礦山通風(fēng)與安全管理系統(tǒng)研究

1、 礦山通風(fēng)與安全管理系統(tǒng)研究 甘信浩Summary：對礦山通風(fēng)和安全管理系統(tǒng)進(jìn)行研究，分析了當(dāng)前我國礦井安全管理系統(tǒng)開發(fā)中面臨的問題和傳統(tǒng)的開發(fā)方法，提出了礦井安全管理系統(tǒng)的開發(fā)策略。Keys：礦山；通風(fēng)；安全；管理TD724 ：A ：2095-6835（2014）10-0091-02在礦產(chǎn)資源開采過程中，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，從而營造一個良好、安全的工作環(huán)境。一個完善的礦井通風(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

2、溫度和濕度等；在事故發(fā)生后，還可以通過改變通風(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產(chǎn)損失。由此可見，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，我國各地由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善引發(fā)的礦井事故時有發(fā)生，因此，國家和礦山企業(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 開發(fā)特點和傳統(tǒng)方法1.1 開發(fā)特點礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的開發(fā)主要有以下幾個特點。1.1.1 專業(yè)性和學(xué)科綜合性強礦井通風(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、處于動態(tài)變化過程中的數(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

3、理方法也呈現(xiàn)出多學(xué)科的特點，所需要的學(xué)科知識涵蓋了測量學(xué)、計算機圖形學(xué)、通風(fēng)與安全管理學(xué)和GIS技術(shù)等。因此，在設(shè)計和建立通風(fēng)安全計算機輔助決策系統(tǒng)時，也應(yīng)該充分利用上述學(xué)科知識對所采集到的數(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，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可視化的分析平臺。這樣有助于綜合多方面的技術(shù)手段對采礦生產(chǎn)和事故預(yù)防進(jìn)行指導(dǎo)，從而實現(xiàn)礦井生產(chǎn)安全管理的信息化和現(xiàn)代化。1.1.2 開發(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，一般的軟件公司出于盈利，很少愿意對其進(jìn)行開發(fā)，很難成為商業(yè)化的軟件。一般情況下，對該軟件系統(tǒng)進(jìn)行研究和開發(fā)的多

4、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)過程中的某一具體問題而開發(fā)的。1.1.3 開發(fā)困難想要開發(fā)一款功能完善的礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)，開發(fā)人員除了具備計算機技術(shù)、軟件編程技術(shù)和計算機圖形學(xué)等相關(guān)的計算機知識外，還需要對采礦的專業(yè)知識和涉及到的相關(guān)知識具有一定程度的掌握。而目前，同時具備這兩方面專業(yè)知識的人才仍十分少見通常計算機技術(shù)好的人才往往在礦井通風(fēng)安全專業(yè)知識方面經(jīng)驗不足，而掌握了礦井通風(fēng)安全專業(yè)知識的人才則計算機圖形學(xué)和軟件工程方面的知識欠缺，從而造成了礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)開發(fā)的難度。1.1.4 開發(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?；蛘呖蒲性核虚_發(fā)

5、的，通常存在的問題在于研究人員的產(chǎn)品化經(jīng)驗少，且所采用的開發(fā)技術(shù)基本上只有少數(shù)人甚至一個人掌握，無法進(jìn)行團(tuán)隊化的開發(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，已開發(fā)出來的軟件雖然在實際的礦井通風(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，例如可視化程度低、圖形功能弱，不能夠進(jìn)行動態(tài)模擬，只能在單機環(huán)境下運行等問題。1.2 傳統(tǒng)的開發(fā)方法傳統(tǒng)的開發(fā)方法主要有生命周期模型法和面向?qū)ο蟮拈_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發(fā)過程十分嚴(yán)謹(jǐn)，要經(jīng)過7個階段，包括計劃、分析、設(shè)計、編碼、測試、建置和維護(hù)。這種開發(fā)模式最大的問

6、題在于：在后期開發(fā)過程中，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生變化或變動，都會導(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)多是由這種方法開發(fā)的。1.2.2 面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法是軟件行業(yè)為了應(yīng)對日益復(fù)雜的軟件需求而提出的，是目前最為先進(jìn)、最能應(yīng)對當(dāng)前軟件危機的一種開發(fā)方法。其開發(fā)過程主要是依據(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。在開發(fā)過程中，首先需要對對象進(jìn)行建模，然后重視實際問題需求與軟件界面和程序的一一對應(yīng)關(guān)系。中國礦業(yè)大學(xué)曾采用此方法開發(fā)出了一款具有我國自主知識產(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)

7、開發(fā)策略2.1 系統(tǒng)分析在對礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)前，要從系統(tǒng)的角度充分發(fā)現(xiàn)和掌握礦井作業(yè)中存在的實際問題，并對問題進(jìn)行分門別類的總結(jié)，找出安全管理系統(tǒng)可以解決的問題，然后將問題系統(tǒng)化，為安全管理系統(tǒng)的開發(fā)作準(zhǔn)備。在分析問題的過程中，尤其要注意對問題的梳理和分類，并針對不同類型的問題進(jìn)行詳細(xì)的、透徹的掌握，從而找到解決問題的方法和策略。如果問題分析不透徹，則可能出現(xiàn)技術(shù)問題要依靠管理來解決，這樣不但解決不了問題，還可能導(dǎo)致整個安全管理系統(tǒng)運行紊亂。在此過程中，一個十分重要的方面就是對業(yè)務(wù)流程要有十分細(xì)致的了解。此外，還需對系統(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

8、系統(tǒng)設(shè)計礦井通風(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)兩個子系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)之間功能相互獨立，但又存在密切的聯(lián)系。其中，信息管理系統(tǒng)主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。對其進(jìn)行設(shè)計時，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)力和潛力都較強大的開發(fā)系統(tǒng)。在開發(fā)過程中，采用模塊化和多層次的設(shè)計思路，在人和機器間的交互主要在界面層中進(jìn)行，工作人員可以通過軟件界面來設(shè)定功能選項或者輸入一些管理參數(shù)等。在軟件設(shè)計過程中，縱向分層，橫向分塊，即在橫向上將軟件又分為一些級別等同但功能相互獨立的模塊，功能模塊之間可以通過

9、數(shù)據(jù)文件進(jìn)行交互。這樣設(shè)計的好處在于任何一個模塊的增加或刪除，都不會影響其他模塊的正常工作。目前，礦井自動化平臺建設(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)實施系統(tǒng)實施階段主要包括以下幾個方面：根據(jù)以往的系統(tǒng)分析和設(shè)計方案，采購相關(guān)的計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件系統(tǒng)，例如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、開發(fā)軟件；建立數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和調(diào)試，整理系統(tǒng)數(shù)據(jù)；對工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并將系統(tǒng)投入實際應(yīng)用中；在實施過程中，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)；系統(tǒng)可基于.NET平臺進(jìn)行開發(fā)，跨平臺使用。3 結(jié)束語在礦產(chǎn)資源開采過程中，建設(shè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)對礦井通風(fēng)十分重要。所以，本文對礦山通風(fēng)和安全管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對我國礦井通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的開發(fā)具有一定指導(dǎo)價值，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)開發(fā)的一個策略，據(jù)此策略對系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)是下一步工作的重點。Reference1褚燕燕，蔣仲安，高蕊，等.金屬礦山通風(fēng)系統(tǒng)模糊綜合評價方法J.中國礦業(yè)，2005（11）.2吳學(xué)材.礦井通風(fēng)安全管理