地理信息系统在矿山安全管理的应用

王之威 赵佳豪 胡晴妍

【摘 要】本文主要分析了矿山安全监管过程中存在的问题，阐述了矿山安全地理信息系统设计与开发过程中需要设计的主要模块，以及矿山安全地理信息系统图形处理。

【关键词】地理信息系统;矿山开采;安全管理;图形处理

在矿山开采过程中，安全管理是矿山开采管理中非常重要的一环。矿山开采环境复杂，在开采的过程中可能出现坍塌、一氧化碳有毒气体、机电以及通风等危险因素，因此对矿山开采过程进行监测，及时发现危险因素，并在危险发生时对矿山开采作业人员进行及时救援非常必要。而地理信息系统的应用能够为矿山三维立体空间系统的可视化管理提供了强有力的工具，通过对地理信息系统的使用，能够及时更新矿山的相关地理信息，并分析其中可能出现的问题，除此之外，将传统的矿山开采安全信息输入地理信息系统后，能够将相关信息进行可视化处理，进而使矿山开采过程中可能出现的危险因素得到更直观的呈现。

一、矿山安全监管过程中存在的问题

过去我国主要采用人工方式对矿山安全问题进行分析和监管，而传统人工对矿山安全问题进行监管存在以下几方面的问题：首先，人工检测和处理矿山安全问题往往凭借直觉和经验进行，这导致矿山在开采过程中许多隐藏的危险因素难以被发现，在这样的背景下，难以对潜在的危险因素进行预防，从而使安全管理效果大打折扣;其次，传统人工难以对矿山安全管理相关信息进行精准地定量分析，难以对相关危险因素进行明确的判断，例如对危险因素出现的几率、危险因素造成的危害大小等情况都难以进行判定;最后，传统人工难以对矿山安全程度进行明确的判断，在矿山开采过程中危险因素是不可避免的，矿山安全监管工作应该是将矿山危险因素降低到可以控制的范围内，但传统的人工无法判断做到什么程度才算安全？基于上述原因，传统人工对矿山安全进行管理越来越难以应对当前的安全管理要求，矿山安全地理信息系统成为了当前矿山安全监管发展中的一大趋势。

二、矿山安全地理信息系统开发

（一）通风检测系统

目前矿山通风检测系统主要由两个部分组成，其中一部分位于矿山中，主要用于采集矿山相关数据信息，而另一部分则位于矿山安全监管中心，主要用于显示采集到的矿山数据信息，然而这样的检测系统只能够显示检测相关数据，而不能够显示其他相关信息，而使用矿山安全地理信息系统后，矿山安全地理信息系统能够对检测和收集到的矿山数据信息进行可视化图形显示，通过点击图形位置可以获得相关位置的所有数据信息及其数据属性，例如：点击矿山开采设备时，将显示设备的规格、型号、使用年限等所有相关数据信息。

（二）工作面安全评估系统

工作面安全评估是对整个矿山开采的安全情况进行全面的分析和判断的安全管理流程，过去由于信息系统只能够显示相关的数据信息，不能够直观地了解矿山安全情况，而使用地理信息系统后，整个矿山的开采信息将得到直观地呈现，并且能够随时查看相关设备的数据信息，并对各个设备的安全程度进行评定，其具体的操作流程如下：首先安全检测人员拿着打印好的表格对矿山各处可能存在安全隐患的位置进行注意检查，并对检查结果进行详细记录，接着在检查完毕后，对比计算机安全评估系统的数据与实际检测的数据，查看两者是否一致，当计算机安全评估系统中的数据出现错误时，及时进行修正，最后对相关数据结果进行评估，全面评价矿山安全情况，并对各处可能存在安全风险的位置进行评级，A等级为最高安全等级，从A等级开始，B、C、D等级安全程度依次减弱，当出现C、D安全等级时，相关检测人员需要对C、D等级出现的位置进行再次检测，找出其中存在的安全隐患，并采取相应的措施处理，避免出现安全事故。

三、矿山安全地理信息系统图形处理

（一）通风监测系统

使用计算机网络将现有的矿山安全数据检测系统连接起来，对相关数据进行全面的分析和处理。在矿山开采过程中，一氧化碳浓度、矿山通风情况以及矿山尘土是影响矿山安全的主要因素，而对一氧化碳、矿山风力、矿山主机风门开关等进行详细的检测能够对上述安全因素的情况进行判断，并采取相关措施进行处理。

（二）避灾路线图

避灾路线图主要的功能在于当矿山发生安全事故后，地面人员能够迅速指挥矿山开采作业人员以最快的方式撤离矿山，以确保矿山开采人员的安全，减少甚至避免出现人员伤亡情况，增强矿山开采的安全程度。

（三）电力调度及井下变电配电系统

地理信息系统能够对矿山运转过程中的电压、电流等情况进行实时监测，并以波形图进行顯示，使井下电配电系统始终处于有效监管下，不仅如此，一旦井下配电系统出现异常情况，地理信息系统将迅速切断电源，避免因电流异常情况引起安全事故发生。

（四）井下运输调度系统

根据地理信息系统的显示情况对矿山开采出来的矿山资源运输路线进行优化，以确保矿产运送安全程度，避免出现意外事故，不仅如此，当矿山在开采过程中，部分环节出现问题而停止运行时，地理信息系统能够迅速进行反馈和报警，使相关安全监管人员能够迅速发现异常情况，并指挥矿山开采其他环节停止工作和运转，避免矿物空转产生浪费。

参考文献：

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[3]王成钢，朱申红，周盛世. 地理信息系统在矿山安全监测及管理中的应用[J]. 煤矿安全，2000（04）：19-22.

（作者单位：西安科技大学）