金属矿山安全管理与信息化技术

金属矿山安全管理与信息化技术

杨亮

巴彦淖尔西部铜业有限公司内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区015000

摘要：信息化技术与传统产业的紧密结合，可实现传统产业快速发展。信息化技术对矿山安全也发挥了重要的作用。详细论述了金属非金属矿山的安全生产现状，矿山安全灾害种类和矿山安全信息化技术，指出信息化技术的应用是解决矿山安全问题的一个重要途径。

关键词：金属矿山；矿山安全；信息化技术

在本世纪，信息高速发展，全球已经进入了一个高科技的信息时代，每一个领域都会运用到信息科技，矿山开发领域也不例外，在开发前期、中期、后期的一些勘探、开采中，在整个矿山开发活动的管理中，都与对信息的分析与利用离不开，而且，通过信息化技术与矿山安全管理的有效结合，有利于预防矿山灾害的发生或者能在矿山灾害发生后，通过一些信息定位技术，指导矿工的逃生，将灾害损失降到最低水平，因此，在矿山基础建设向生产的过渡期转变的过程中，结合现代信息技术转变和改进矿山安全管理手段是很有必要的。

一、我国矿山安全生产现状

我国矿山种类繁多，分布广、户数多、规模较小、基础差，安全形势相当严峻，地表塌陷、山体崩塌、矿山边坡滑坡、废石场泥石流、尾矿库垮塌、采场冒顶、巷道坍塌、矿山地震、岩爆、采空区大面积地压、井下突水、深井高温等灾害，给社会稳定和人民生命财产安全带来了严重影响。2004年全国共发生各类伤亡事故812972起，死亡13.6万人，其中以道路交通事故和工矿企业事故最严重，煤矿及金属非金属矿事故最为突出[2]。金属非金属矿山安全事故在各类事故中位于道路交通、铁路交通、煤矿、火灾之后，居第5位，在工矿事故中仅次于煤矿居第2位。具体分析为：20012004年，伤亡人数变化不大，基本在2700人左右；2004年发生伤亡事故2248起，死亡2699人，同比分别减少38起、195人，分别下降1.7%和6.7%，其中发生1次死亡39人重大事故85起；发生1次死亡1029人特大事故2起；发生1次死亡30人以上特别重大事故1起。事故类型主要是物体打击、坍塌、冒顶片帮和高处坠落4类，占事故总量的68%左右，其中坍塌占20%，物体打击占18%，冒顶片帮占16%，高处坠落占12%；在1次死亡39人的重大事故中，坍塌占40%，中毒和窒息占18%，冒顶片帮占14%。

二、矿山领域安全生产事故高发的原因

我国矿山领域安全生产事故高发的原因主要有：

①我国大多数矿山地质条件复杂，而且随着开采深度的不断增加，地压危险性增大，围岩温度提高，通风排水难度增大，容易引发重大事故。

②安全生产监测手段落后，尚未建立起完善的监控体系。

③安全生产投入不足，基础薄弱，安全生产管理科技相对滞后。

④安全隐患累积现象相当严重，如广西高峰矿区曾被列为国家重大安全隐患，铜坑矿区被列为广西省的特大事故隐患区，此外还有湖南的柿竹园矿、安徽的狮子山矿、甘肃的厂坝矿等都存在不同程度的安全隐患。

三、金属矿山工业化与信息化两化融合的安全管理要求

“工业化和信息化的深度融合（简称两化融合）”是几年前国家工信部力推的一项以现代信息技术提升改造传统产业的长期行动计划。有色矿山企业要建设现代化一流企业，离不开两化融合的安全管理。“两化融合”在党的推动下，不少矿山企业都在年度工作中，作为重点来安排，如采矿企业办公人员使用计算机进行信息处理、工程设计及财务管理等，企业也开始用内网进行交流，保障了信息分享传输的安全性，最重要的即为企业可利用信息技术进行安全管理，这将在极大程度上避免安全事故的发生。然而，在“两化融合”的建设过程中，也出现了一些问题。

2.1两化融合认识不够

两化融合建设不单是技术问题，更是一场管理的变革，是企业内部深层次的改革发展，是企业全体员工一次技术革新和生产管理思路的转变。企业在推进两化融合建设工作同时，需要同管理方式、管理理念甚至企业文化实现融合。

2.2缺乏信息化建设资金

自2014年下半年开始，铁矿石价格断崖式下跌，至今矿价处于持续低迷中。在矿业的寒冬，公司生存发展进入生死关头，两化融合建设资金投入受到影响。总之，现阶段“两化”融合度还不够，这一方面是由于现代的技术设备对员工的知识储备要求比较高，另一方面是因为企业没有完善的管理体系。两化融合建设复杂又长久，没有科学的管理体系是很难推进的。

2.3信息化人才缺乏

矿产企业信息技术人员数量少，而懂信息技术和企业管理的复合型骨干人才更加缺乏，导致了推进信息化创建工作的速度和质量。

四、矿山安全信息化技术

4.1信息采集与基础数据库

从矿山多种数据库中收集相关的有用信息，整合成一个综合数据库，最终数据库是一个实时的、动态的、可随时更新并立即呈现给中央控制室的数据库系统。构建基础信息库，首先须建立快速、准确、自动化的信息采集与处理系统，它是矿山安全信息化的前提条件，此外还须结合矿山3D拓扑建模与分析技术、矿山虚拟现实模拟与可视化仿真技术、井下快速定位与自动导航技术、智能采矿与高效安全保障技术、矿山3S技术等。

4.2安全监测预警系统

随着科技的不断进步，事故征兆预测开始逐步由经验法向科学预测方法转变，如探地雷达、应力监测仪、火灾预警系统、射频发送跟踪系统、3D动态空区激光监测系统[5]、微震监测系统等在井下事故预测及井下救援等都得到了较好的应用。采用这些仪器系统并结合无线数据传输技术、计算机网络技术、数据库技术、通讯技术、自动控制技术、自动检测技术，通过设在井下各采掘工作面内、机房峒室、进风巷道、采空区观测点的传感器，对井下生产环境中的空气粉尘、炮烟、氮硫氧化物、一氧化碳、温度、湿度等进行实时监控，还可对围岩应力，围岩与顶板变形及位移、岩爆等进行实时动态的监控，并即时将现场实测数据信息发至地表，一旦发现井下异常状况，可根据事先设定的程序和步骤，及时发出警报，并让工作地点的人员停止作业，迅速撤离出危险区域。

4.3安全决策支持系统

采用射频定位识别技术，结合GIS系统强大的地理空间信息管理功能，在地面监控中心安全信息数据库的支持下，把井下作业人员发射的数据信号录入大型综合数据库，经软件处理，使人员等移动目标动态分布和环境安全状况在主机上得到实时显现，从而实现人员和移动目标的自动跟踪、自动监控、运行轨迹回放和环境安全状态的数字管理。当发生井下火灾、大面积坍塌、突水等灾害事故时，可以实时显示受灾区域人员的数量、身份、位置等信息，为抢险救助及时地提供准确的决策依据。利用围岩与地表变形有限元分析计算理论和方法，结合先进的计算机技术，对因采矿活动引起的围岩与顶板变形、地表坍塌、移动、变形及对周边建筑物、构筑物的安全影响进行预测和预报，在事故发生前进行隐患排除或及时布置好相应的预防措施。

4.4安全管理信息系统

利用现代化信息网络技术和通讯技术建立起先进的信息管理系统和完善的应急救援体系，保证快速反应、协同作战、应对准确和责任落实。通过与其他监控系统连接，动态地反映矿山的生产运行情况，及时方便地调阅地测、通风和防尘、供水供电及排水、安全信息、避灾路线、机电运输及通讯等实时资料。

结语

当前我国采矿业还比较分散，集约化、现代化程度不高，实现安全管理与信息技术的创新非常重要。我国的金属矿山必须充分的利用信息化技术和高科技手段，建立矿山的安全信息实时监控系统，并使其集预防报警功能、安全监控、管理功能于一身。从而有效地避免矿山事故的发生，促进矿山企业持续、稳定、健康地发展。

参考文献

[1]颜荣贵，杨伟忠，等.我国矿区灾难地压控制现状及研究方向[J].矿冶工程，2002，22（1）：15

[2]阮琼平，王玉杰.地下金属矿山安全评价体系的探讨[J].工业安全与环保，2004，30（3）：4648

[3]赵燕.我国矿山安全投资决策研究[D].中国地质大学（北京），2014年

[4]于曙光.工业电子技术在矿山安全监测及监测信息化中的应用[J].化工中间体，2015（9）

[5]覃建旺.基于物联网的矿山安全生产监测系统的设计与实现[D].东北大学，2012