基于空间数据挖掘的煤矿安全管理研究

肖志超　魏咸坤　徐伟民

摘 要：我国是一个地大物博的国家，自然资源的数量非常可观，尤其是煤炭的产量也一直稳居世界前列。煤矿产业属于我国的传统资源开采企业，它的开采关系到我国的出口量总值和人民的生活水平，因此，我们要大力发展安全采矿的政策。煤矿安全对于煤炭企业来说影响巨大，可对于煤矿安全管理却有着一定的困难，管理工作存在着许多问题。针对这一现象，文章将利用空间数据的挖掘技术来深入研究煤矿的安全管理，用科学技术给煤矿的管理工作提供一个必要的保障。

关键词：空间数据挖掘；煤矿；安全管理

引言

我国的煤炭资源产量丰富，它的开采为我国经济的发展做出了巨大的贡献，但由于煤矿的开采工作十分复杂，导致了煤矿企业安全管理工作的开展遇到了很多困难。对于煤炭企业来说，安全管理应该是一项系统的工程，它包含了煤矿从建设，到煤炭开采、加工到最后销售的整个过程，管理质量也直接影响到煤炭企业的生存。随着信息技术的不断进步，空间数据挖掘技术也逐渐成熟，这都为煤矿安全管理工作提供了技术上的支持。

1 我国煤矿安全管理中存在的问题

1.1 安全管理的制度不够完善

就目前的形势来看，我国现有的煤矿安全管理方面的法律法规，都是在曾经的计划经济体制下建立的，已经远远不能适应现在市场经济中安全生产和管理方面的需求，国家大力提倡的安全管理煤矿的号召也很难普及到一些乡镇上的煤矿企业[1]。为了改善这个现状，国家应该建立起完善的安全管理制度，让煤矿企业中的安全生产和管理落实到每一个细节中。

1.2 劳动者的素质较低

想要在煤矿企业中开展安全管理工作，就要强调“人”的意志，管理的核心就是对劳动者的管理。现如今，科技水平提高涉及到各个行业之中，煤矿的生产和开发也大量应用到了机械化，这对劳动者的要求就更加高了。但是根据煤矿业的实际情况来看，煤炭开采从业人员的素质仍然很低，主要表现在了文化水平低，大多数员工都是初中或小学文凭，这就导致了劳动者的理解能力跟不上去，对机械化的操作技能不熟练。二是身体素质差，煤矿开采需要经常井下作业，并且工作时间长，在高强度的工作压力下，让劳动者的健康受到了很大的损害。

2 空间数据挖掘建设概述

空间数据挖掘技术，又叫做地理知识发现，它是数据挖掘中的一个分支，研究的主要方向是从空间的数据中提取到非显式存在的知识、空间关系以及其他有意义的模式。在我国现有的地理数据库中，还潜藏着许多可供分析和利用的知识，在这些知识中，有一部分属于表面知识，比如在什么地方是否有河流、道路的宽度等等[2]。这些功能通过地理数据库中的查询功能就能查出来，但是还有很多深层知识就不是那么好发现的，它们并不是直接储存在空间的数据库中，例如空间位置的分布规律、空间的关联性规则等，这些知识要想被全面掌握就必须要通过运算等方法将其挖掘出来。

空间数据挖掘技术的产生源于数据挖掘研究领域的不断深化以及在地理学的领域中，凭借着卫星和遥感技术的广泛运用，海量的数据被收集和储存在大空间的数据中。在现代这个环境，我们已经被各种各样的信息所淹沒，但实际知识的掌握能力却远远不够。

3 基于空间数据挖掘的煤矿安全监测系统的建设

3.1 系统模型的设计

空间数据挖掘系统包含了三种结构体系，第一种是数据源，是指利用大空间数据库中所提供给我们的索引来查询出具体的功能，在具体的操作中可以直接使用到数据库中的数据。第二种是数据的挖掘，首要前提是要把原始的数据转换为数据挖掘算法的专用格式，并删除其他不相干的数据，然后利用这种算法来具体分析提取出来的空间数据，最后在挖掘中不断调整数据的参数值。最后一种是用户界面，在这个技术层面中，用户可以根据可视化的工具来获取知识。

3.2 空间挖掘关联规则的分析

空间挖掘技术有一项十分重要的元素，就是空间对象的结构以及空间之间的关联规则，想要深入地分析出这些规则，空间挖掘模型还要设计出一组空间关系。通过设计的空间关系而研究出的空间关联规则是空间挖掘技术中的重要内容。

空间的关联规则包含了不同的空间属性，如相邻、共生、包含、覆盖等关系，同时还表现出了距离上的信息，比如交叉、远离等。在众多的应用程序中，我们很难在原始的数据中找到一些关联规则，但却可以在高层次的概念上找到，这也可以提供一些十分重要的知识[3]。因此，在实际的空间数据挖掘系统的建立中，应该时刻注意到要在不同的概念层次中挖掘出空间的关联规则，以及在不同概念的空间里互相转换的功能。

3.3 空间数据挖掘算法的选择

就目前的实际情况来看，空间数据的挖掘算法主要有三种形式，第一种是分类和预测模型，第二种是集群和单点检测模型，最后一种是空间关联规则。这三种算法都和煤矿的安全管理中所需要的空间模式息息相关。

在这三种算法中，空间关联规则是最为重要的内容，它主要是指空间数据的价值和每个数据项目之间关系的准确描述。这些知识的描述可以显示特定的参数和空间位置之间的关系，显而易见的是，空间关联规则所体现出的空间定位的特性，对于煤矿的安全生产和管理来说，有着多么深远的意义。

在实际情况中，煤矿安全的空间关联规则算法需要用到双向挖掘，双向挖掘具体分为了两个步骤，第一点是根据统计的结果来得出非空间项目，第二点就是利用空间关联的算法来生成规则[4]。

4 结束语

煤矿的安全管理工作进展难度一直很大，其安全信息是一种很活跃的、动态变化的、和空间上的位置有着密切关系的信息。近年来，矿井中多次发生自然灾害，给采矿人员的生命安全带来了威胁，如果不立刻解决这些威胁，就会让劳动者的工作积极性大大降低。空间数据挖掘技术的引入，为煤矿的安全开采和管理工作提供了物质上的保障，在具体的实践中，我们要结合煤矿的安全知识建立起空间技术挖掘体系，从根本上减少矿井中灾害的产生。

参考文献

[1]冯弟飞，胡圣武.基于空间数据挖掘的煤矿安全管理的研究[J].测绘科学，2008（1）：163-165.

[2]廖美红.基于空间数据挖掘的煤矿安全监测系统[J].制造业自动化，2012（4）：63-66.

[3]冯弟飞，胡圣武.基于空间数据挖掘的煤矿安全管理的研究[J].测绘科学，2008（3）：163-165.

[4]张光建，王立杰，汪文生.用空间数据挖掘技术提升煤矿安全管理水平[J].煤矿安全，2005（7）：51-54.