前，就會報警提醒工作人員，減少危險事故的發生。還可以利用衛星系統對礦山進行監測，安裝移動攝像頭，時刻注意礦山周圍的變化及員工的一舉一動，把員工們的安全問題放在首位。有了安全監測系統并且還要有工作人員一直在監測主控室值守，能夠在發生危險的時候及時指揮現場救援。如果沒有這一系統，現場將會非常的混亂，不僅不能及時地進行營救，還會使事故進一步擴大。在有線通信線路難以鋪設或成本高昂的情況下，可采用無線通信，目的就是為了保證井下人員在環境惡劣或強磁干擾時仍能與主監測系統通信，以便當礦難發生時第一時間組織營救。

3 礦山安全需求分析

在礦山進行作業時，安全是永遠放在第一位的。如果在采礦作業事故中，礦工不幸失去了自己生命，那么對其整個家庭來說都是致命的打擊，礦工的收入可能是這一家的主要經濟來源，如果礦工發生意外，那么這個家庭的經濟支柱就沒了，這個家庭也將走向沒落。對于采礦時的安全問題，主要包括地下礦山開采時的冒頂片幫、巷道透水、深層開采巖漿噴出等一系列災害。這些災害往往是不能及時去挽救的。在進行井下作業的時候，需要做好時刻遇到危險的準備，準備好救生裝備，在遇到危險時挽救自己的生命，這是非常必要的。在礦下的巷道縱橫排列，錯綜復雜，很容易迷失方向，所以在開采的時候要標清巷道名稱及避災線路圖，以便在發生危險時能夠順利逃生。由于礦山開采一般在地下幾百米深處進行作業，在遇到危險的時候不能及時與外界進行聯系。利用現在強大的信息技術把它融匯到安全監測系統里面，及時地把礦井里面的情況與外界進行溝通，及時監控礦井里面的情況，在發生危險的時候能夠及時地提供幫助，減少人員的傷亡。地下礦山的開采環境是非常惡劣的，工人們隨時面臨著生命危險，再加上地質構造的復雜性，危險隨時都會降臨，為了避免這些不安全事故的發生，保障人民和集體的利益不受損失，就必須建立一套完整的安全管理體系。高科技信息技術的出現，正好解決了這一難題。信息技術的應用最直接的體現就是安全監測監控系統的應用及人員定位系統的應用。這些系統的應用有效地減少不安全事故的發生，并且在危險發生時能夠讓救援人員快速、準確地營救創造有利條件，把事故損失降到最小。這就是信息技術在礦山安全方面發揮巨大的作用，能夠滿足礦下作業安全的大部分需求，及時實施救援，保障礦工的安全。

4 結束語

通過以上內容可知，礦工在礦山作業的時候危險會時常伴隨著他們，對他們的生命安全造成威脅。可以通過現在發達的技術把信息技術和安全防護聯系起來，筑成一道強大的安全屏障，盡最大可能去保護員工的生命安全。并且，信息技術在安全防護方面并不是單一的，它是可以無限多元化發展的，未來在建設智慧型礦山中必有它的一席之地。