論礦井災害信息管理系統(tǒng)的研究
現(xiàn)代科學技術和工業(yè)生產的迅猛發(fā)展一方面豐富了人類的物質生活,另一方面現(xiàn)代化大生產又隱藏著眾多的潛在危險。預防重大事故已成為各國社會、經濟和技術發(fā)展的重點研究對象之一,也引起國際社會的廣泛重視。由于礦山開采的特殊性,在開采過程中存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板等引發(fā)的各種事故,時刻危害著礦井的安全生產,據(jù)統(tǒng)計煤炭行業(yè)是我國工業(yè)生產中傷亡事故最嚴重的行業(yè)。因此,礦井必須建立一套完整的安全信息管理系統(tǒng)以支持應急救援系統(tǒng),提高礦井抗災救災的能力。
災害信息管理是安全系統(tǒng)工程的主要內容之一,是用安全原理、系統(tǒng)理論和計算機技術來處理安全信息,并對系統(tǒng)的安全性進行預測和評價,是為安全管理決策服務的信息系統(tǒng)。隨著計算機和通信技術的發(fā)展,災害信息管理已進入電子信息時代,其核心是把系統(tǒng)科學引入安全工作領域,利用現(xiàn)代管理原理,以計算機為主要工具,建立起安全管理信息系統(tǒng),推進安全管理的信息化。安全管理信息化的發(fā)展不僅能提高安全管理的效率,在技術上實現(xiàn)資源共享,更重要的是能更新安全管理的觀念,加快安全管理科學化進程。災害信息管理將在安全生產中發(fā)揮越來越大的作用。
國外礦山信息管理技術起步較早,三維信息管理軟件涵蓋了礦產資源勘探、開發(fā)和生產管理的各個階段,一些主要產煤國已在實現(xiàn)綜合機械化基礎上,實行全過程的信息化管理。目前國外與礦山有關的研究成果以及礦井信息管理的軟件系統(tǒng)大都集中解決了與露天采礦有關的一系列地質工程、生產和工藝等問題。這些礦山信息管理系統(tǒng)主要有Micromine,MINESCAPE,Datamine,Surpac2000,Lynx和VULCAN等,它們的應用主要體現(xiàn)在對各種基于GIS的數(shù)據(jù)集成三維地質建模、采礦工藝流程設計、采礦生產管理、各種地質圖、專題圖制作、地質儲量評估、鉆孔數(shù)據(jù)管理和生產進度管理等。例如,MICROMINE是一套用來處理地質勘探和采礦數(shù)據(jù)軟件。為用戶提供地質勘探數(shù)據(jù)解譯、三維建模、儲量計算和動態(tài)管理、資源評估、地下開采和露天開采采礦設計、開采優(yōu)化設計、礦山長期規(guī)劃和短期開采計劃制定、采礦爆破設計等功能。MICROMINE軟件功能非常強大,適用于所有礦物資源,如鐵、有色金屬、煤炭、砂礦、金剛石、貴金屬等礦種的礦山和工程項目。
國內礦山的信息化建設相對滯后,在計算機技術引進煤礦生產之前,對所有煤礦空間信息(如煤層及其頂?shù)装鍘r層、斷層、沖刷帶、煤層露頭、測量數(shù)據(jù)等)的管理、分析和研究完全是人工完成的。隨著對高產高效礦井管理信息系統(tǒng)要求的不斷提高,國內也研究出一些具有簡單三維可視化功能的礦井軟件,但與國外的礦井信息管理軟件相比仍存在很大的差距,主要表現(xiàn)在:基于二維GIS的圖形管理,停留在傳統(tǒng)圖形的讀圖和制圖水平;可視化水平較低,不便于礦山各種信息集成后的綜合分析;數(shù)據(jù)管理水平較低,由于礦山內容廣泛,尚沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包含上述各種信息。例如,河北省峰峰集團的WebGIS地理信息系統(tǒng)。它主要是依托GIS平臺,將電子地圖、屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結合,構成WebGIS地理信息系統(tǒng)平臺,通過此平臺,集團管轄范圍內的地理數(shù)據(jù)、井下巷道、采掘工作面和各種機械設備數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的全面整合,達到數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和資源共享。同時在此基礎上,系統(tǒng)將及時準確的提供統(tǒng)計、分析資料,為領導決策和職能部門辦公提供輔助決策手段和輔助分析數(shù)據(jù)。
國內礦山安全信息系統(tǒng)還需不斷的完善,現(xiàn)階段國內煤礦安全生產地理信息系統(tǒng)結構主要由安全生產系統(tǒng)信息庫、圖形信息庫、屬性信息庫、網(wǎng)絡支持系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)組成,主要是通過企業(yè)局域網(wǎng)在企業(yè)內部實現(xiàn)信息共享。為使礦山安全信息系統(tǒng)在礦山企業(yè)發(fā)揮更大的效用,更好的為企業(yè)安全生產服務,應著重完善一下幾方面:
(1)實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的無縫對接
災害信息各種各樣,其數(shù)據(jù)有歷史的、現(xiàn)代的、實時的,有孕育災害環(huán)境的、致災因子的。掌握災害這一系列與地理空間分布有關的數(shù)據(jù),對地理信息系統(tǒng)分析極為重要。因此,煤礦安全生產地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應包括如下內容:自然環(huán)境背景數(shù)據(jù)庫、災害歷史數(shù)據(jù)庫、安全生產監(jiān)測系統(tǒng)信息庫、空間圖形信息庫、空間屬性信息庫、煤礦地質信息庫等。通過數(shù)據(jù)融合技術實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的無縫對接,以多尺度、多方式形象地反映災情與災害背景信息。
(2)模擬仿真技術有待進一步發(fā)展
當前,多數(shù)GIS集中在描述和處理靜態(tài)的空間信息,難以有效地管理、表達、分析和處理具有時間概念的時空動態(tài)信息。有學者認為,GIS與CA(Cellular Automata)模型等模擬技術的結合有助于模擬和現(xiàn)實復雜系統(tǒng)的時空動態(tài)行為和過程,對災害的發(fā)生、發(fā)展有更好的預測能力,有助于控制事故發(fā)生,減少人員和物資損失。
(3)自動化控制功能的研究
煤礦安全生產信息系統(tǒng)從開發(fā)起就把重點放在信息的監(jiān)測等方面,并沒有投入足夠力量研究自動控制。在事故即將發(fā)生的千鈞一發(fā)之際,生產控制系統(tǒng)能利用安全生產信息系統(tǒng)的信息啟動安全防護設備,控制災害發(fā)生,減少災害損失。
結合當前國內外對于礦井地理信息系統(tǒng)的開發(fā)與研究現(xiàn)狀,針對目前其存在的一些問題,各國都開始有針對性地從開發(fā)煤礦安全生產地理信息系統(tǒng)入手,運用GIS技術、數(shù)據(jù)庫技術計算機網(wǎng)絡技術實現(xiàn)管理信息、生產信息、安全信息一體化自動采集、共享、應用。再進一步運用數(shù)據(jù)倉庫技術、模擬仿真技術、自動控制技術發(fā)展集監(jiān)測、控制、和管理決策于一體的自動化安全監(jiān)控體系的煤礦安全生產信息系統(tǒng)將是信息社會中煤礦安全生產的重要組成部分。
提交
超越傳統(tǒng)直覺,MATLAB/Simulink助力重型機械的智能化轉型
新大陸自動識別精彩亮相2024華南國際工業(yè)博覽會
派拓網(wǎng)絡被Forrester評為XDR領域領導者
智能工控,存儲強基 | 海康威視帶來精彩主題演講
展會|Lubeworks路博流體供料系統(tǒng)精彩亮相AMTS展會