面向矿山安全管理与应急救援的相关决策优化问题的思考

卿 华

（会理县落东铜业有限公司邮编，四川 凉山 615146）

1 矿山安全与应急管理综述

1.1 矿山运营管理

矿产资源是我国基本能源和重要原材料。矿业是一个重要的基础行业，与国家经济升级和能源安全有关。矿产资源的能力是限制国家经济发展规模和速度的重要因素。在经济全球化的背景下，矿山安全生产管理能力不仅与矿产产品的国际市场竞争力有关，而且还涉及“中国制造”国际竞争力。

目前，随着科学技术的不断进步和设备的不断更新，矿山企业采用新工艺、新设备等先进技术，机械化水平不断提高。我国矿山正朝着数字化方向发展，自动化、智能化是绿色矿山发展的方向。随着硬件设施的更新，相应的企业内部管理也要不断更新，从粗放管理向精细化管理转变。当设备带来的开采效果减弱时，矿山企业高效的经营管理策略显得尤为重要，为此，对生产调度、生产技术管理、安全生产管理、企业内部管理等方面进行研究和优化，具有十分重要的现实意义。

1.2 矿山安全与应急管理

随着现代生产的发展，采矿规模正在增加。虽然矿山企业的安全生产管理工作经过多年的努力，取得了较大成就，但是距离国家要求实现根本好转尚有较大距离，安全生产保障能力不强，伤亡发生率比较高。

矿山事故具有突发性强、影响范围广、后果严重的特点。我国矿山是事故多发区，矿山安全一直是关注的焦点，全社会对安全生产关注度日趋提高、容忍度明显降低。尽管近年来死亡人数不断下降，但与国外相比仍然是一个可怕的数字。由于矿井危险因素多，矿井事故发生后，可能造成中毒窒息、爆炸、通风紊乱、淹溺、坍塌等重大灾害，由于其环境恶劣、地形复杂、突发性强、影响范围广等特点，事故救援难度大，这将给矿山人员和经济带来严重后果。

为了防止矿业事故的发生，建设矿山风险识别和隐藏危险调查和双重预防机制的治疗是预防事故的最佳方式。矿山企业需要安全管理人员对矿井风险隐患进行全面辨识、排查，班组作业人员需要开展作业面班前、班中、班后安全检查，及时消除隐患，降低事故发生的概率。

1.3 面向矿山安全管理的优化

随着我国科学技术的不断进步，矿山设备正逐步实现遥控化、智能化，矿山安全管理已不能单纯依靠经验管理。矿山安全管理是一项专业性、复杂性、突发性和责任性的管理工作，要适应时代的发展，是否可以采用信息化和数字化管理模式，来提高矿山安全管理水平？通过综合运用各种数字化、信息化手段，对相关数据进行采集、分析和模拟，并通过无线通信技术、云计算技术、物联网技术等，将来自各系统的数据实时输入管理中心，实现高效管理。通过仿真技术，对矿井生产调度、生产工艺、矿井设计、人员配置等工作进行优化和仿真，从而进一步优化矿井管理系统的整体。

目前，与其他行业相比，地下智能地雷的研究比较少，优化仿真和与计算机相结合的优化模拟更为常见。现有的矿山管理优化主要包括：生产调度优化，人员配置优化，生产设备优化等。生产调度优化是从生产过程中，优化的生产过程和生产步骤，从而简化了生产过程或生产步骤，以实现更高的生产阶段确保安全的前提。人员配置优化，优化各部门的配置，包括人员调度，人员配置，员工工作区，人员检验路线等，使人们能够高效和安全地完成分配的任务。

2 面向事前事故预防:安检路径优化扩展

由于矿山企业的特殊性，安全隐患难以避免，矿山的实际情况更为复杂。为了更接近矿山的实际情况，本文分析了矿山检查的不安全因素，并对矿山的危险区域进行了划分。结合地下矿山的实际情况，对路径优化问题进行了推广。

2.1 安全风险点的分级

（1）根据矿井危险点的类型，可分为“一通三防”、设备、运输、人员等危险点。

（2）根据风险点的重要性和对人员和财产的损害程度，可将风险点分为A 级、B 级和C 级。

A 级危险点：在矿山事故多发区，或人员、设备密集区，发生事故将造成严重后果。

B 级风险点：在矿井可能发生事故的区域，或该区域内有一些人员和设备，事故后果比A 级风险点轻。

C 级危险点：矿井内不易发生事故的区域，或人员、设备几乎没有，但仍需定期检查的区域。

（2） 首先检查 SDH电源是否故障，如果有即修复电源，修复后SDH若无告警则流程转入第（4）步。若SDH告警为次要告警，则流程转入第（3）步。若为主要告警，先对两端SDH在ODF处自环，若告警不消除，则需要对ODF和SDH排查和检修，ODF检修为更换尾纤或光接头，SDH检修则为找出故障板卡并更换。若无主要告警，环回方式改成如下，在其中一端 ODF处环回给对端，观察对端是否有主要告警，若有告警即可诊断为光链路或中继 SDH故障，需要参考专用保护通道故障定位处理方法解决故障，并消除中继SDH故障。

2.2 建立安全风险区域检查体系

矿山安全风险区检查工作实行班、队、矿分级管理。主要检查矿井危险区的危险是否处于正常状态。矿山生产实行24 小时工作制。每天分为3 个班，每个班工作8 小时，每个班分为生产班、检查组、运输班等，通过全矿协同调度，完成安全有效的生产工作。

根据岗位安全风险区的要求，安全检查员每班对岗位风险区进行检查。作业班组长对班组风险区域的检查工作进行监督管理，并记录相关区域点。如发现该区域存在隐患，组长应立即要求整改或通知调度中心。

2.3 多目标与重复访问区域对安检的影响

为了预防矿井灾难事故，最有效的方法是在矿井进行安全检查。矿山企业需要通过安全检查，对存在安全隐患的区域和人员行为进行检查，确保作业安全。安全检查人员分为班组，各班组要定期定点进行安全检查。检查地点包括出矿工作面、辅助运输巷道、地下变电所、采掘进工作面等，检查内容包括：有害气体检查、机械设备检查、通风系统检查、人员检查等。

对于许多存在安全隐患的区域，安检人员所在区域的安全程度、人员密度、设备分布等各不相同，应认真排查。因此，根据矿井的实际情况，但不同地区需要反复核对重点地区的综合开采条件等情况进行比较，以提高这些人员密集区域的安全程度。工作面设备、人员多，安全检查人员需要对各部位进行详细、反复的检查，确保人员安全和安全生产。若无人员作业，环境条件相对较好，安全检查频次比综采工作面少。另一方面，在追求矿井安全生产最大保证的前提下，矿山公司需要考虑具有最低成本的安全成本问题，是现代矿山的安全管理。

3 面向矿山安全与应急管理的决策支持

3.1 灾前灾后决策

矿产资源是我国基本能源和重要原材料。矿业是一个重要的基础行业，与国家经济升级和能源安全有关。随着矿产资源的连续采矿，矿山公司的安全问题越来越严重。由于矿井安全管理的不科学，不完善，矿业公司仍然有很多安全危险系数。如何合理、高效地安排安全人员巡查矿井，已成为保证矿山安全生产的关键因素。

矿区事故具有强烈的突然感，具有广泛的影响力和严重后果。我国的矿山是一场重大事故，矿山安全一直致力于关注。虽然我的死亡人数减少，但矿井事故每年都持续发生，而且威胁到国家财产和人才安全。在矿井很困难之后，由于苛刻的环境，地形很复杂，它带来了救援工作的困难。。往往会造成气体中毒、爆炸、通风紊乱、烧伤等灾害，给员工和经济带来严重后果。为防止矿山事故的发生，矿山的安全工作需要对灾害发生前后都加以考虑，以尽量减少灾害造成的损失。

对于灾后救援工作来说，最重要的保障就是救灾物资的及时送达。应急物资包括：各类防灾减灾专用设备和用品、药品、日用品、帐篷、抢险救援工具等，由于矿山企业的特殊性，更容易发生次生灾害，因此更需要及时、快速地得到应急救援。通过应急管理决策系统，我们可以收集各矿山企业、救援物资供应商、灾害易发区、矿山周边环境状况等信息，上传到服务器，并利用系统平台对应急仓库的选址进行决策，考虑到受影响矿区的不同恢复能力，以及应急设施的损坏。因此，当发生重大灾害时，可以通过灾后决策系统为矿山企业提供快速、合理的救灾物资配送，确保矿山救灾物资的充足，为救灾提供有力保障。

为更好地应对矿山事故和重大灾害的发生，增强应急救援能力，提高事故应急响应和控制水平，规范应急管理制度的实施，明确各部门职责，完善应急管理体系和方案，能够有效地满足矿山的实际情况，并成为保证人员安全的同时，能够及时应对各种情况，使其有序地开展应急救援行动，最大限度地保障人员安全，减少事故损失，防止事故扩大，缩小事故影响范围。

3.2 决策支持原理

为防患于未然，采用安检人员巡查路径规划决策，对井下安全巡查区域、安保人员、巡查时间窗口的数量、位置、状态信息进行了统计，以及安检人员的工作量和疲劳是否平衡；决策支持系统根据不同的井下巷道环境和检查区域的现状，采用局部支护定界、禁忌搜索、不同尺度下井下安检人员路径规划等方法。

从灾后事故救援入手，高效的灾后事故救援可以最大限度地减少造成的人员伤亡和财产损失。而灾后物资供应是救援工作中最重要的环节，合理的物资运输和配送可以在更大程度上满足矿井灾害的应急救援。研究应主要从事故应急救援的准备阶段和响应阶段着手。在应急准备阶段，应建立相应的应急仓库，储存应急物资。在事故应对阶段，应合理调配救援物资，对事故灾害进行有效救援。

最后，通过现代集成系统平台，集成矿山安全管理系统，为矿山安全管理提供合理的决策和支持，这也是我国数字矿山和绿色矿山建设应采用和实施的方法和手段。为保证矿山高效安全生产，不仅需要技术装备的更新换代，更需要安全管理手段的不断进步。

4 结语

对于矿山企业来说，安全与应急管理是最重要的问题之一。为矿山企业安全应急管理决策提供解决方案，从灾前和灾后两方面进行综合考虑。一方面，从灾前最重要的预防措施—安全检查的角度进行了优化模拟。

在灾前事故预防方面，建立矿山企业井下安全检查路线规划模型，帮助安全检查人员进行检查路线决策，提高安全检查效率，加强矿山安全生产管理。根据井下环境的实际情况，考虑多种安全因素，建立一个有效的模型，使安全人员巡检的总距离最小。从而在更贴近实际安全检查情况的前提下，保证安全人员有足够的时间对矿井进行高效、认真的检查，从而保证矿井的安全生产。

灾后物资供应：由于矿山企业的特殊性，如何快速有效地开展救援成为关键。确定应急仓库的位置和调拨救灾物资是一项重要的战略决策。考虑到应急设施的破坏和不同矿山的抗灾能力，以及不同规模的应急仓库和救灾物资需求的不确定性，对应急仓库选址问题进行研究，为矿山企业的应急救援提供保障。通过该问题，建立了随机混合整数规划模型，并采用局部支持算法和粒子群算法对模型进行求解。