露天矿安全管理信息系统模块结构研究

张金山，孙 晶，刘业娇，于 彦，白 豹

(内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010)

引言

近年来，随着矿产资源的不断开发，我国采矿行业发展迅猛。各种金属矿、非金属矿的开采使我国几大资源省份的GDP值连年攀升。然而，经济增长的背后却是各个矿山不断发生安全事故的噩耗。所以为矿山建立合理有效的安全管理信息系统可以保障矿业职工安全和挽回安全事故所带来的经济损失。目前，地下矿尤其是地下煤矿的安全管理信息系统领域的研究已经比较完善深入，而非煤露天矿由于事故率较低，往往容易被人忽略。本文拟架构合理的露天矿安全管理信息系统模块结构。

1 露天矿安全管理信息系统模块研究现状

矿业安全管理信息系统的研究已取得了很多有价值的成果。2001年，张殿军建立的元宝山露天矿安全管理系统主要包括安全培训管理、日常安全管理、事故管理、质量标准化管理4个功能模块[1]。游达和吴超结合德兴铜矿安全管理的实际情况，构建了文献管理、职工档案管理、事故管理、设备管理、安全培训、隐患管理和质量标准化管理7个模块[2]。以上三人构建的系统都忽略了安全管理信息系统的一个重要部分——危险源辨识及风险评价模块。而刘峰等人的金属矿管理体系则是侧重于采矿技术的安全管理，缺乏人的因素[3]。谢振华的矿山安全管理系统包括安全信息处理、系统安全分析、系统安全预测、系统安全评价[4]4个模块，虽然从安全信息的收集到评价形成了一个完整的系统，但是没有从人与环境的角度考虑安全致因要素。由此可见，很多学者对信息系统功能模块的考虑都不够完善。本文运用安全人机学原理，从酿成事故的三大主要因素——环境、设备、人的角度着手，初步构建出一个较为完善的露天矿安全管理信息系统。

2 露天矿安全生产影响因素分析

在露天矿山中，自然环境对矿山安全生产的影响极为明显，地质、雨水、气象、地形地貌等都对露天开采的正常工作有着很大制约。由于矿石与设备、人员都裸露在地表之上，在安全管理信息系统中环境安全管理显得尤为重要。从主观条件上看，矿坑施工操作人员的文化程度较低，很多重大事故都是由人员操作不当引起的，可对人员进行教育培训及心理测试等来提高员工的安全意识。露天矿生产设备种类繁多，所处环境复杂，对设备的监管更是必不可少。环境、人员与设备是相互依赖、不可分离的三个部分，本文从环境—人—机系统角度考虑，构造较为合理的露天矿安全管理信息系统。图1为露天矿安全生产的主要影响因素[5]。

图1 露天矿安全生产的影响因素

3 露天矿安全管理信息系统模块探索

通过以上分析，初步拟定此露天矿安全管理信息系统包括4大功能模块，即环境安全管理子系统、设备安全管理子系统、人员安全管理子系统以及综合安全评价子系统。如图2所示。

图2 露天矿安全管理信息系统模块

1) 环境安全管理子系统

环境安全管理子系统主要包括地质安全因素、水文地质条件、气象条件、防火管理系统、防水管理系统。地质安全因素管理包含地层、地壳活动，岩层分布状况，褶皱断层分布状况等与地质相关信息的管理；水文地质条件管理包含大的沟谷、地表水体赋存状态、地下涌出水分布状况等信息；气象条件有高温、严寒、沙尘、暴雨、暴雪、解冻期等气象预测管理；防火、防水管理即对矿山、工业场地及办公区域一切场所的火灾、水灾发生因素的管理。

2)设备安全管理子系统

设备安全管理子系统主要是建立生产设备、运输设备、辅助设备、安全设备的监控与管理系统。生产设备主要包括对钻机、挖掘机、电铲、推土机、破碎机、岩石切割机和凿岩机等采掘设备；运输设备包含汽车、火车、斗车、自卸式柴油拖拉机、装载运输机、带式输送机、斜坡提升机等[6]；辅助设备有炮孔排水和装药设备、压路机、矿用检修车、矿用润滑车、空气压缩机、桅杆式起重机、卷扬机、水泵、压力容器、电气设备等[7]；安全设备包括防火栓、防尘器、灭火器等。此系统的功能是实现对主要采运设备的监控与调度管理。

3)人员安全管理子系统

人的不安全意识是发生安全事故的重要因素，此系统即是建立对员工的各个方面的综合管理制度，主要包括员工考勤系统、“三违”管理系统、安全健康档案管理系统、安全培训管理系统、岗位责任管理系统、员工工作与心理综合测评系统。以达到控制人为因素的目的，从事故源头抓起，重在增强人的安全意识。

4)综合安全评价子系统

综合安全评价子系统是露天矿安全信息管理的核心部分。通过对以上三个系统结构的讨论与分析，对露天矿的危险源辨识、风险评价、隐患预警、事故分类统计分析、应急救援等环节实施闭环、动态控制：

(1) 危险源辨识系统

危险源辨识是一个复杂且系统的工程，通过危险源辨识工作，建立危险源信息库，对危险源进行风险评价。对危险源进行分级控制是本系统的根本目的。

危险源的分级控制和管理是指从人、物、环境、管理四大方面分析事故发生的机理，找出导致事故发生的原因，从而制定有效的预防措施。所以必须依靠全体人员的力量调查和辩识危险因素[8]。通过对露天矿的现场考察，危险源辨识依据如下：①有发生爆炸危险的场所；②有提升系统危险的场所；③有被车辆伤害的场所；④有高空坠落危险的场所；⑤有触电伤害的场所；⑥有烧伤、烫伤的场所；⑦有腐蚀、放射、中毒和窒息等的场所；⑧有落物、飞溅、滑坡、坍塌、压埋、淹溺等的场所；⑨有被机械设备或其它物体碾、绞，挂、夹、刺和撞击等的场所；⑩其它容易致人伤害的场所。

危险源寓于生产过程，其辩识工作必须全体职工参加，要求企业班组每个成员根据生产实践和以往事故，提出本班组内涉及安全生产的危险源，然后再按照危险源的辩识依据进行辩识。厂矿、车间根据班组提出的危险源，结合工艺、设备进行审核、整理、汇总，逐个分析、评价、划分等级。

(2) 安全评价系统

安全评价系统主要是对建立起来的危险源信息进行风险评价。设计采用LEC风险评价法[9]。

D=LEC

D—风险等级；L—发生事故的可能性大小；E—人体暴露在某种风险环境中的频繁程度；C—一旦发生事故会造成的损失后果。

表1 LEC风险评价参数对照表

根据表1确定L、E、C的值，系统自动计算D值生成危险源的风险程度与风险等级：特级风险程度极其危险，取值D>320；A级高度危险，取值160≤D≤320；B级显著危险，取值70≤D≤160；C级一般危险，取值20≤D≤70；D级稍有危险，取值D<20[10]。根据得出的风险等级对危险源实行分级重点控制管理。

(3) 隐患预警系统

此系统主要预警在安全检查后发现的各类隐患与违章操作记录，在系统主页面进行预警，并反馈给相关部门限时整改，对于整改后的隐患取消预警，尚未整改的一直预警。此预警页面浏览权限实现全员监督，做为各部室安全管理工作的反馈页面，可以督促、提升各部室自我监管力度，从人的自我管理因素上减小事故发生率。

(4) 事故分类统计分析系统

此模块主要建立事故统计台账，对事故时间、事故地点、事故类别、事故名称、事故性质、事故诱发因素、造成的后果、人员伤害情况、受教育情况等信息进行建档登记。

按事故类型、事故发生年度统计一年内发生事故的情况。按照1至12月分别统计死亡、重伤、轻伤人数，并自动计算损失工作日、总经济损失、百万工时伤害率、百万工时死亡率等事故指标。

(5) 应急救援系统

本系统建立应急救援指挥中心网络信息库，明晰各协助小组的职责与联系方式；建立外协单位信息库，一旦发生应急响应，能够第一时间与外协单位取得联系；建立应急资源库，可以迅速查询救援物资的库存情况，及时对已有物资进行调度；上传各大事故应急救援预案，定期进行救援预案演练，记录演练情况；制定不同事故避灾路线图，并随生产现场的变化及时更新避灾路线。

4 露天矿安全管理信息系统研发工具

露天矿安全管理信息系统的研发可采用较为先进的B/S模式，运用Active Server Pages 3.0、IIS 5.0、Adobe Dreamweaver CS3、SQL Server 2005、Javascript语言等开发工具进行研制。软件开发的目的是要从人—机—环境角度建立企业的现代安全管理系统，综合提高矿山企业的安全管理水平，保障每一位职工的人身安全。

5 结论

露天矿安全管理信息系统模块结构研究表明，运用安全人机学原理，对矿山企业人员、设备与环境安全状态进行识别与监控，能够实现以下安全管理目标：

1)增强矿山职工对安全隐患的预防意识，将由人、设备、环境引起的事故诱发因素明显化，有利于安全风险的预控；2)建立了危险源信息库，能够自动评价其风险程度与风险等级，实现风险分级控制；3)建立了隐患预警系统以及事故分析系统，可以逐年统计分析安全生产事故；4)环境—设备—人综合安全评价系统使矿山实现闭环、动态的管理，为打造本质安全型矿山企业提供了保证，使安全管理工作全面化、系统化、标准化。

[1]张殿军. 安全管理信息系统在元宝山露天矿的应用[J]. 露天采煤技术, 2001(1):41-43.

[2]游 达,吴 超. 大型露天矿计算机安全管理模式研究[J]. 矿业研究与开发, 24(1):59-61.

[3]刘 峰,叶义成,黄 勇. 金属矿山安全管理体系的探讨[J]. 矿业安全与环保, 2007,33(9):58-61.

[4]谢振华. 矿山安全管理信息系统的研究与开发[J]. 工业安全与防尘, 2000(10):27-30.

[5]张金山,孙 晶,白 豹. 露天金属矿山危险源辨识及预先危险分析体系的研究[J]. 有色金属(矿山部分), 2010，62(5):68-70.

[6]柳秉康. 露天非煤矿山特种设备的安全问题[J]. 起重运输机械, 2000(5):7-9.

[7]赵昱东. 我国露天矿辅助作业设备发展历程[J]. 矿山机械, 2002(3):17-19.

[8]林香民,李剑锋. 重大危险源辨识的模糊性与分级控制管理[J]. 安全与环境学报, 2003(6):3-5.

[9]石永国,傅忠清,郑 敏. LEC评价法在非煤矿山安全评价中的应用[J]. 黄金,2009(9):33-36.

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