論礦井災(zāi)害信息管理系統(tǒng)的研究

      現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展一方面豐富了人類的物質(zhì)生活，另一方面現(xiàn)代化大生產(chǎn)又隱藏著眾多的潛在危險。預(yù)防重大事故已成為各國社會、經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的重點研究對象之一，也引起國際社會的廣泛重視。由于礦山開采的特殊性，在開采過程中存在水、火、瓦斯、煤塵、頂板等引發(fā)的各種事故，時刻危害著礦井的安全生產(chǎn)，據(jù)統(tǒng)計煤炭行業(yè)是我國工業(yè)生產(chǎn)中傷亡事故最嚴重的行業(yè)。因此，礦井必須建立一套完整的安全信息管理系統(tǒng)以支持應(yīng)急救援系統(tǒng)，提高礦井抗災(zāi)救災(zāi)的能力。
       災(zāi)害信息管理是安全系統(tǒng)工程的主要內(nèi)容之一，是用安全原理、系統(tǒng)理論和計算機技術(shù)來處理安全信息，并對系統(tǒng)的安全性進行預(yù)測和評價，是為安全管理決策服務(wù)的信息系統(tǒng)。隨著計算機和通信技術(shù)的發(fā)展，災(zāi)害信息管理已進入電子信息時代，其核心是把系統(tǒng)科學(xué)引入安全工作領(lǐng)域，利用現(xiàn)代管理原理，以計算機為主要工具，建立起安全管理信息系統(tǒng)，推進安全管理的信息化。安全管理信息化的發(fā)展不僅能提高安全管理的效率，在技術(shù)上實現(xiàn)資源共享，更重要的是能更新安全管理的觀念，加快安全管理科學(xué)化進程。災(zāi)害信息管理將在安全生產(chǎn)中發(fā)揮越來越大的作用。
       國外礦山信息管理技術(shù)起步較早，三維信息管理軟件涵蓋了礦產(chǎn)資源勘探、開發(fā)和生產(chǎn)管理的各個階段，一些主要產(chǎn)煤國已在實現(xiàn)綜合機械化基礎(chǔ)上，實行全過程的信息化管理。目前國外與礦山有關(guān)的研究成果以及礦井信息管理的軟件系統(tǒng)大都集中解決了與露天采礦有關(guān)的一系列地質(zhì)工程、生產(chǎn)和工藝等問題。這些礦山信息管理系統(tǒng)主要有Micromine，MINESCAPE，Datamine，Surpac2000，Lynx和VULCAN等，它們的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對各種基于GIS的數(shù)據(jù)集成三維地質(zhì)建模、采礦工藝流程設(shè)計、采礦生產(chǎn)管理、各種地質(zhì)圖、專題圖制作、地質(zhì)儲量評估、鉆孔數(shù)據(jù)管理和生產(chǎn)進度管理等。例如，MICROMINE是一套用來處理地質(zhì)勘探和采礦數(shù)據(jù)軟件。為用戶提供地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)解譯、三維建模、儲量計算和動態(tài)管理、資源評估、地下開采和露天開采采礦設(shè)計、開采優(yōu)化設(shè)計、礦山長期規(guī)劃和短期開采計劃制定、采礦爆破設(shè)計等功能。MICROMINE軟件功能非常強大，適用于所有礦物資源，如鐵、有色金屬、煤炭、砂礦、金剛石、貴金屬等礦種的礦山和工程項目。
       國內(nèi)礦山的信息化建設(shè)相對滯后，在計算機技術(shù)引進煤礦生產(chǎn)之前，對所有煤礦空間信息（如煤層及其頂?shù)装鍘r層、斷層、沖刷帶、煤層露頭、測量數(shù)據(jù)等）的管理、分析和研究完全是人工完成的。隨著對高產(chǎn)高效礦井管理信息系統(tǒng)要求的不斷提高，國內(nèi)也研究出一些具有簡單三維可視化功能的礦井軟件，但與國外的礦井信息管理軟件相比仍存在很大的差距，主要表現(xiàn)在：基于二維GIS的圖形管理，停留在傳統(tǒng)圖形的讀圖和制圖水平；可視化水平較低，不便于礦山各種信息集成后的綜合分析；數(shù)據(jù)管理水平較低，由于礦山內(nèi)容廣泛，尚沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包含上述各種信息。例如，河北省峰峰集團的WebGIS地理信息系統(tǒng)。它主要是依托GIS平臺，將電子地圖、屬性數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計數(shù)據(jù)相結(jié)合，構(gòu)成WebGIS地理信息系統(tǒng)平臺，通過此平臺，集團管轄范圍內(nèi)的地理數(shù)據(jù)、井下巷道、采掘工作面和各種機械設(shè)備數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的全面整合，達到數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和資源共享。同時在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)將及時準確的提供統(tǒng)計、分析資料，為領(lǐng)導(dǎo)決策和職能部門辦公提供輔助決策手段和輔助分析數(shù)據(jù)。
       國內(nèi)礦山安全信息系統(tǒng)還需不斷的完善，現(xiàn)階段國內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由安全生產(chǎn)系統(tǒng)信息庫、圖形信息庫、屬性信息庫、網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)及用戶系統(tǒng)組成，主要是通過企業(yè)局域網(wǎng)在企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)信息共享。為使礦山安全信息系統(tǒng)在礦山企業(yè)發(fā)揮更大的效用，更好的為企業(yè)安全生產(chǎn)服務(wù)，應(yīng)著重完善一下幾方面：
（1）實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的無縫對接
      災(zāi)害信息各種各樣，其數(shù)據(jù)有歷史的、現(xiàn)代的、實時的，有孕育災(zāi)害環(huán)境的、致災(zāi)因子的。掌握災(zāi)害這一系列與地理空間分布有關(guān)的數(shù)據(jù)，對地理信息系統(tǒng)分析極為重要。因此，煤礦安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)包括如下內(nèi)容：自然環(huán)境背景數(shù)據(jù)庫、災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)庫、安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)信息庫、空間圖形信息庫、空間屬性信息庫、煤礦地質(zhì)信息庫等。通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的無縫對接，以多尺度、多方式形象地反映災(zāi)情與災(zāi)害背景信息。
（2）模擬仿真技術(shù)有待進一步發(fā)展
      當前，多數(shù)GIS集中在描述和處理靜態(tài)的空間信息，難以有效地管理、表達、分析和處理具有時間概念的時空動態(tài)信息。有學(xué)者認為，GIS與CA（Cellular Automata）模型等模擬技術(shù)的結(jié)合有助于模擬和現(xiàn)實復(fù)雜系統(tǒng)的時空動態(tài)行為和過程，對災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展有更好的預(yù)測能力，有助于控制事故發(fā)生，減少人員和物資損失。
（3）自動化控制功能的研究
      煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)從開發(fā)起就把重點放在信息的監(jiān)測等方面，并沒有投入足夠力量研究自動控制。在事故即將發(fā)生的千鈞一發(fā)之際，生產(chǎn)控制系統(tǒng)能利用安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)的信息啟動安全防護設(shè)備，控制災(zāi)害發(fā)生，減少災(zāi)害損失。
       結(jié)合當前國內(nèi)外對于礦井地理信息系統(tǒng)的開發(fā)與研究現(xiàn)狀，針對目前其存在的一些問題，各國都開始有針對性地從開發(fā)煤礦安全生產(chǎn)地理信息系統(tǒng)入手，運用GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)管理信息、生產(chǎn)信息、安全信息一體化自動采集、共享、應(yīng)用。再進一步運用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、模擬仿真技術(shù)、自動控制技術(shù)發(fā)展集監(jiān)測、控制、和管理決策于一體的自動化安全監(jiān)控體系的煤礦安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)將是信息社會中煤礦安全生產(chǎn)的重要組成部分。