大型露天矿运输安全控制与预警系统

邓煕

大型露天矿运输系统的优化不仅关系到矿山企业的经济效益，还与企业的安全生产息息相关。通过对大型露天矿运输安全进行有效控制和预警，能保障矿山企业矿产和物料运输过程的安全性，从而提高矿山企业的生产效率。本文针对大型露天矿运输安全控制过程中的多层次、非线性、多因素等特点，通过建立综合评判模型，并结合环境（medium）、人员（man）、设备（machine）、管理（management）四要素（即4M要素理论），对大型露天矿运输安全控制与预警系统的构建提出了相关建议。

露天矿运输的基本任务，主要是将露天采场采出的矿石运送到选矿厂或贮矿场，将岩石运送到排土场，并将生产作业人员、设备和材料运送到工作地点。完成上述任务的网络构成露天矿运输系统。在露天矿开采过程中，矿山运输的基本建设投资约占矿山基建总投资额的三成，运输成本和劳动量分别占矿石总成本和总劳动量的四分之一以上，由此可见露天矿运输在露天矿开采中的重要地位。

我国的大型露天矿大多开采于上世纪五六十年代，经过半个多世纪的开采，矿山的前部资源已被采完，很多露天矿山已陆续开始了深部开采，其开采方式也从原来的山坡露天开采向深部凹陷开采而转变。

大型露天矿的运输系统是一项系统工程，具有一定的复杂性和强耦合性，且受多因素和多层次原因影响。在对大型露天矿运输系统运行过程中的安全事故進行预测和分析时，很难得出准确的答案。因此，有必要通过搭建更加科学高效的安全控制预警系统，对露天矿的运输安全进行有效控制。

露天矿运输安全控制与预警系统在搭建过程中应当应用安全系统工程中的先进理论和方法，结合当下发展迅速的电子信息控制技术，通过现有的露天矿安全控制与预警系统所具备的相关信息，对露天矿运输系统的运行状况和安全隐患进行预测和实时监控。

（一）常见的安全控制系统结构

目前，我国大型露天矿运输安全控制系统主要有两种管理模式：一般管理模式和事故出发型管理模式。一般管理模式是指在事故发生后，通过以往对类似事故的处理经验和主观判断，采取相关措施对安全事故进行处理。事故出发型模式是在一般管理模式基础上增加了安全信息库，以快速提取和查找相关处理信息，并能为事故的评价和调查提供客观依据。与一般管理模式相比，事故出发型管理模式更具高效性和客观性，但两种方式均只能在事故发生后进行相应的处理，无法进行事故预测分析和实时预警，因此均具有一定的局限性。为满足露天矿运输安全管理的需求，风险分级管控与隐患排查治理双重预防机制建设即“双控”模式应运而生，该模式在日常生产中对各个流程和生产环境进行实时监控，对有人的不安全行为、物的不安全状态、管理上的缺陷等安全隐患进行及时的发现和处理，从而最大可能性的减少露天矿运输过程中安全事故的发生。

（二）安全控制系统的组成

1.首安云系统

通过事故关口前移的方式遏制重特大事故的工作体系。此系统在隐患排查治理系统的基础上，运用信息化手段，进一步探究落实安全生产责任制，结合安全管理规章制度与现场生产管理实际，继续深化开发风险辨识评价、安全专业管理等主要模块功能，包含安全风险分级管控、隐患排查治理、风险四色图等。

2.设备管理信息平台

设备故障信息系统由设备信息库和设备检测数据库两部分组成。设备信息库则又由设备故障库和设备寿命库组成，分别存储设备的故障发生及处理信息和设备的出厂日期和使用时间。设备检测数据库则存储设备在使用过程中的运行状况和参数信息等数据。

3.故障诊断系统

露天矿运输安全控制系统对存储数据进行分析归纳，并结合大量的故障信息，通过大数据统计处理的方式对常见的故障进行智能诊断的处理。

未来露天矿运输安全预警系统应以“4M要素”理论为依据，搭建集信息收集、处理、存储、分析、决策等功能为一体的安全预警系统，其理论组成如下：

（一）信息处理子系统

随着信息社会的不断发展，信息成为人们工作和生活的重要依据，信息的种类和数量也越来越庞杂，对信息进行有效的处理是提高生产效率的重要方式。在露天矿运输安全预警系统中，信息处理子系统应该具备信息筛选、汇总、处理、传递等四个基本功能。通过对事故数据信息的收集和分析，确定起其主要原因和危险程度，并及时传统给监控中心和处理系统，最后还需将处理决策及时反馈给

事故处理人员。

（二）信息预警子系统

信息预警子系统需根据露天矿的实时信息，从分析、评价以及预警等三个角度实现整个露天矿运输安全的动态监控和超前预防。根据其具体功能，可分为事故预警模块、安全评价模块和定量预测预警模块。

1.事故预警模块

通过概率统计、德尔菲法、模糊数学理论、大数据技术等分析方式，预先辨别出矿山在运输安全中的安全性和危险隐患，以对大型露天矿的安全运输起到事故预警作用。

2.安全评价模块

针对大型露天矿运输安全的系统评价应采用多层次分析，通过线性加权评价模型对具体安全风险进行多层次、全方位的评价，评价指标体系既要考虑事故发生指标，也要考虑安全隐患指标，同时还需结合矿企运输系统的安全绩效，全面、客观的反应整个矿山的运输安全状况。

3.定量预测预警模块

定量预测预警模块能从多时间序列构建数学分析模型，预测露天矿运输系统在未来运行过程中有可能发生的安全隐患，并根据运输系统不同的工作状态，调节模型参数是预测结果更准确，从而使矿企能及时进行事故预防。

（三）智能决策子系统

为进一步提升大型露天矿运输系统的运行效率，运输安全预警系统应具备一定的只能决策能力，特别是针对一些常见的、易处理的问题，系统应通过智能决策子系统，及时进行智能修复。该系统需具备信息量较大的事故分析数据库，将大量的运输安全隐患及相应的处理措施存储在数据库中，通过故障预警信息的收集，系统分析和推导出该故障发展的主要原因，在通过对系统内所有设备的运行状况的监测，找出问题所在，并对症进行处理。

为有效提高我国露天矿运输过程中的安全性，相关从业者应积极思考和学习先进的管理技术和理念，并紧跟时代发展的脚步，运用新技术、新思维，进一步提升露天矿运输安全控制与预警系统的前瞻性、高效性，从而进一步促进我国矿产行业的发展。

[1]董淑斌.安家岭露天矿南帮运输系统优化方案[J].露天采矿技术，2019，34（5）：49-52.

[2]孟兴国，刘志飞.山坡露天矿转凹陷露天矿开拓运输系统布置[J].露天采矿技术，2019，34（2）：38-40.

[3]孙延统.基于降水条件的露天矿运输道路边坡的稳定性数值模拟分析[J].中国金属通报，2019（3）：235，237.

[4]王伟.露天矿运输机械设备加强设备管理与维修的探讨[J].建材与装饰，2019（17）：203-204.

[5]陈峰，杨溢，陈印.大型深凹露天矿开拓运输工艺方案的选择[J].矿冶，2019，28（5）：27-31.