论文部分内容阅读
摘 要：当前金属非金属矿山的井下安全问题已经成为广泛关注的一个问题，因此建设“六大系统”是十分重要的，其能够进一步提升矿山建设的水平，实现对地下矿山的更加高效的生产调度，对于协调性以及系统性来说也是很好的一面。在当前相关企业的发展建设过程中，这一问题应该引起一定的重视，只有解决了该问题，才能促进企业的发展，所以六大系统的信息化建设已经成为其中最为关键的一环，只有实现数字化的集成，才能满足六大系统的应用。本文针对数字化集成过程中的硬件构成以及相关的问题展开了进一步的探究，希望能够对今后的发展有所帮助，促进矿山井下更加安全的施工。
关键词：六大系统；数字化集成；安全生产调度指挥
在矿山生产的企业中，安全问题是重中之重的一个问题，这对于企业的安全生产具有十分密切的影响，所以在近几年来，国家大力提倡矿山生产安全的问题，保证金属非金属矿山井下的安全生产，六大系统的建设就是在这样的背景环境下建立起来的，这六大系统分别是紧急避险系统、压风自救系统、井下人员定位系统、监测监控系统、通信联络系统还有供水施救系统。通过对上述应用系统的运用可以促进更加高效的运行，采用统一决策的方式以增加救援的时间，并且还能提高整体的协调能力，所以说六大系统的应用对现实矿井生产工作是具有重要意义的，这是实现智慧矿山建设的根本保证。
1 地下矿山安全避险六大系统信息化建设的实现
从硬件上来看，六大系统主要是在矿山井下布置了不同的传感器对信息进行接收，并且将接收的信息采集起来存储在服务器上，在经过进一步的处理以及分析以后，在安全指挥调度之下就能显示在显示屏上，这样就实现了远程操作的可能，安全生产调度中心可以采用语音广播或者是无线手机等设备向井下传达任务指令，也能随时发现他们的工作動态，这样一旦出现危险，也能在第一时间帮助井下的工作人员撤离，最大化的降低损害。所以说系统集成在矿井下的实现对于当前的金属非金属矿来说具有十分重要的意义，不但保障了工作人员的生命安全，还让开采工作可以更加顺利的进行。
在系统集成中，主要是通过以下几方面实现的，首先是三维浏览系统模块，这一模块主要是建立起了一个真实立体的三维模型，能够采用动态的方式体现竖井巷道的工程，并且将采场与之联系在一起，一旦通过某个事件触发到了漫游过程时，就能显示出矿山的重点部位以及设施等情况，这样就能更加直观的掌控运输、排水以及冶炼等生产环节，让工艺流程更加顺畅。还有一个组成部分是三维GIS系统，这一系统的建立主要是对矿山的重点设备信息进行建立，从中能够调用出所需要的GIS信息，这样一来工作就会变得更加简单有效，省去了不少麻烦。
其次是信息集成模块，在这一模块中主要是对人员进行更加准确的定位，将工作人员的实时位置显示出来，在定位基站三维空间的基础上将人员与设备进行锁定，这样就能从数据库中统计出人员数量，记录下相应人员的具体位置，并且与三维空间竖井巷道的模型相互结合在一起，以达到一种人员轨迹的三维回放效果。通过对人员位置以及数量的统计可以知道，与传统的二维相比，这种定位更加精准，也更能保证工作人员的生命安全，可以真正的实现准确定位的效果，对于今后的工作来说有助于采用合理的方式进行调度管理。
安全生产调度指挥系统。安全生产调度指挥系统通过三维可视化平台对现场采集数据进行实时分析和仿真模拟，给应急救援、逃生避灾等提供科学决策和调度指挥方案。（1）逃生避灾路线。在系统集成平台上实时进行监测分析预警，对于突发事件，系统立即通过对监测监控数据以及灾害周边环境的智能分析，自动生成最佳逃生避灾线路，为应急逃生及调度指挥提供可靠依据。（2）逃风线路。通过对矿山传输的监测数据和生产数据经过整合分析，自动生成通风线路，当火灾或水灾发生时，为处于危险中的人员提供避灾路线，自动生成的通风路线图。（3）应急救援方案管理。系统通过三维空间分析，结合各巷道属性，生成各种灾害的逃生路线及应急救援路线，并据此生成应急救援方案；当井下巷道等条件发生变化时，通过数据库能及时更新巷道模型和逃生、救援路线，从而更新应急救援方案：同时，通过对事故的现场模拟及影响模拟，实现应急救援方案演练。
2 地下矿山安全避险六大系统信息化的特点
高可靠性。光纤以太环网能确保数据传输的可靠性，当某一点发生故障时，系统能在若干毫秒内自动切换到环网的另一端进行传输，并向调度中心发出告警，以便让维护人员进行维修恢复。
三维可视化集成各应用系统。通过精细建模，虚拟矿山安全生产环境，真实再现生产运行状况，实时进行三维可视化浏览、查询和分析。
系统快速建模与实时更新。矿山生产过程是在不断进行的，该系统随着井下巷道工程、采掘面以及矿体体积等信息的不断增加，通过快速的特征建模系统，对地形、地面水体、地面道路和桥梁、地面建筑和古建筑、树木、井巷工程、运输轨道、采矿设备、三维管网等实现完全自动的快速建模，从而可有效防止因更新不及时而导致井下安全数据的丢失或失真。
易扩充性。本系统不仅仅是对单个系统的数据获取、过滤和分析，而是集成矿山各种应用系统信息于一体的开放式平台，因此无论是已有的各种监测监控系统还是新建设的系统，都可以快速的集成到平台中去，从而具有非常方便的易扩充性。
安全系统有效集成，便于科学分析与综合调度指挥。通过三维可视化平台有效集成安全避险六大系统，通过仿真模拟、事故推演等进行安全分析，应急救援，调度指挥。
3 六大系统信息化的应用
安全避险六大系统数字化集成系统在金矿运行的工作稳定可靠，对金矿安全、生产管理尤其在生产安全调度指挥、事故应急救援等方面作用显著，已成为金矿日常工作不可缺少的工具，取得了很好的经济效益；系统硬件软件随应用增多正在不断扩充中；系统展示效果非常好，让金矿领导和外来参观人员十分满意，取得了很好的社会效益。
结束语
通过软件、硬件的结合，不仅实现了地下矿山安全避险六大系统的集成，还实现了很多其他功能，比如选厂监控监测系统、尾矿库监测系统、安全专家系统等，并且能轻易实现很多拓展功能，如地表塌陷监控监测系统、巷道变形监测系统等，同时各子系统间相互支持、相互配合，能实现更多的矿山安全生产调度管理应用，为矿山企业的生产和安全管理提供了强大的工具。
参考文献
[l]张菊明.三维地质模型的设计和显示[C].中国地质学会数学地质专业委员会[M].北京：地质出版社，1996.
[2]孟小红，王卫民，姚长利，等.地质模型计算机辅助设计原理与应用[M].北京：地质出版社，2001.
[3]王志杰.基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统[D].徐州：中国矿业大学，2006.
关键词：六大系统；数字化集成；安全生产调度指挥
在矿山生产的企业中，安全问题是重中之重的一个问题，这对于企业的安全生产具有十分密切的影响，所以在近几年来，国家大力提倡矿山生产安全的问题，保证金属非金属矿山井下的安全生产，六大系统的建设就是在这样的背景环境下建立起来的，这六大系统分别是紧急避险系统、压风自救系统、井下人员定位系统、监测监控系统、通信联络系统还有供水施救系统。通过对上述应用系统的运用可以促进更加高效的运行，采用统一决策的方式以增加救援的时间，并且还能提高整体的协调能力，所以说六大系统的应用对现实矿井生产工作是具有重要意义的，这是实现智慧矿山建设的根本保证。
1 地下矿山安全避险六大系统信息化建设的实现
从硬件上来看，六大系统主要是在矿山井下布置了不同的传感器对信息进行接收，并且将接收的信息采集起来存储在服务器上，在经过进一步的处理以及分析以后，在安全指挥调度之下就能显示在显示屏上，这样就实现了远程操作的可能，安全生产调度中心可以采用语音广播或者是无线手机等设备向井下传达任务指令，也能随时发现他们的工作動态，这样一旦出现危险，也能在第一时间帮助井下的工作人员撤离，最大化的降低损害。所以说系统集成在矿井下的实现对于当前的金属非金属矿来说具有十分重要的意义，不但保障了工作人员的生命安全，还让开采工作可以更加顺利的进行。
在系统集成中，主要是通过以下几方面实现的，首先是三维浏览系统模块，这一模块主要是建立起了一个真实立体的三维模型，能够采用动态的方式体现竖井巷道的工程，并且将采场与之联系在一起，一旦通过某个事件触发到了漫游过程时，就能显示出矿山的重点部位以及设施等情况，这样就能更加直观的掌控运输、排水以及冶炼等生产环节，让工艺流程更加顺畅。还有一个组成部分是三维GIS系统，这一系统的建立主要是对矿山的重点设备信息进行建立，从中能够调用出所需要的GIS信息，这样一来工作就会变得更加简单有效，省去了不少麻烦。
其次是信息集成模块，在这一模块中主要是对人员进行更加准确的定位，将工作人员的实时位置显示出来，在定位基站三维空间的基础上将人员与设备进行锁定，这样就能从数据库中统计出人员数量，记录下相应人员的具体位置，并且与三维空间竖井巷道的模型相互结合在一起，以达到一种人员轨迹的三维回放效果。通过对人员位置以及数量的统计可以知道，与传统的二维相比，这种定位更加精准，也更能保证工作人员的生命安全，可以真正的实现准确定位的效果，对于今后的工作来说有助于采用合理的方式进行调度管理。
安全生产调度指挥系统。安全生产调度指挥系统通过三维可视化平台对现场采集数据进行实时分析和仿真模拟，给应急救援、逃生避灾等提供科学决策和调度指挥方案。（1）逃生避灾路线。在系统集成平台上实时进行监测分析预警，对于突发事件，系统立即通过对监测监控数据以及灾害周边环境的智能分析，自动生成最佳逃生避灾线路，为应急逃生及调度指挥提供可靠依据。（2）逃风线路。通过对矿山传输的监测数据和生产数据经过整合分析，自动生成通风线路，当火灾或水灾发生时，为处于危险中的人员提供避灾路线，自动生成的通风路线图。（3）应急救援方案管理。系统通过三维空间分析，结合各巷道属性，生成各种灾害的逃生路线及应急救援路线，并据此生成应急救援方案；当井下巷道等条件发生变化时，通过数据库能及时更新巷道模型和逃生、救援路线，从而更新应急救援方案：同时，通过对事故的现场模拟及影响模拟，实现应急救援方案演练。
2 地下矿山安全避险六大系统信息化的特点
高可靠性。光纤以太环网能确保数据传输的可靠性，当某一点发生故障时，系统能在若干毫秒内自动切换到环网的另一端进行传输，并向调度中心发出告警，以便让维护人员进行维修恢复。
三维可视化集成各应用系统。通过精细建模，虚拟矿山安全生产环境，真实再现生产运行状况，实时进行三维可视化浏览、查询和分析。
系统快速建模与实时更新。矿山生产过程是在不断进行的，该系统随着井下巷道工程、采掘面以及矿体体积等信息的不断增加，通过快速的特征建模系统，对地形、地面水体、地面道路和桥梁、地面建筑和古建筑、树木、井巷工程、运输轨道、采矿设备、三维管网等实现完全自动的快速建模，从而可有效防止因更新不及时而导致井下安全数据的丢失或失真。
易扩充性。本系统不仅仅是对单个系统的数据获取、过滤和分析，而是集成矿山各种应用系统信息于一体的开放式平台，因此无论是已有的各种监测监控系统还是新建设的系统，都可以快速的集成到平台中去，从而具有非常方便的易扩充性。
安全系统有效集成，便于科学分析与综合调度指挥。通过三维可视化平台有效集成安全避险六大系统，通过仿真模拟、事故推演等进行安全分析，应急救援，调度指挥。
3 六大系统信息化的应用
安全避险六大系统数字化集成系统在金矿运行的工作稳定可靠，对金矿安全、生产管理尤其在生产安全调度指挥、事故应急救援等方面作用显著，已成为金矿日常工作不可缺少的工具，取得了很好的经济效益；系统硬件软件随应用增多正在不断扩充中；系统展示效果非常好，让金矿领导和外来参观人员十分满意，取得了很好的社会效益。
结束语
通过软件、硬件的结合，不仅实现了地下矿山安全避险六大系统的集成，还实现了很多其他功能，比如选厂监控监测系统、尾矿库监测系统、安全专家系统等，并且能轻易实现很多拓展功能，如地表塌陷监控监测系统、巷道变形监测系统等，同时各子系统间相互支持、相互配合，能实现更多的矿山安全生产调度管理应用，为矿山企业的生产和安全管理提供了强大的工具。
参考文献
[l]张菊明.三维地质模型的设计和显示[C].中国地质学会数学地质专业委员会[M].北京：地质出版社，1996.
[2]孟小红，王卫民，姚长利，等.地质模型计算机辅助设计原理与应用[M].北京：地质出版社，2001.
[3]王志杰.基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统[D].徐州：中国矿业大学，2006.