？技术经验？
地理信息系统在矿山安全监测及管理中的应用青岛建筑工程学院王成钢朱申红周盛世要功能，探索了可视化图形工具在安全领域中的应用方法。
矿山安全管理是一项复杂的系统工程，它是以环境、机械、设备、产品、原材料以及相关的人和环境等综合系统为管理对象，最终的目的是保护人和生产资料的安全。矿山的生产是针对位于地下的三维空间中的矿体，矿体周围又有复杂的地质断层，矿山生产的采煤、掘进、通防、机电、运输五个大系统就分布在地下空间中，整个生产过程受瓦斯、一氧化碳、煤尘、涌水、机电、顶板、通风等因素的威胁，复杂的环境条件要求我们随时要注意安全，出现异常能快速准确地定位事故及准确地采取措施。随着计算机技术的发展，矿山安全及生产过程的可视化需求成为可能，地理信息系统（GIS）为矿山三维立体空间系统的可视化管理提供了强有力的工具，而MAPGIS就是这样一个功能强大的全面直观的桌面地理信息系统。它继承了GIS绘制地图的功能，同时扩展了查询、更新各种信息源的能力，并增强了数据计算、分析及统计功能，它将传统的安全信息带入到可视化的空间中，形成了可在图形的基础上产生各种安全信息。我们结合目前的通防监测系统和安全评价系统，初步形成了可视化、立体化的安全监测和梯煤柱内侧易形成贮热氧化易燃隅角带而产生自燃。只有各分层巷道重叠布置可以减少煤柱留设，甚至不留煤柱，消除了采空区浮煤自燃的基本条件，不易发生自燃。因此，分层开采工作面应尽量采用分层巷道重叠布置。
（2）加强工作面两道一线的注浆质量。
由于外错式分层开采工作面上分层顺槽易自燃，因此，日常工作中必须加强两道一线（即前、后顺槽，停采线）的注浆充填质量。只有确保将这些地点充满、充实，才能杜绝上分层采空区的漏风和浮煤氧化，从根本上防止自燃火灾发生。
（3）工作面回采完必须及时回撤、及时封闭充填。该工作面由于各种原因，停采后一个多月未回撤，被迫在发火后回撤，造成人力、物力的重大损失，威胁了矿井的安全生产。如果该工作面能在停采后立即回撤，那么发火前回撤工作就可以完成。因此，为防止停采工作面自然发火，采煤工作面回采结束后，必须按《煤矿安全规程》第222条规定，在1.5个月内回撤完毕，砌筑永久性封闭。
于阜新煤矿学校采煤专业，高级工程师，现任大雁矿务局通风救护处处长兼救护大队长。地址：内蒙古呼盟鄂温克旗大雁邮编：022.
煤矿安全管理信息网络，这种方式非常适合矿山复杂系统的要求。MAPGIS还允许用户进行二次开发，并为在Client/Server环境下解决图示化安全信息管理问题，提供了一种全新的方案，可供各种有关职能部门共享。
1目前安全监测管理中的主要问题目前我们传统的安全管理方式是以人为主要因素，没有定位、定量、准确性差，它主要存在以下几个问题：（1）凭经验和直感处理生产系统中的安全问题较多，一般是由表及里的进行分析，难以发现潜在的事故危险性，难以彻底改善安全面貌和杜绝大的隐患产生。
（2）定性的多，定量的少。即安全或不安全的概念多，而定量的概念少，如生产系统究竟有多大的安全性事故发生的频率有多大可能的严重程度有多大都无法回答，难以给人以实质性的概念。
（3）片断地零碎地解决安全问题多，头痛医头脚痛医脚，系统地、全面地解决问题少。
（4）没有肯定的目标值。生产、经营有目标，安全没有目标值，究竟做到什么程度才算安全是否问题都解决了怎样做才能不发生重大事故均心中无数。
总之，传统的安全管理方式，越来越不适应于生产的发展，必须采用先进的方法和手段才能更好地解决安全问题。多少年来安全工作者总想找到一个方法，能够事先预测事故的发生，掌握事故的规律，作出定性和定量的评价，向有关人员预先警告事故的危险性，并且能够根据评价结果，提出相应的安全措施，这样安全系统就应运而生了。
2系统的总体设计随着计算机技术的发展，我们把系统工程的一些基本方法，借助计算机为工具，对传统的安全管理方法进行了改进。首先编制了《煤矿安全数据库系统》，主要解决安全数据的规范化，过去安全数据出在各个单位，除了煤安表外，上级主管部门对其它安全数据都没有统一的要求，安全数据收集的渠道各异，格式也不尽相同，《煤矿安全数据库系统》采用的都是标准信息格式，使繁杂的安全数据变成有目的的收集，并初步具备了对死亡事故按事故类型、各类工种、年龄、工龄、节气、时间、伤害部位、事故原因等项目统计与分析。此软件曾在山东省及全国推广使用，后来我们又根据矿山的实际情况开发出了《矿山安全评价系统》，把整个矿山安全情况量化成一个综合评价系统，它包括采煤、掘进、通防、机电、运输五个子系统。系统采用了一些科学算法，如指数平滑、格拉普斯方法等，并建立了数学模型，产生了量化的安全评价体系。此外，还有通防监测系统TF200、KJ2、KJ4等，这三种系统都是用于煤矿安全生产监测现代化，使用计算机进行实时数据采集、分析处理的系统，它可以监测井下瓦斯、一氧化碳、风量、压力、风门开关、主通风机和局部通风机的运转状况等信息，也可检测防尘设施的状态和各种影响安全的环境因素以及机械动力设备的启动停止等情况，为指挥安全生产提供有价值的参考数据。这样就形成了由地理信息大屏幕图形显示为基础，计算机网络为传输介质，由通防监测系统、安全数据库系统和工作面安全评价系统为主的安全管理信息系统。
3地理信息MAPGIS的功能特点MAPGIS系统由4部分组成：图形编辑，数据后台接收，图形显示与安全管理系统。其中图形数据编辑子系统功能如下：（1）支持扫描矢量化和数字化仪矢量化、边矢量化、边输入图形对象的基本属性，并与数据库建立一一对应关系（2）对对象的图形、属性、数据进行增删与修改操作，同时修改图形对象与后台数据库中对象描述的一一对应关系（3）提供对DXF格式的图形数据转换接口（4）对在其它系统中编辑好的图形数据只要基本表结构与本系统要求的一致，便可通过煤矿安全批处理建立与后台数据库的对应关系。
4安全监测及管理系统的开发矿山安全管理软件的开发主要分为两部分，一部分是动态数据采集及监测，另一部分是安全数据的管理。MAPGIS的强大功能，使我们可以把两者有机地结合在一起，形成一个完全可视化的图形安全管理系统。
（1）通风监测系统的改造。目前矿山应用的通防监测设备主要由两部分组成：一部分是现场采集数据的下位机，主要用单片机和单板机组成另一部分是地面控制室的微机和模拟盘，其主要作用是显示现场采集的数据，一般有一个平面图形显示模板，它只能显示数据，没有数据属性，所以不能查询其它数据，也不能作为管理系统来使用。上位机和下位机通过串口或微机网络相连接，MAPGIS可代替原来的模拟图形，用真实的矿山测量图形来显示，同时可以用鼠标点击某一采区或某一显示物体，可以查看该物体的数据属性。例如我们可以点某一主通风机，则显示该主通风机的规格、型号、厂家等数据信息，点击某一工作面、机械设备可见其安全评价数据及存在的主要问题。
（2）工作面信息安全评估系统。矿山安全评估是整个矿井安全情况的一个综合评价系统，过去我们通过报表的方式来显示数据，不能直观的查看，利用MAPGIS后，我们可以随时查看某一个采区、掘进头、巷道的安全评价数据，并可制定安全评价等级，是A级的用不同的颜色标注出来，以便使用人员调阅和整改。
安全评价软件的功能模块如图1所示。其中A=安全，B=较安全，C=危险，D=很危险。
各模块功能如下：①打印评价表：打印出各专业的安全评价表格，由安监员拿着此表到现场逐项检查，其结果作为安全评价的基本依据。
②输入回采工作面数据：当你初次使用本软件时，发现本软件评价的单位和内容不符合本单位实际情况时，可根据本单位的实际情况，确定下次要评价的评价表中各大项内容。把回采专业评价表检查结果，经汇总输入计算机。
当输入错误的数据时，可用此模块进行修改。
把输入的数据，按煤矿安全系统工程评价的方法进行计算，其结果存入磁盘，供以下各模块使用。
③输入掘进工作面数据：各模块的功能同④打印报表：日报表，旬报表，（分上、中、下旬），月报表。
⑤数值分析：分析出一天或一段时间内，评价得分最多和最少的单位。排出一天或一段时间内各单位名次，并打印出名次表，用于指导各煤矿安全单位了解本段时间内，在全矿各工作面安全评价中所处的地位。分析出一天或一段时间内，在某得分段内的单位。分析出一天或一段时间内，某单位各大项得分情况。分析出当天安全评价得分80S≤70的单位，并打印C级卡附表，责令工区抽出专人整改隐患。分析出当天安全评价得分S70的单位，并打印D级卡附表，责令工区停止生产，整改隐患。C、D级卡必须在下达卡片的第二天交安监处。由工区送交给安监处的C、D级卡中，若有未整改隐患，经安监处工程技术人员分析后，确认工区无力解决时，则打印C、D级矿长接受卡附表，责令矿长组织专人解决工区存在的隐患，当矿长也无力解决工区存在的隐患时，将此卡送交矿务局安监局处理。分析出当天某个工区某大项得分小于70的项，并打印单项卡附表，用于指导工区对某一大项中的隐患进行整改，此卡在下达卡片第二天返回到安监处，处管理人员也可根据工区填卡内容，检查现场安监员填写的评价表是否正确。如果工区返回的单项卡隐患整改内容和安监员评价表所检查的内容不符，应对安监员或工区领导干部进行严厉制裁。
⑥图形显示：用直观的图形把某天某单位的安全评价得分显示出来。把一段时间内各单位的得分情况用主次图显示出来。显示出安全评价得分的一元线性曲线，预测下一天得分情况。
⑦奖金分配：根据各工区月安全评价得分多少和得分名次，打印各工区本月得奖情况。
5地理信息图形处理（1）通风监测系统。通过远程计算机网络连接现有已经安装的TF200、KJ4、KJ2等通防安全监测系统，对基础数据进行采集、分析、处理。可以监测井下瓦斯、一氧化碳、风量、压力、风门开关、主通风机和局部通风机的运转情况，显示防尘设施的状态等各种影响安全的环境因素和机械动力设备的启停情况，供调度人员迅速指挥生产。
（2）避灾路线图。GIS可以产生最佳路径计算，当矿井出现涌水或瓦斯爆炸时，可根据开拓系统图及相关动态信息，及时调度人员从选择的最佳路径撤离并指挥矿山救护。
（3）电力调度及井下变电配电系统。地理信息系统可通过计算机网络来自电力调度系统的实时数据，以图形的方式表现出来，井下变电配电线路的布设是依托于开拓巷道，当井下某区域电力超载时，系统利用GIS网络分析功能，自动报警并切断相关回路上的次要设备，保证生产正常运行。
（4）井下运输调度系统。根据地理信息显示的运输系统开拓进尺图，优化运输路线，避免安全事故及生产事故的发生。如当采面运输设备停止运行时，其后面的运输皮带仍继续运转，造成没有输送矿物而空转，导致大量浪费。系统可判明这种情况并发出提示信号，以便调度人员及时处理。
通过我们对新汶矿业集团公司安全系统的开发和实践，证明了地理信息系统比较适合于矿山安全和调度指挥，随着现代化管理的加强，地理信息系统和计算机网络，将为矿山带来更大的经济效益和社会效益。
学院，毕业后在新汶矿业集团公司计算机中心从事开发工作多年，现在青岛建筑工程学院交通运输系从事计算机技术的教学和开发工作。地址：山东青岛经济技术开发区邮编：266520.
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