可視化新技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用與展望

摘 要：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與管理歷來是生產(chǎn)過程中各級部門工作的重點(diǎn)。隨著近年來科技的進(jìn)步與發(fā)展，煤礦安全生產(chǎn)手段也取得了較大的提升。國內(nèi)外礦井三維可視化技術(shù)方面的研究已經(jīng)趨于成熟，本文基于煤礦安全管理實(shí)踐，闡述了礦山可視化新技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中所面臨的困境和應(yīng)用現(xiàn)狀與展望，提出將可視化新技術(shù)引入到煤礦安全生產(chǎn)管理中來對于提高煤礦安全管理和生產(chǎn)，推進(jìn)工礦企業(yè)信息化建設(shè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦無人化工作面及綠色開采均具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：可視化技術(shù)；安全生產(chǎn)與管理；應(yīng)用與展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.059

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的提高，煤礦安全越來越受到人們的重視，礦山信息化逐漸成為未來地質(zhì)工礦企業(yè)主流發(fā)展方向[1]。就目前我國礦業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及國家政策調(diào)整趨勢上來看，礦山信息化技術(shù)市場前景廣闊，礦山信息化的發(fā)展一定程度上改變了傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)技術(shù)的局限，加快建設(shè)數(shù)字化礦山對于降低事故發(fā)生和縮小與國際大型礦山企業(yè)差距具有重要意義。煤礦可視化管理系統(tǒng)使得各類信息脫離簡單一次處理，實(shí)現(xiàn)有效信息多次加工展示，為煤礦企業(yè)在安全生產(chǎn)、減人提效等方面提供智能的監(jiān)管及決策服務(wù)。本文基于安全管理實(shí)踐和理論研究，介紹了煤礦安全可視化管理和技術(shù)的相關(guān)概念及現(xiàn)狀，分析了煤礦安全可視化技術(shù)選擇的影響因素，概述其應(yīng)用前景，為可視化技術(shù)在煤礦安全管理中的應(yīng)用奠定理論支持。

1 我國煤炭企業(yè)可視化技術(shù)

煤礦生產(chǎn)可視化管理系統(tǒng)主要利用數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維引擎、通用數(shù)據(jù)接口及多媒體等技術(shù)創(chuàng)建空間數(shù)據(jù)庫平臺[2]。依托計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤礦信息化、安全管理可視化的重要途徑和保障性手段，煤礦安全可視化技術(shù)研究能夠?qū)ζ湓诎踩芾韺?shí)踐方面科學(xué)運(yùn)用提供指導(dǎo)，輔助提升煤礦安全管理水平；安全管理水平提升又反過來促進(jìn)煤礦安全可視化技術(shù)進(jìn)步，兩者緊密相連，密切相關(guān)。

可視化技術(shù)就是將礦井地質(zhì)、測量、生產(chǎn)等各類數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相互連接，信息共享處理轉(zhuǎn)化成為能夠直接被人類視覺信息快速識別信息的過程。[3]通過將煤礦工作面內(nèi)復(fù)雜的生產(chǎn)工作環(huán)境、生產(chǎn)、運(yùn)輸、輔助系統(tǒng)眾多數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合可視化仿真再現(xiàn)，確保信息在第一時(shí)間更新，為科學(xué)決策提供基礎(chǔ)保障，實(shí)現(xiàn)真正意義上安全生產(chǎn)和科學(xué)管理。

2 我國煤炭企業(yè)可視化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國煤礦開采深度逐年增加，深部地應(yīng)力長期作用使得所面對的工作面賦存狀態(tài)及工作環(huán)境更加復(fù)雜嚴(yán)峻。隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)分析處理能力大幅提升，加之大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，大量工程實(shí)踐證明，可視化技術(shù)應(yīng)用逐步成為提升現(xiàn)代管理水平的有效手段。

礦山企業(yè)構(gòu)建地形及巷道虛擬運(yùn)行管理信息平臺，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電、提升、通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備并當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)進(jìn)行預(yù)、報(bào)警；實(shí)時(shí)更新井下數(shù)據(jù)，災(zāi)害發(fā)生合理規(guī)劃逃生路線等?？梢暬夹g(shù)將傳統(tǒng)的煤礦企業(yè)前期勘測到后期采動檢測海量信息進(jìn)行多次分析整合處理，直觀的顯示礦井內(nèi)部工程布置情況以及工程與巖石層位、圍巖乃至地表之間空間關(guān)系，消除由人為平面到立體空間轉(zhuǎn)化過程，提高了信息的利用效率和可靠性，有利于實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)管理目標(biāo)。

可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在煤礦生產(chǎn)過程中進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理以及日常監(jiān)視中進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，針對發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)上傳下達(dá)，極大降低事故安全隱患，有效避免突發(fā)性安全事故發(fā)生。

3 煤礦安全可視化技術(shù)選擇影響因素

煤礦生產(chǎn)安全管理是一復(fù)雜的系統(tǒng)工程，受到眾多因素影響，具有自身獨(dú)特的施工工序。在煤礦安全可視化管理中需要考慮諸多因素， “人機(jī)料法環(huán)”涵蓋人員、機(jī)器、材料、法則、環(huán)境五大要素，內(nèi)容覆蓋廣泛且又密切聯(lián)系。概括說來，可視化技術(shù)所依托系統(tǒng)的信息量、復(fù)雜程度及準(zhǔn)確性及適用性以及使用者文化水平、認(rèn)知能力及業(yè)務(wù)熟練度甚至自身喜好都會對煤礦安全可視化最終效果產(chǎn)生重要影響。

當(dāng)前我國煤礦企業(yè)尚未形成統(tǒng)一的煤礦安全可視化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大都依靠開發(fā)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)與優(yōu)選缺乏更高層次理論指導(dǎo)。當(dāng)前可視化技術(shù)研究僅為礦井局部研究，大都僅著力于數(shù)據(jù)初次處理，缺乏從管理高度上的系統(tǒng)研究。同時(shí)，煤炭安全以人的管理為中心，不同職務(wù)部門、管理級別的人員文化素質(zhì)參差不齊，現(xiàn)今煤礦安全管理軟件通常以業(yè)務(wù)為中心，未能充分考慮人員認(rèn)知能力、操作等人因差異。信息訴求、內(nèi)容深度要求、信息的邏輯分析甚至視覺偏好均不同，單純將安全信息受眾同一化，難以深入分析安全數(shù)據(jù)的深層內(nèi)涵，無法全面體現(xiàn)安全管理情況。

4 我國煤炭企業(yè)可視化技術(shù)應(yīng)用前景

隨著信息化時(shí)代的快速發(fā)展步伐，高科技產(chǎn)品的換代呈加速發(fā)展為礦井?dāng)?shù)字化建設(shè)創(chuàng)造技術(shù)條件，可視化管理作為管理科學(xué)的一個(gè)新興方向和方法，逐步被應(yīng)用到各領(lǐng)域。煤礦安全可視化技術(shù)是可視化管理的外在表達(dá)，推動煤礦安全可視化管理理論深化，形成符合我國國情的煤礦安全可視化技術(shù)設(shè)計(jì)和使用標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范可視化技術(shù)體系開發(fā)與應(yīng)用，有效推動煤礦安全可視化管理深化發(fā)展。

煤礦安全可視化技術(shù)應(yīng)用需要更加注重人為要素差異，根據(jù)不同信息需求，因人而異智能設(shè)計(jì)、組合安全信息可視化表達(dá)，充分考慮煤礦安全管理需求，輔助安全技術(shù)管理人員準(zhǔn)確把握關(guān)鍵內(nèi)容，提升安全管理業(yè)務(wù)水平。

近幾年我國越來越重視煤礦安全，應(yīng)用可視化技術(shù)智能篩選、深入挖掘煤礦安全信息特征，并通過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)化為更為形象直觀的圖示進(jìn)行描述，深挖隱藏信息，改變煤炭安全管理數(shù)據(jù)信息分析處理速度緩慢以及依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策的管理現(xiàn)狀。可視化技術(shù)將傳統(tǒng)的煤礦巷道及層位布置進(jìn)行仿真顯示，通過將礦山的開采活動井下數(shù)字化和可視化加工，及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)出井巷擾動和變遷，真正發(fā)揮可視化技術(shù)巨大本領(lǐng)，提高煤礦的管理水平和工作效率，為煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：季延勇（1978-），男，區(qū)長，助理工程師。endprint