信息化技術(shù)在地下礦山安全中的應(yīng)用

馮新剛

（陜西省韓城市應(yīng)急管理局，陜西 韓城 715401）

現(xiàn)在的礦山開(kāi)采技術(shù)越來(lái)越走向成熟，但是安全問(wèn)題也不容忽視。利用發(fā)達(dá)的信息技術(shù)可以在很大程度上緩解和解決這些問(wèn)題。信息技術(shù)在未來(lái)礦山開(kāi)采中的應(yīng)用將會(huì)很普遍，所以每個(gè)國(guó)家都相當(dāng)重視這一技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)這個(gè)方面的人才，有利于更好地服務(wù)于礦山企業(yè)。

1 當(dāng)前地下礦山安全現(xiàn)狀分析

1.1 地下礦山開(kāi)采特性

地下礦山開(kāi)采的時(shí)候存在著很多安全隱患，礦山開(kāi)采是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。我國(guó)的地下礦山具有埋藏深，構(gòu)造復(fù)雜，分布廣泛的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)都增加了開(kāi)采的難度，這對(duì)我國(guó)的礦山開(kāi)采技術(shù)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。地下礦山資源豐富，比如石油、金屬、非金屬材料等。在開(kāi)采的時(shí)候會(huì)遇到很多安全問(wèn)題，山體崩塌，泥石流等問(wèn)題都會(huì)經(jīng)常發(fā)生，這些安全事故的發(fā)生不僅影響了工程的進(jìn)度，對(duì)礦山開(kāi)采員工的生命安全也會(huì)造成極大的威脅。所以，安全問(wèn)題一直是地下礦山開(kāi)采的一大重要問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題如果不解決，將對(duì)我國(guó)的地下礦山行業(yè)產(chǎn)生不利影響。我國(guó)的礦山大多分布在地勢(shì)復(fù)雜的地帶，地勢(shì)的復(fù)雜導(dǎo)致了很多相關(guān)重型機(jī)械不能很好地開(kāi)進(jìn)開(kāi)采的場(chǎng)地，工人們僅憑經(jīng)驗(yàn)很容易造成開(kāi)采布局混亂，影響礦山企業(yè)開(kāi)采年限。不僅如此，在開(kāi)采地下礦山的時(shí)候檢測(cè)系統(tǒng)并不是很完善，相關(guān)人員的管理也不是很到位，并且檢測(cè)的方式也不是很先進(jìn)。國(guó)家對(duì)地下礦山行業(yè)的投資并不是很多，資金經(jīng)常不足，導(dǎo)致了相關(guān)設(shè)備的落后。在開(kāi)采的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到安全問(wèn)題，人們會(huì)容易產(chǎn)生麻痹思想，違章指揮，違規(guī)作業(yè)，最終導(dǎo)致了安全事故的發(fā)生。安全問(wèn)題是我們每個(gè)人都應(yīng)該重視的問(wèn)題，什么事都說(shuō)“安全第一，預(yù)防為主”。保護(hù)好自己的安全才能做其他的事情。所以，國(guó)家對(duì)于地下礦山的安全問(wèn)題要尤其重視。

1.2 地下礦山災(zāi)害類(lèi)型

（1）井下巷道冒頂片幫災(zāi)害，這種災(zāi)害可能隨時(shí)都會(huì)發(fā)生。如果一個(gè)礦山的地質(zhì)穩(wěn)定性不夠好，那么就非常容易發(fā)生冒頂片幫，造成山體大規(guī)模塌陷。如果巷道發(fā)生冒頂，就會(huì)對(duì)正在施工人員生命構(gòu)成威脅，輕則受傷，重則死亡。在工作人員進(jìn)行礦山開(kāi)采的時(shí)候，如果腳下的巖石山體不夠牢固的話(huà)，就可能會(huì)發(fā)生塌陷等問(wèn)題。冒頂片幫問(wèn)題是礦山開(kāi)采時(shí)最常遇到的一個(gè)問(wèn)題，它是礦山開(kāi)采布置巷道是最容易發(fā)生的災(zāi)害。

（2）井下沖擊地壓災(zāi)害。工人們?cè)诘V山挖礦的時(shí)候經(jīng)常會(huì)挖到地下很深處，如果到達(dá)地下1 000 m以下，這個(gè)時(shí)候的地下巖層就非常的脆弱，非常容易發(fā)生巖漿爆發(fā)，如果不小心挖到了比較脆弱的地層，那么巖漿就會(huì)從地下冒出和噴發(fā)，對(duì)工人們的安全非常不利，由于是在地下很深處，在井下工作的人們很難及時(shí)跑到安全地方，從而造成安全事故的發(fā)生。并且如果噴發(fā)厲害的話(huà)，巖漿還會(huì)噴發(fā)到地表層面，對(duì)上面的工作人員也會(huì)造成很大的危險(xiǎn)。

（3）地表塌陷災(zāi)害。由于在井下開(kāi)采過(guò)程中，因?qū)⒃V體和伴生的廢石采出后，形成大小規(guī)模不等的地下空間，在重力作用和地應(yīng)力不均衡等因素影響下，發(fā)展成為地面塌陷。地面塌陷往往會(huì)造成土地破壞和建筑物的損壞倒塌，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成損失。地面塌陷形成的塌坑、地裂縫往往會(huì)成為大氣降水、地表水進(jìn)入井下巷道的通道，導(dǎo)致礦井水患。地面塌陷還會(huì)對(duì)公路、鐵路和水利設(shè)施造成損害，影響人們的正常出行，給人們的生活帶來(lái)極大的不便。

（4）水患災(zāi)害。開(kāi)采礦山的時(shí)候如果不遵循十六字方針“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”，就很容易發(fā)生水患。地下水的壓力得到了釋放就會(huì)噴涌而出，對(duì)工作人員以及開(kāi)采儀器造成傷害。在井下作業(yè)的時(shí)候也可能會(huì)挖到地下暗河，這樣暗河的水就會(huì)噴出來(lái)，造成非常大的傷害。井下透水事故對(duì)于正在作業(yè)的人員來(lái)說(shuō)是非?？膳碌模覀兘?jīng)常會(huì)聽(tīng)說(shuō)在某個(gè)地方又發(fā)生了透水事故，造成了大量人員傷亡，給無(wú)數(shù)家庭帶來(lái)毀滅性的打擊。這些大量的水的涌入不僅破壞了地下水資源，還對(duì)我們的飲用水造成了污染，給國(guó)家集體財(cái)產(chǎn)造成了無(wú)可挽回的損失，這對(duì)于我們國(guó)家發(fā)展來(lái)說(shuō)是極其不利的。所以在進(jìn)行礦山開(kāi)采的時(shí)候要特別注意地下水的存在。利用高科技信息化技術(shù)，查明礦山周?chē)牡刭|(zhì)條件，更好地服務(wù)于礦山企業(yè)，爭(zhēng)取利益最大化。

（5）大面積的空區(qū)垮塌災(zāi)害。在進(jìn)行礦山開(kāi)采的時(shí)候，開(kāi)采機(jī)械是不容易挪動(dòng)位置的，這樣連續(xù)不斷地開(kāi)采，就使空區(qū)越來(lái)越多，越來(lái)越大，最后經(jīng)受不住重力的支持，就會(huì)造成山體的垮塌，最后很可能會(huì)造成人員傷亡。這種情況在礦山開(kāi)采的時(shí)候也是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的，如果處理不當(dāng)或者沒(méi)有很好的防護(hù)措施，仍然這樣大面積的開(kāi)采，造成的后果是非常嚴(yán)重的。

2 信息化技術(shù)在地下礦山安全的應(yīng)用

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

信息技術(shù)的發(fā)展可以運(yùn)用到很多方面，它在礦山開(kāi)采安全上的作用也是非常大的。利用信息技術(shù)可以建立一個(gè)礦山基礎(chǔ)信息庫(kù)，把礦山的數(shù)據(jù)導(dǎo)進(jìn)信息庫(kù)，為人工判斷礦山安全風(fēng)險(xiǎn)因素提供了保障。比如，可以把礦山的周?chē)h(huán)境以及礦山的山體形狀、特性和礦質(zhì)等轉(zhuǎn)化成信息的形式導(dǎo)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)里，并且及時(shí)更新，動(dòng)態(tài)掌握礦山的安全條件。這樣監(jiān)測(cè)人員就不用去當(dāng)?shù)匾槐橐槐榈乜疾炝?。建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)不僅可以得知礦山的基礎(chǔ)情況，還可以對(duì)礦山的開(kāi)采情況進(jìn)行分析，什么時(shí)間去開(kāi)采是安全的，沒(méi)有危害或者危害最小的，這些數(shù)據(jù)都可以計(jì)算出來(lái)。并且對(duì)計(jì)算出來(lái)的不安全數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，提醒礦山開(kāi)采人員注意開(kāi)采安全，找一個(gè)對(duì)的時(shí)間和對(duì)的地點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)采。這樣可以很大程度上保證工作人員和開(kāi)采儀器的安全。不僅如此，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還可以建立山體的三維模型，把山體的各個(gè)特點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)，準(zhǔn)確精細(xì)，這樣工作人員可以對(duì)山體進(jìn)行分析和調(diào)查，很大程度上減小了礦山開(kāi)采危險(xiǎn)的發(fā)生概率。

2.2 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

安全問(wèn)題對(duì)于我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)都至關(guān)重要，我們要時(shí)刻保證自己的安全，把自己的安全放在第一位。在進(jìn)行礦山開(kāi)采的時(shí)候，安全問(wèn)題是隨時(shí)存在的，在礦山里進(jìn)行作業(yè)，時(shí)刻都會(huì)有不可預(yù)測(cè)的危險(xiǎn)，如果不能夠很好的防范，做好提前預(yù)防工作的話(huà)，就會(huì)對(duì)工作人員的人身安全造成巨大的威脅，不僅會(huì)失去他們的生命，對(duì)工作儀器也會(huì)有損害。礦山開(kāi)采的儀器一般都是比較昂貴的，國(guó)家也沒(méi)有投入大量的資金在礦山開(kāi)采方面，所以在作業(yè)的時(shí)候要珍惜保護(hù)好開(kāi)采的工具。面對(duì)安全問(wèn)題，可以建立長(zhǎng)效安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，把諸多安全隱患分類(lèi)歸集，劃分等級(jí)，分類(lèi)管理，利用信息化技術(shù)和人工雙重管理。這樣就會(huì)減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生。還可以利用衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)礦山進(jìn)行監(jiān)測(cè)，現(xiàn)在的GPS技術(shù)非常發(fā)達(dá)，相關(guān)人員可以利用此種技術(shù)對(duì)安全問(wèn)題進(jìn)行追蹤調(diào)查。以前的礦山開(kāi)采人員在開(kāi)采之前都會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)礦山的情況進(jìn)行評(píng)估，這種根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)的方法會(huì)在一定程度上減少危害的發(fā)生，但是并不能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地預(yù)測(cè)到將要發(fā)生的不安全事情，所以還是要利用現(xiàn)在發(fā)達(dá)的科技來(lái)對(duì)礦山安全情況做出保證?，F(xiàn)在我國(guó)的信息技術(shù)越來(lái)越走向世界前列，把信息技術(shù)運(yùn)用到礦山安全監(jiān)測(cè)當(dāng)中是一個(gè)非常明智的選擇。利用相關(guān)技術(shù)監(jiān)測(cè)地表和地下溫度，對(duì)地下氣體進(jìn)行估算，把監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與信息技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，建立龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)。這種數(shù)據(jù)也會(huì)跟隨實(shí)時(shí)情況變化而變化，從而有利于對(duì)礦山企業(yè)的安全問(wèn)題作出風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。所以，信息化技術(shù)下的安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用對(duì)于礦山的安全性來(lái)說(shuō)非常有用。

2.3 安全決策系統(tǒng)的應(yīng)用

安全決策系統(tǒng)的建立需要對(duì)射頻技術(shù)以及定位技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，并在GIS系統(tǒng)的支持下，對(duì)地下工作人員分布達(dá)到地上可視，并對(duì)人員分布密度可以進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而確保人員安全。安全決策系統(tǒng)對(duì)于礦山的安全監(jiān)測(cè)管理非常有效。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地監(jiān)測(cè)，方便我們隨時(shí)掌握礦山安全問(wèn)題。而安全決策系統(tǒng)依賴(lài)于安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它以安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，使我們快速準(zhǔn)確地做出分析和判斷。在開(kāi)采的時(shí)候會(huì)遇到很多安全問(wèn)題，山體崩塌、泥石流等問(wèn)題都會(huì)隨時(shí)發(fā)生，這些安全事故的發(fā)生不僅會(huì)影響了工程的進(jìn)度，對(duì)礦山開(kāi)采員工的生命安全也會(huì)造成極大的威脅。所以安全問(wèn)題一直是地下礦山開(kāi)采的一大重要問(wèn)題，這種問(wèn)題如果不解決，將對(duì)我國(guó)的地下礦山行業(yè)產(chǎn)生不利影響。所以，對(duì)于安全決策系統(tǒng)的應(yīng)用要非常重視。對(duì)于安全決策系統(tǒng)應(yīng)用的時(shí)候要時(shí)常注意里面的細(xì)節(jié)，同時(shí)也要時(shí)刻關(guān)注里面的動(dòng)態(tài)變化。每一個(gè)微小的變化，都牽扯到礦山企業(yè)安全的方方面面，關(guān)系到員工的生命安全，必須引起高度重視。

2.4 安全管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

設(shè)置好安全系統(tǒng)之后并不是一本萬(wàn)利，高枕無(wú)憂(yōu)，還要對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行安全管理。如果管理不到位，那么就不能夠很好地發(fā)揮安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用。任何事情都需要有一個(gè)很好的管理標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行?，F(xiàn)階段，國(guó)家全面開(kāi)放，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，隨之而來(lái)的信息安全問(wèn)題也日益凸顯。這就要求我們要有一套更加安全的管理系統(tǒng)，才能保證國(guó)家利益的安全。現(xiàn)在的我國(guó)已經(jīng)有自己研發(fā)的安全管理信息系統(tǒng)，在各個(gè)方面都能安全順利地進(jìn)行應(yīng)用。對(duì)于安全系統(tǒng)我們要對(duì)其進(jìn)行行之有效的管理，要有一套完善的管理措施，這樣在作業(yè)的時(shí)候才能夠減少錯(cuò)誤的發(fā)生和出現(xiàn)，進(jìn)而避免不安全事故的發(fā)生。

2.5 井下人員生命安全監(jiān)測(cè)

生命安全是重中之重，員工在井下進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，要有效地保障自己的安全。人民的生命安全是一條不可逾越的紅線。國(guó)家和有關(guān)人員要想辦法保護(hù)井下員工的安全，利用高科技信息技術(shù)隨時(shí)監(jiān)測(cè)并保障員工的安全。在地下礦井安裝GPS等觀測(cè)定位系統(tǒng)，建立安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這樣在發(fā)生危險(xiǎn)之前，就會(huì)報(bào)警提醒工作人員，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生。還可以利用衛(wèi)星系統(tǒng)對(duì)礦山進(jìn)行監(jiān)測(cè)，安裝移動(dòng)攝像頭，時(shí)刻注意礦山周?chē)淖兓皢T工的一舉一動(dòng)，把員工們的安全問(wèn)題放在首位。有了安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并且還要有工作人員一直在監(jiān)測(cè)主控室值守，能夠在發(fā)生危險(xiǎn)的時(shí)候及時(shí)指揮現(xiàn)場(chǎng)救援。如果沒(méi)有這一系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)將會(huì)非常的混亂，不僅不能及時(shí)地進(jìn)行營(yíng)救，還會(huì)使事故進(jìn)一步擴(kuò)大。在有線通信線路難以鋪設(shè)或成本高昂的情況下，可采用無(wú)線通信，目的就是為了保證井下人員在環(huán)境惡劣或強(qiáng)磁干擾時(shí)仍能與主監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通信，以便當(dāng)?shù)V難發(fā)生時(shí)第一時(shí)間組織營(yíng)救。

3 礦山安全需求分析

在礦山進(jìn)行作業(yè)時(shí)，安全是永遠(yuǎn)放在第一位的。如果在采礦作業(yè)事故中，礦工不幸失去了自己生命，那么對(duì)其整個(gè)家庭來(lái)說(shuō)都是致命的打擊，礦工的收入可能是這一家的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，如果礦工發(fā)生意外，那么這個(gè)家庭的經(jīng)濟(jì)支柱就沒(méi)了，這個(gè)家庭也將走向沒(méi)落。對(duì)于采礦時(shí)的安全問(wèn)題，主要包括地下礦山開(kāi)采時(shí)的冒頂片幫、巷道透水、深層開(kāi)采巖漿噴出等一系列災(zāi)害。這些災(zāi)害往往是不能及時(shí)去挽救的。在進(jìn)行井下作業(yè)的時(shí)候，需要做好時(shí)刻遇到危險(xiǎn)的準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好救生裝備，在遇到危險(xiǎn)時(shí)挽救自己的生命，這是非常必要的。在礦下的巷道縱橫排列，錯(cuò)綜復(fù)雜，很容易迷失方向，所以在開(kāi)采的時(shí)候要標(biāo)清巷道名稱(chēng)及避災(zāi)線路圖，以便在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能夠順利逃生。由于礦山開(kāi)采一般在地下幾百米深處進(jìn)行作業(yè)，在遇到危險(xiǎn)的時(shí)候不能及時(shí)與外界進(jìn)行聯(lián)系。利用現(xiàn)在強(qiáng)大的信息技術(shù)把它融匯到安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)里面，及時(shí)地把礦井里面的情況與外界進(jìn)行溝通，及時(shí)監(jiān)控礦井里面的情況，在發(fā)生危險(xiǎn)的時(shí)候能夠及時(shí)地提供幫助，減少人員的傷亡。地下礦山的開(kāi)采環(huán)境是非常惡劣的，工人們隨時(shí)面臨著生命危險(xiǎn)，再加上地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性，危險(xiǎn)隨時(shí)都會(huì)降臨，為了避免這些不安全事故的發(fā)生，保障人民和集體的利益不受損失，就必須建立一套完整的安全管理體系。高科技信息技術(shù)的出現(xiàn)，正好解決了這一難題。信息技術(shù)的應(yīng)用最直接的體現(xiàn)就是安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用。這些系統(tǒng)的應(yīng)用有效地減少不安全事故的發(fā)生，并且在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)能夠讓救援人員快速、準(zhǔn)確地營(yíng)救創(chuàng)造有利條件，把事故損失降到最小。這就是信息技術(shù)在礦山安全方面發(fā)揮巨大的作用，能夠滿(mǎn)足礦下作業(yè)安全的大部分需求，及時(shí)實(shí)施救援，保障礦工的安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容可知，礦工在礦山作業(yè)的時(shí)候危險(xiǎn)會(huì)時(shí)常伴隨著他們，對(duì)他們的生命安全造成威脅?？梢酝ㄟ^(guò)現(xiàn)在發(fā)達(dá)的技術(shù)把信息技術(shù)和安全防護(hù)聯(lián)系起來(lái)，筑成一道強(qiáng)大的安全屏障，盡最大可能去保護(hù)員工的生命安全。并且，信息技術(shù)在安全防護(hù)方面并不是單一的，它是可以無(wú)限多元化發(fā)展的，未來(lái)在建設(shè)智慧型礦山中必有它的一席之地。