淺述大數(shù)據(jù)在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用研究

蔡萬元

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，國家需求的礦產(chǎn)資源無論是在數(shù)量上還是種類上均顯著增多，促進(jìn)了我國礦山企業(yè)的快速發(fā)展。在礦山企業(yè)高速發(fā)展過程中如何提高礦山的生產(chǎn)效益和提高礦山生產(chǎn)環(huán)境安全性能是當(dāng)前亟待解決的問題之一。在嘗試解決礦山安全問題的過程中，礦山企業(yè)引入了大量的先進(jìn)設(shè)備，不僅提高了礦山的生產(chǎn)效率，而且有效的降低了礦山生產(chǎn)安全事故的發(fā)生率[1]。但是，礦山企業(yè)僅靠引入先進(jìn)的設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)加強(qiáng)礦山企業(yè)中大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的提高礦山安全監(jiān)管效率，減少不穩(wěn)定因素的誘發(fā)而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生等。

1 我國礦山安全事故發(fā)生現(xiàn)狀分析

礦產(chǎn)資源的利用主要以井下作業(yè)為主，一般是通過對相應(yīng)地段進(jìn)行挖掘作業(yè)，采取該地段的各種礦體，從而實(shí)現(xiàn)采礦工作的順利進(jìn)行。但是，井下開采存在作業(yè)空間狹小、燈光照明昏暗、空氣流通緩慢、作業(yè)場所分散、環(huán)境溫濕度高、塵土飛揚(yáng)、人員流動性大、交叉工種多、管理雜亂等多種影響因素的作用[2]，極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，還可能發(fā)生礦壓、瓦斯、煤塵、水、火等各種嚴(yán)重災(zāi)害，致使更嚴(yán)重的安全事故頻繁發(fā)生。此外，加強(qiáng)礦山安全監(jiān)控管理工作有助于減少礦山安全事故的發(fā)生率，提高礦山生產(chǎn)環(huán)境的安全程度，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)（表1），全國每年都有上千次的礦山安全事故的發(fā)生，而對于這些安全事故，使很多的家庭受到了威脅，造成了嚴(yán)重的傷害，同時還給社會和國家?guī)砹司薮蟮挠绊?。因此，使得大?shù)據(jù)在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用對促進(jìn)礦山實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)具有明顯的指導(dǎo)意義。

2 大數(shù)據(jù)與礦山安全監(jiān)測管理

2.1 大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)是日常生活中常接觸到的新興詞語之一，是隨著我國社會向信息化、自動化方向轉(zhuǎn)變而形成的產(chǎn)物，是當(dāng)前現(xiàn)有的技術(shù)條件很難處理的大型而復(fù)雜的數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用是將數(shù)據(jù)信息的采集、存儲、管理、共享、可視化等目的統(tǒng)一于一體，使得數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜的數(shù)據(jù)局域一定的規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測進(jìn)而為社會提供更好的服務(wù)。因此，大數(shù)據(jù)一般具有數(shù)據(jù)類型繁多，數(shù)據(jù)量龐大，價(jià)值密度低和處理速度快的特征。

2.2 礦山安全監(jiān)管對象的復(fù)雜性

前文已提及，礦山的生產(chǎn)環(huán)境是極其復(fù)雜的，因此為安全監(jiān)測管理提供了難度。礦山生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在以下幾個方面[3]：①生產(chǎn)條件的復(fù)雜性，我國的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用一般是井下開采，進(jìn)行開采巷道具有空間狹小、環(huán)境惡劣，能見度低，灰塵量大等特征，使得各類安全事故難以有效控制；②生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，井下開采的生產(chǎn)系統(tǒng)具有顯著的復(fù)雜性，包括采礦系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)，因此，復(fù)雜的系統(tǒng)組合造成了各系統(tǒng)之間的協(xié)同配合度降低，進(jìn)而引起安全事故監(jiān)測效率的降低；③作業(yè)環(huán)境艱苦，井下開采環(huán)境沒有陽光，極為潮濕陰暗，隨著工作時間的增長，不僅表現(xiàn)在工人體能的下降，還使得工人的反映遲鈍，容易產(chǎn)生焦躁等情緒，進(jìn)而提高了礦山安全事故的發(fā)生率；④自然災(zāi)害嚴(yán)重，井下開采是伴隨著巷道掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)的，因此，隨著巷道掘進(jìn)，破壞了原來穩(wěn)定的地層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致巷道出現(xiàn)崩塌、突水等災(zāi)害，增加了礦山開采環(huán)境的危險(xiǎn)程度；⑤工作人員技能素養(yǎng)偏低，礦山開采工作人員一般為教育程度較低的群體，決定了工作人員技能素養(yǎng)偏低，缺乏自我保護(hù)的意思和按照故障制度有序工作的認(rèn)知，使得井下開采過程中違章操作頻次高，為礦山安全事故的發(fā)生埋下了隱患。

表1 2013年～2017年全國礦山（非煤礦）事故原因統(tǒng)計(jì)表

3 大數(shù)據(jù)在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用

3.1 推動了礦山安全監(jiān)測管理水平的提高

與傳統(tǒng)的礦山安全監(jiān)測管理相比，大數(shù)據(jù)技術(shù)有效的避免了僅靠幾個安全管理工作人員的專業(yè)知識進(jìn)行礦山安全監(jiān)測的局面，使得礦山安全監(jiān)測從“經(jīng)驗(yàn)”向“數(shù)據(jù)”方向轉(zhuǎn)變，逐漸實(shí)現(xiàn)了以礦山生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)新技術(shù)和安全管理人員思維為主的現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)。隨著我國監(jiān)管部門以及礦山信息化技術(shù)的應(yīng)用，形成了數(shù)量龐大的海量數(shù)據(jù)，包含了大量的礦山生產(chǎn)過程的細(xì)節(jié)信息和未知的規(guī)律，早期的技術(shù)違法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量龐大的信息處理，限制了礦山生產(chǎn)信息的綜合利用率[3]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的提高數(shù)據(jù)處理效率，使得原來沒有發(fā)現(xiàn)的規(guī)律逐漸呈現(xiàn)出來，促進(jìn)了不同數(shù)據(jù)信息之間的比對、分析，為提煉出新的規(guī)律奠定基礎(chǔ)。此外，隨著數(shù)據(jù)模型技術(shù)的不斷完善，可以通過電子沙盤等技術(shù)進(jìn)行模擬演練，盡可能將可能發(fā)生的安全事故挖掘出來，從而實(shí)現(xiàn)了早期階段的從“宏觀”把控安全生產(chǎn)環(huán)境的方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴拔⒂^”的數(shù)據(jù)法分析進(jìn)而判斷安全事故的發(fā)生概率，提高了礦山安全監(jiān)測管理的科學(xué)性和水平。

3.2 實(shí)現(xiàn)了礦山安全監(jiān)測數(shù)據(jù)共享

雖然說監(jiān)管部門對礦山生產(chǎn)安全管理極其重視，但是并未實(shí)現(xiàn)相關(guān)監(jiān)管部門與礦山企業(yè)監(jiān)測之間的數(shù)據(jù)信息共享，使得各個部門之間所獲得的相應(yīng)數(shù)據(jù)不能有效的共享，限制了數(shù)據(jù)資源的利用程度，從而降低了數(shù)據(jù)融合處理的基礎(chǔ)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的逐漸推廣，促進(jìn)了不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息的綜合分析利用率，也間接的促進(jìn)了礦山企業(yè)安全數(shù)據(jù)信息與相應(yīng)安全監(jiān)管部門所獲的礦山生產(chǎn)安全信息資料，建立了完善的數(shù)據(jù)信息資源庫，為建立更加完善的大數(shù)據(jù)模型提供了基礎(chǔ)，也逐漸實(shí)現(xiàn)了不同部門之間的數(shù)據(jù)信息共享度，提高了數(shù)據(jù)資源的利用率，使得已獲得數(shù)據(jù)信息更好的服務(wù)于礦山后期建設(shè)中。數(shù)據(jù)的融合使用為礦山企業(yè)和相關(guān)的安全部門分析、比對數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)，從而有效的提高了判斷井下開采狀態(tài)、施工人員狀態(tài)以及施工環(huán)境狀態(tài)的效率，提高了挖掘潛在安全隱患的幾率，為預(yù)防礦山安全事故的發(fā)生提供了有效的數(shù)據(jù)“指標(biāo)?！币虼耍S著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷深入應(yīng)用，不僅提高了礦山生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的綜合利用程度，還實(shí)現(xiàn)了不同部門數(shù)據(jù)信息的共享，推動了數(shù)字化城市建設(shè)的步伐。

3.3 為科學(xué)制定治理決策提供基礎(chǔ)依據(jù)

從表1中不難得出，導(dǎo)致礦山安全事故發(fā)生的原因主要有工作人員的不安全行為、井下物的不安全狀態(tài)和礦山安全監(jiān)測管理上的缺陷三個方面[1]。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以有效的避免這一缺陷，可以實(shí)現(xiàn)上述三個方面信息資料的深度挖掘，借助現(xiàn)代化數(shù)據(jù)模型演練技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)安全事故發(fā)生規(guī)律，如季節(jié)性、周期性、規(guī)律性和關(guān)聯(lián)性變化特征等，從而可以有效的找出引發(fā)安全事故發(fā)生的源頭或誘因，并針對具體的源頭或誘因制定出合理的科學(xué)決策。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，有助于礦山安全監(jiān)測管理中制定出合理的、科學(xué)的治理決策。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，促進(jìn)了大數(shù)據(jù)時代的快速發(fā)展，使得大數(shù)據(jù)技術(shù)日益成熟，進(jìn)而促進(jìn)了大量的現(xiàn)代化各領(lǐng)域的高速發(fā)展。資源的利用是社會高速發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，在加快資源開采利用過程中引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅可以提高礦產(chǎn)資源的綜合利用效率，還可以實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測礦山安全的目的?；诖?，本文以大數(shù)據(jù)在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用為研究對象，在分析當(dāng)前我國礦山安全事故發(fā)生狀況的基礎(chǔ)上，總結(jié)了大數(shù)據(jù)的特征和礦山安全監(jiān)測對象的復(fù)雜性，進(jìn)而從3個方面分析了大數(shù)據(jù)在礦山安全監(jiān)測管理中的應(yīng)用，為推動礦山安全監(jiān)測管理向智能化發(fā)展提供幫助。