浅析金属非金属矿山露天开采中智能矿山建设对重大事故隐患预防的作用

杨 强

（西藏玉龙铜业股份有限公司，西藏 昌都 854000）

矿山工程一直是支撑我国工业发展与社会经济建设的重点工程，在进行金属矿山与非金属矿山的露天开采时，由于矿区地质环境较为恶劣，导致矿山工程在实施过程中，极易出现严重的矿山事故。为了降低矿山事故的发生概率，有关地质勘查人员在进行矿山工程的研究中发现，部分矿区，在地表层已裸露显著的危险因素，对外部危险地质样本进行采样分析发现，大部分裸露在地表层的危险因素之间并没有直接的关联[1]。但追溯其根源可知，产生此种现象的原因为矿山内部存在大量有害物质，这些有害物质受到地质迁移或多种客观因素的影响发生泄漏，或矿层底部能量受到矿山过度开发等人为操作的影响，其中有害物质失去控制。无论是上述提出的任何一个原因，均是诱发重大矿山事故的主要因素，尤其在现如今人们安全意识逐步提升时，越来越多的矿山工程技术单位，开始在相关作业行为中关注到矿山工程存在的安全隐患[2]。与此同时，智能矿山的建设成为了技术单位的关注重点，即在地质勘查或矿山开采作业中，将智能化技术与信息化技术进行融合，在实际工作前，使用技术定位矿区内隐患点，并采用绘制三维地质图像的方式，对矿区地质环境进行定点测绘，从而为矿山工作者在作业过程中，提供辅助作业支撑。

1 重大事故类型

为了降低金属非金属矿山露天开采过程中发生安全事故的概率，应提前掌握造成矿山工程重大事故的安全隐患因素，并在此基础上划分重大事故类型。相关方面的具体内容如下。

其一为矿山工程中的坠落类事故，此种事故通常是指技术人员在矿区内进行高空作业时，由于操作不当或安全防护装备受损导致事故。此种事故一旦发生，不仅会造成人员的伤亡，同时也会对工程实施进度造成负面影响。同时，在高空作业过程中，当前端人员信号接收设备出现故障，导致其无法与后端管理人员进行实时交流，也会出现此种类型的事故。

其二为矿山工程中的机械损伤事故，此种事故通常是指在工程实施时，技术人员与机械设备运行直接接触，从而出现夹击、碰撞、碾压等方面的事故，与此相关的机械设备包括送料设备、运输设备、装货车等。产生此种事故的原因包括：操作大型设备的流程不规范、维护人员没有及时对现场作业人员进行安全维护、直接接触人员身上没有足够的保护措施等。

其三为矿山工程中的爆破事故，此种事故通常是指在进行矿山开采时，由于山体爆破导致的人员伤亡事故。诱发事故的原因包括：爆破行为没有按照标准文件执行、操作行为不当、违规点火、爆破后没有对现场进行及时处理，导致山体坍塌，从而出现二次事故、部分炸药由于放置时间过长，已经出现变质问题，而现场爆破人员无法对此种情况进行及时反应，造成重大的矿山工程安全事故。

2 现行重大事故隐患预防策略存在的不足

尽管现如今我国针对矿山重大事故隐患预防工作的实施方案建设已相对完善，但随着近年来矿山工程被推上社会热门行业，越来越多的单位参与到与此方面相关的工作中[3]。但在此过程中，一些单位为了获取个人利益与收益，一味的开发矿产资源，却没有考虑到此种过度开发行为会对区域地质环境与生态结构造成破坏。因此，可以认为我国大部分矿山企业在作业过程中，技术人员的主观思想认知仍存在问题。在对相关产业进行市场调查时发现，一些企业单位甚至在没有获取开发证件的情况下，便开始经营矿产资源买卖交易，而有关监管部门针对此种现象，也没有对其进行针对性的管理。

除上述提出的内容，在金属非金属矿山露天开采中，最显著的问题仍是开发技术不足。一些技术单位将大部分科研技术调研资金，应用到了雇用人力开发资源方面，却没有重视起在此过程中，对现代化技术与辅助性设备的应用，导致技术人员在作业过程中，缺少实时通信设备作为支撑，也没有现代化的勘探设备对其进行辅助。而在此过程中，一旦出现安全隐患，作业人员反馈的信息无法及时被处理，最终便会诱发重大的安全事故。

3 金属非金属矿山露天开采中智能矿山建设对重大事故隐患预防的作用

3.1 为金属非金属矿山露天开采提供危险源评估依据

在完成上述相关研究的基础上，开展金属非金属矿山露天开采中智能矿山建设对重大事故隐患预防作用的分析，综合我国地质相关工作者的反馈数据可知，在矿山工程中，智能矿山建筑工作的实施，对于重大事故隐患预防起到了提供前者危险源评估依据的作用。为了进一步掌握其作用，可从智能矿山建设层面入手，对智能矿山处理地质数据的架构进行描述，如下图1 所示。

图1 智能矿山处理地质数据的架构

如上述图1 所示，智能矿山主要由三层构成，其中数据层内包含了大量矿山地质数据，数据中不仅含有危险数据集合，同时也含有大规模地质勘查数据集合。在矿山工程实施前，相关地质工作者需要将智能矿山模型导入计算机设备，使用客户端设备，作为金属非金属矿山露天开采的支撑，按照预设的矿山工程实施流程，操作计算机，在云端进行预设线路的操作模拟。在模拟工程实施过程时，预设线路将在计算机中呈现一种三维可视化状态，因此，经过预设线路的所有危险源将清晰地呈现在终端设备中。与此同时，智能矿山将根据危险源的位置，对其进行三维定位，并根据模型比例尺，自动计算危险源在空间的位置，此位置使用空间坐标可以表示为（x，y，z）。而客户端设备中集成的专家系统，也将根据诱发危险源的直接原因与间接原因，对其临界阈值进行深度分析。分析结果将以文件资料、档案数据等方式进行传输，总之，智能矿山在地质勘查与矿山开采过程中，所起到的作用是十分显著的，而所有与之相关功能的实现，也均是建立在计算机数据库设想基础上实现的。在此种条件下的终端设备，不仅集成了多媒体技术与专家处理系统，同时也为技术人员提供了一个相对可视化的视窗操作界面，而此时，无论是矿山工程安全监管部门，或是非专业技术人员，均可以通过操作客户端的方式，实现对软件功能的汉化，从而帮助非技术人员进行金属非金属矿山露天开采工作进度与实时进展的调用。

在上述提出的内容中，金属非金属矿山露天开采中的重大事故隐患源，在完成评估后，大多以文本文件、数据图像两种方式输出。因此，只需要终端操作者，操控计算机便可以实现对危险源评估数据的调用，对于在此过程中技术人员，可以在完成数据信息的针对性获取后，将矿区电子地图与危险源位置进行对接，并结合危险源区域的地理条件与地质情况，将危险程度较为直观地展示出来。

在完成数据调用处理后，此次评估的所有信息在计算机内均将以JPG 格式文件存储在数据层中。通过此种方式，不仅可以为矿山工程的实施提供“事前”危险源评估，同时也可以为后期地质结构类似的矿山工程积累资料。

3.2 发挥重大事故隐患诱发因素现场决策作用

除上述提出的作用，在进一步对智能矿山应用的研究中发现，通过调用矿山终端监控站点的信息，可以实现将调制解调器（MODEM）与计算机系统进行集成，确保在远程端获取的数据可高效率传输。同时，考虑到智能矿山集成了大数据技术与云端处理平台，因此，利用终端实时更新的能力，可以预先掌握矿山地质的迁移规律、矿产资源的赋存变化趋势。以此种方式，便可以初步实现金属非金属矿山露天开采中，对重大事故隐患的预防。

此外，在终端计算机设备的通信端预设安全接口，接收由前端传感器获取的多种控制信号，可以发挥智能矿山的重大事故隐患诱发因素现场决策作用。例如，在前端接口上集成温度与湿度传感器、实时检测与跟踪定位设备、通信设备、远程信号实时传输设备等，可以对矿山中潜在的多种危险源进行参数分析。包括，地质层液位变化、矿产资源密集度变化等，在此基础上，将终端参数信号转换成可支撑4.0mA～20.0mA 的标准电流信号，再将此电流信号转换成计算机可识别的数字信号，便可以得到一个针对危险源实时状态变化的对比结果，在此基础上，通过状态信号的比对，对前端进行数据结果的反馈，结合反馈的数据，便可以为矿山工程现场工作人员提供决策支撑。总之，在金属非金属矿山露天开采过程中，智能矿山建设所起到的作用是常规地质模型无法代替的，因此，要想实现对重大事故隐患进行有效预防，还需要进一步完善智能矿山建设工作，从而为我国地质工程与矿山工程的实施提供进一步的辅助决策。

4 结语

为了提高金属非金属矿山露天开采的质量与效率，本文开展了智能矿山建设对重大事故隐患预防作用的研究，此次研究共提出了两个论点，分别为：为金属非金属矿山露天开采提供危险源评估依据、发挥重大事故隐患诱发因素现场决策作用。经过多方的理论分析，得出的结论是真实有效的，因此，可在后期的研究中，加大对智能矿山建设的投入，完善矿山的智能辅助决策功能，从而实现对我国矿山产业发展的有效带动。