矿山通风与安全管理系统研究

甘信浩

摘 要：对矿山通风和安全管理系统进行研究，分析了当前我国矿井安全管理系统开发中面临的问题和传统的开发方法，提出了矿井安全管理系统的开发策略。

关键词：矿山；通风；安全；管理

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）10-0091-02

在矿产资源开采过程中，建设矿井通风系统是十分必要的，一方面，可以为矿井提供足够的新鲜空气，稀释矿井中的有害气体和粉尘；另一方面，可以降低易燃气体的浓度，防止爆炸事故的发生，从而营造一个良好、安全的工作环境。一个完善的矿井通风系统，不仅能有效排除有毒、有害气体，保证工作人员身体健康；还可以改善矿井下的气候条件，例如温度和湿度等；在事故发生后，还可以通过改变通风状态，为工作人员提供逃生路线，从而尽可能地减少人员伤害和财产损失。由此可见，通风系统的完善程度直接关系到工作人员的生命安全。近年来，我国各地由于矿井通风系统不完善引发的矿井事故时有发生，因此，国家和矿山企业要不断致力于提高矿井通风系统的改造和完善，提高矿井生产作业的安全性。

1 开发特点和传统方法

1.1 开发特点

矿井通风安全管理系统的开发主要有以下几个特点。

1.1.1 专业性和学科综合性强

矿井通风主要涉及地下空间的安全性，空间数据多是从地下采集的，且其中还夹杂了诸多与空间位置密切相关的、处于动态变化过程中的数据。由于数据的复杂性和综合性，所以数据的处理方法也呈现出多学科的特点，所需要的学科知识涵盖了测量学、计算机图形学、通风与安全管理学和GIS技术等。因此，在设计和建立通风安全计算机辅助决策系统时，也应该充分利用上述学科知识对所采集到的数据进行精确分析，达到高效利用和管理数据的效果；同时，也可以得到可靠性高的数据分析结果，从而为矿井安全信息管理提供一个可视化的分析平台。这样有助于综合多方面的技术手段对采矿生产和事故预防进行指导，从而实现矿井生产安全管理的信息化和现代化。

1.1.2 开发单位单一

由于矿井通风安全管理系统的专业性较强，一般的软件公司出于盈利，很少愿意对其进行开发，很难成为商业化的软件。一般情况下，对该软件系统进行研究和开发的多为科研院所或者高等院校，是为了一定的科研目的或者为了解决企业生产过程中的某一具体问题而开发的。

1.1.3 开发困难

想要开发一款功能完善的矿井通风安全管理系统，开发人员除了具备计算机技术、软件编程技术和计算机图形学等相关的计算机知识外，还需要对采矿的专业知识和涉及到的相关知识具有一定程度的掌握。而目前，同时具备这两方面专业知识的人才仍十分少见——通常计算机技术好的人才往往在矿井通风安全专业知识方面经验不足，而掌握了矿井通风安全专业知识的人才则计算机图形学和软件工程方面的知识欠缺，从而造成了矿井通风安全管理系统开发的难度。

1.1.4 开发模式死板

由于矿井通风安全管理系统多是在高等院校或者科研院所中开发的，通常存在的问题在于研究人员的产品化经验少，且所采用的开发技术基本上只有少数人甚至一个人掌握，无法进行团队化的开发。一旦一些关键的技术人员流失，就极有可能导致研发中断。

1.1.5 功能结构单一

目前，已开发出来的软件虽然在实际的矿井通风应用中作出了一定的贡献，但是通常这些软件都存在功能单一等缺点，例如可视化程度低、图形功能弱，不能够进行动态模拟，只能在单机环境下运行等问题。

1.2 传统的开发方法

传统的开发方法主要有生命周期模型法和面向对象的开发方法两种。

1.2.1 生命周期模型法

生命周期模型法的开发过程十分严谨，要经过7个阶段，包括计划、分析、设计、编码、测试、建置和维护。这种开发模式最大的问题在于：在后期开发过程中，任何一个环节发生变化或变动，都会导致前期的文档和文件发生改变，重复工作量大。早期的矿井通风安全管理系统多是由这种方法开发的。

1.2.2 面向对象的开发方法

面向对象的软件开发方法是软件行业为了应对日益复杂的软件需求而提出的，是目前最为先进、最能应对当前软件危机的一种开发方法。其开发过程主要是依据自底向上与自顶向下相结合的方式，从而有效避免生命周期法中重复工作的缺陷。在开发过程中，首先需要对对象进行建模，然后重视实际问题需求与软件界面和程序的一一对应关系。中国矿业大学曾采用此方法开发出了一款具有我国自主知识产权的矿井通风安全管理系统，并得到了应用。

2 矿井通风安全管理系统开发策略

2.1 系统分析

在对矿井通风安全管理系统进行开发前，要从系统的角度充分发现和掌握矿井作业中存在的实际问题，并对问题进行分门别类的总结，找出安全管理系统可以解决的问题，然后将问题系统化，为安全管理系统的开发作准备。

在分析问题的过程中，尤其要注意对问题的梳理和分类，并针对不同类型的问题进行详细的、透彻的掌握，从而找到解决问题的方法和策略。如果问题分析不透彻，则可能出现技术问题要依靠管理来解决，这样不但解决不了问题，还可能导致整个安全管理系统运行紊乱。在此过程中，一个十分重要的方面就是对业务流程要有十分细致的了解。此外，还需对系统进行调查，从而做好矿井通风安全管理系统的系统分析工作。

2.2 系统设计

矿井通风安全管理系统主要包括信息管理系统和决策支持系统两个子系统。这两个系统之间功能相互独立，但又存在密切的联系。其中，信息管理系统主要是对数据进行处理和分析。对其进行设计时，要以数据分析结果为主要依据，目标是建立一个协调的、稳定的工作系统。而决策支持系统则是对模型进行分析，信息更偏向分散使用，是目前适应力和潜力都较强大的开发系统。

在开发过程中，采用模块化和多层次的设计思路，在人和机器间的交互主要在界面层中进行，工作人员可以通过软件界面来设定功能选项或者输入一些管理参数等。在软件设计过程中，纵向分层，横向分块，即在横向上将软件又分为一些级别等同但功能相互独立的模块，功能模块之间可以通过数据文件进行交互。这样设计的好处在于任何一个模块的增加或删除，都不会影响其他模块的正常工作。目前，矿井自动化平台建设已经普及，矿井通风安全管理系统可以提供OPC接口或其他接口，有利于将重要数据传给其他系统，充分挖掘数据，为其他系统决策提供关键数据。

2.3 系统实施

系统实施阶段主要包括以下几个方面：①根据以往的系统分析和设计方案，采购相关的计算机、网络设备和软件系统，例如操作系统、数据库管理系统、开发软件；②建立数据库，对系统进行开发和调试，整理系统数据；③对工作人员进行培训，并将系统投入实际应用中；④在实施过程中，考虑到矿井的分散性和建立局域网的难度，系统模式宜采用B/S+C/S结构；⑤系统可基于.NET平台进行开发，跨平台使用。

3 结束语

在矿产资源开采过程中，建设矿井通风系统对矿井通风十分重要。所以，本文对矿山通风和安全管理系统进行了研究，对我国矿井通风安全管理系统的开发具有一定指导价值，但需要指出的是，本文仅给出了矿井通风安全管理系统开发的一个策略，据此策略对系统进行开发是下一步工作的重点。

参考文献

[1]褚燕燕，蒋仲安，高蕊，等.金属矿山通风系统模糊综合评价方法[J].中国矿业，2005（11）.

[2]吴学材.矿井通风安全管理[J].科技创业家，2013（02）.

[3]魏连江，王德明.基于构件的矿井通风安全管理系统的开发研究[J].中国矿业，2006（12）.

[4]肖全兴.矿井通风安全管理预警系统的研究[J].矿业安全与环保，1999（03）.

[5]徐喜明.试论矿井通风安全管理[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（07）.

〔编辑：李珏〕