礦山通風(fēng)與安全管理系統(tǒng)研究

甘信浩

摘 要：對(duì)礦山通風(fēng)和安全管理系統(tǒng)進(jìn)行研究，分析了當(dāng)前我國(guó)礦井安全管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中面臨的問(wèn)題和傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法，提出了礦井安全管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)策略。

關(guān)鍵詞：礦山；通風(fēng)；安全；管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0091-02

在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，建設(shè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是十分必要的，一方面，可以為礦井提供足夠的新鮮空氣，稀釋礦井中的有害氣體和粉塵；另一方面，可以降低易燃?xì)怏w的濃度，防止爆炸事故的發(fā)生，從而營(yíng)造一個(gè)良好、安全的工作環(huán)境。一個(gè)完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，不僅能有效排除有毒、有害氣體，保證工作人員身體健康；還可以改善礦井下的氣候條件，例如溫度和濕度等；在事故發(fā)生后，還可以通過(guò)改變通風(fēng)狀態(tài)，為工作人員提供逃生路線，從而盡可能地減少人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失。由此可見(jiàn)，通風(fēng)系統(tǒng)的完善程度直接關(guān)系到工作人員的生命安全。近年來(lái)，我國(guó)各地由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善引發(fā)的礦井事故時(shí)有發(fā)生，因此，國(guó)家和礦山企業(yè)要不斷致力于提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造和完善，提高礦井生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

1 開(kāi)發(fā)特點(diǎn)和傳統(tǒng)方法

1.1 開(kāi)發(fā)特點(diǎn)

礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1.1.1 專業(yè)性和學(xué)科綜合性強(qiáng)

礦井通風(fēng)主要涉及地下空間的安全性，空間數(shù)據(jù)多是從地下采集的，且其中還夾雜了諸多與空間位置密切相關(guān)的、處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)的復(fù)雜性和綜合性，所以數(shù)據(jù)的處理方法也呈現(xiàn)出多學(xué)科的特點(diǎn)，所需要的學(xué)科知識(shí)涵蓋了測(cè)量學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、通風(fēng)與安全管理學(xué)和GIS技術(shù)等。因此，在設(shè)計(jì)和建立通風(fēng)安全計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)時(shí)，也應(yīng)該充分利用上述學(xué)科知識(shí)對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，達(dá)到高效利用和管理數(shù)據(jù)的效果；同時(shí)，也可以得到可靠性高的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，從而為礦井安全信息管理提供一個(gè)可視化的分析平臺(tái)。這樣有助于綜合多方面的技術(shù)手段對(duì)采礦生產(chǎn)和事故預(yù)防進(jìn)行指導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)安全管理的信息化和現(xiàn)代化。

1.1.2 開(kāi)發(fā)單位單一

由于礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的專業(yè)性較強(qiáng)，一般的軟件公司出于盈利，很少愿意對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)，很難成為商業(yè)化的軟件。一般情況下，對(duì)該軟件系統(tǒng)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)的多為科研院所或者高等院校，是為了一定的科研目的或者為了解決企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的某一具體問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的。

1.1.3 開(kāi)發(fā)困難

想要開(kāi)發(fā)一款功能完善的礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)人員除了具備計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等相關(guān)的計(jì)算機(jī)知識(shí)外，還需要對(duì)采礦的專業(yè)知識(shí)和涉及到的相關(guān)知識(shí)具有一定程度的掌握。而目前，同時(shí)具備這兩方面專業(yè)知識(shí)的人才仍十分少見(jiàn)——通常計(jì)算機(jī)技術(shù)好的人才往往在礦井通風(fēng)安全專業(yè)知識(shí)方面經(jīng)驗(yàn)不足，而掌握了礦井通風(fēng)安全專業(yè)知識(shí)的人才則計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和軟件工程方面的知識(shí)欠缺，從而造成了礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度。

1.1.4 開(kāi)發(fā)模式死板

由于礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)多是在高等院校或者科研院所中開(kāi)發(fā)的，通常存在的問(wèn)題在于研究人員的產(chǎn)品化經(jīng)驗(yàn)少，且所采用的開(kāi)發(fā)技術(shù)基本上只有少數(shù)人甚至一個(gè)人掌握，無(wú)法進(jìn)行團(tuán)隊(duì)化的開(kāi)發(fā)。一旦一些關(guān)鍵的技術(shù)人員流失，就極有可能導(dǎo)致研發(fā)中斷。

1.1.5 功能結(jié)構(gòu)單一

目前，已開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件雖然在實(shí)際的礦井通風(fēng)應(yīng)用中作出了一定的貢獻(xiàn)，但是通常這些軟件都存在功能單一等缺點(diǎn)，例如可視化程度低、圖形功能弱，不能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，只能在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行等問(wèn)題。

1.2 傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法

傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法主要有生命周期模型法和面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法兩種。

1.2.1 生命周期模型法

生命周期模型法的開(kāi)發(fā)過(guò)程十分嚴(yán)謹(jǐn)，要經(jīng)過(guò)7個(gè)階段，包括計(jì)劃、分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、建置和維護(hù)。這種開(kāi)發(fā)模式最大的問(wèn)題在于：在后期開(kāi)發(fā)過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生變化或變動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致前期的文檔和文件發(fā)生改變，重復(fù)工作量大。早期的礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)多是由這種方法開(kāi)發(fā)的。

1.2.2 面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)方法

面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法是軟件行業(yè)為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的軟件需求而提出的，是目前最為先進(jìn)、最能應(yīng)對(duì)當(dāng)前軟件危機(jī)的一種開(kāi)發(fā)方法。其開(kāi)發(fā)過(guò)程主要是依據(jù)自底向上與自頂向下相結(jié)合的方式，從而有效避免生命周期法中重復(fù)工作的缺陷。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，首先需要對(duì)對(duì)象進(jìn)行建模，然后重視實(shí)際問(wèn)題需求與軟件界面和程序的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)曾采用此方法開(kāi)發(fā)出了一款具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)，并得到了應(yīng)用。

2 礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)策略

2.1 系統(tǒng)分析

在對(duì)礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)前，要從系統(tǒng)的角度充分發(fā)現(xiàn)和掌握礦井作業(yè)中存在的實(shí)際問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的總結(jié)，找出安全管理系統(tǒng)可以解決的問(wèn)題，然后將問(wèn)題系統(tǒng)化，為安全管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)作準(zhǔn)備。

在分析問(wèn)題的過(guò)程中，尤其要注意對(duì)問(wèn)題的梳理和分類(lèi)，并針對(duì)不同類(lèi)型的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的、透徹的掌握，從而找到解決問(wèn)題的方法和策略。如果問(wèn)題分析不透徹，則可能出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題要依靠管理來(lái)解決，這樣不但解決不了問(wèn)題，還可能導(dǎo)致整個(gè)安全管理系統(tǒng)運(yùn)行紊亂。在此過(guò)程中，一個(gè)十分重要的方面就是對(duì)業(yè)務(wù)流程要有十分細(xì)致的了解。此外，還需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查，從而做好礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的系統(tǒng)分析工作。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)主要包括信息管理系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)之間功能相互獨(dú)立，但又存在密切的聯(lián)系。其中，信息管理系統(tǒng)主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要以數(shù)據(jù)分析結(jié)果為主要依據(jù)，目標(biāo)是建立一個(gè)協(xié)調(diào)的、穩(wěn)定的工作系統(tǒng)。而決策支持系統(tǒng)則是對(duì)模型進(jìn)行分析，信息更偏向分散使用，是目前適應(yīng)力和潛力都較強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。

在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用模塊化和多層次的設(shè)計(jì)思路，在人和機(jī)器間的交互主要在界面層中進(jìn)行，工作人員可以通過(guò)軟件界面來(lái)設(shè)定功能選項(xiàng)或者輸入一些管理參數(shù)等。在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，縱向分層，橫向分塊，即在橫向上將軟件又分為一些級(jí)別等同但功能相互獨(dú)立的模塊，功能模塊之間可以通過(guò)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行交互。這樣設(shè)計(jì)的好處在于任何一個(gè)模塊的增加或刪除，都不會(huì)影響其他模塊的正常工作。目前，礦井自動(dòng)化平臺(tái)建設(shè)已經(jīng)普及，礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)可以提供OPC接口或其他接口，有利于將重要數(shù)據(jù)傳給其他系統(tǒng)，充分挖掘數(shù)據(jù)，為其他系統(tǒng)決策提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.3 系統(tǒng)實(shí)施

系統(tǒng)實(shí)施階段主要包括以下幾個(gè)方面：①根據(jù)以往的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方案，采購(gòu)相關(guān)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件系統(tǒng)，例如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)軟件；②建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和調(diào)試，整理系統(tǒng)數(shù)據(jù)；③對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并將系統(tǒng)投入實(shí)際應(yīng)用中；④在實(shí)施過(guò)程中，考慮到礦井的分散性和建立局域網(wǎng)的難度，系統(tǒng)模式宜采用B/S+C/S結(jié)構(gòu)；⑤系統(tǒng)可基于.NET平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，跨平臺(tái)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中，建設(shè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)礦井通風(fēng)十分重要。所以，本文對(duì)礦山通風(fēng)和安全管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)我國(guó)礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有一定指導(dǎo)價(jià)值，但需要指出的是，本文僅給出了礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)策略，據(jù)此策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)是下一步工作的重點(diǎn)。

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〔編輯：李玨〕