数字矿山安全生产管理系统的实现研究

数字矿山安全生产管理系统的实现研究

杜逢贵1 ,李宝2

1 葛洲坝松滋水泥有限公司  湖北  松滋  434217  2葛洲坝兴山水泥有限公司  湖北  兴山  443700

摘要：为提高矿山生产效率，提升矿山安全管理水平，可运用数字矿山安全生产管理系统替代传统的管理体系，最大化利用数字化功能，实现企业的转型与升级。基于此本文从数字矿山安全生产管理系统的意义出发，探讨了该系统的结构设计及功能设计，并提出了系统实践应用措施，希望为有关部门提供参考。

关键词：数字矿山；安全生产管理系统；信息化建设

引言：现阶段我国露天矿山开采的机械化、信息化水平较低，生产与管理都较为依赖人工操作，安全管理水平不足，已经与我国工业化的发展速度不匹配。为此新时代下，露天矿山企业应与时俱进，强化信息化建设，运用科技手段升级传统的生产与管理等工作，将矿山安全管理数字化、高效化、网络化，全面提高数字矿山建设水平，落实安全生产。

一、数字矿山安全生产管理系统的意义

安全生产是当下所有企业都应遵守的原则，如何避免安全事故的发生，提升安全管理水平，符合安全生产要求，矿山企业应具备三级以上的安全标准管理水平，为此可通过建设数字矿山安全生产管理系统，有效落实各类安全生产管理体系，对矿山的安全工作开展具有促进作用。同时这也是企业管理的重要部分，现阶段下矿山企业应积极运用信息化系统，将安全监测的各类数据、设备运行、产量统计等转换到客户端进行查询，起到降低事故、提高生产经营效率的目的，管理人员也可以通过信息系统随时掌握一线生产状况，提升安全管理水平，为我国的矿山企业安全发展、健康发展作出积极贡献。

二、数字矿山安全生产管理系统的结构设计

（一）系统总体架构设计

数字矿山安全生产管理系统主要包括硬件层、网络层与应用层。其中硬件层是系统中进行数据采集的设备，如视频监控、控制器、传感器、气体检测器等设备；网络层则是系统中应用层与硬件层相互连接用以进行数据传输的装置，一般会通过相关通信技术，将硬件层采集到的各类信息数据传输向网络服务器，再通过计算机进行处理，一般应满足1000MB以上的数据传输；而应用层则是对系统中硬件层的数据进行转换与处理，一般应包括计算机、微型计算机、网络服务器，以及可以对各类数据进行处理的应用程序，需要将各类数据转换成数据信号，方便操作人员查看[1]。

（二）系统软件设计

数字矿山安全管理系统的软件设计中，应确保系统的维护性与拓展性，为此应建立分层体系框架系统，并通过B/S架构进行开发。系统软件中应包括矿山安全监管的表示层、业务层与数据层，其中表示层可将各类系统数据进行传递，并通过计算机浏览器进行交互，为操作者提供便利；业务层则是处理表示层返回的数据请求，并从数据库中提取资料，向操作者提供交互反馈；数据层则是将数据库与业务层、表示层等相互连接，一般通过工业以太网与企业管理网络组成，通过有线或无线的网络连接整体网络，实现对各类子程序的管理。

三、数字矿山安全生产管理系统的功能设计

（一）环境监控系统

环境监控系统是整体系统中的一项子系统，应具备数据查询、报警设置、报警信息管理、传感器控制等多种功能。其中数据查询应支持环境信息、抽放查询、开关量查询、模拟量查询等多种信息查询，并应记录模拟量的采集密度、查询时间、断电情况等，帮助用户调动系统运行数据；报警设置则是系统可将硬件层的数据检测参数设定到一定范围内，一旦现场环境参数超出范围，就会进行自动报警；报警信息管理则是可对系统中所展示的报警信息进行明示，并记录报警详情及相关故障单，为操作人员提供便利；传感器控制可帮助操作人员读取设备运行参数，并远程下发操作命令，实现在线状态查询与远程处理。

（二）人员定位管理

数字矿山安全生产管理系统还应做好对一线生产工人的管理，通过信息化技术替代原本的人工管理，提升管理效率。人员定位管理是针对工作人员的管理子系统，可具备实时监测、职工考勤信息管理、运行信息记录、预警管理、维护管理等多种功能，一般企业内可为每一位职工的工作服内佩戴定位设备及对讲机等，工作中工作人员可以相互联系，而信息化系统可通过传感器收集到定位设备的信息，并对整体生产线构建出三维地图，管理人员可在屏幕中查看到工作人员的实时位置，并结合环境监控系统，对人员的工作情况、安全情况等进行管理，全面提升安全管理水平。

（三）查询分析模块

数字矿山安全管理系统中应具备阈值信息的编辑、添加、删除等功能，设计中应以alarmThresholdMgrAction进行定义，并通过Java于表层定义alarm，可通过delalarmThersholdinfo（）删除、delalarmThersholdinfo（）编辑等，在系统中将alarmThresholdMgrAction（）定义为设备状态参数阈值，并在数据层进行查询，用户可通过界面操作直接进行信息查询。而在逻辑层中，还应添加delalarmThersholdinfo与数据层建立映射关系，数据注册表内应插入阈值信息，并添加返回结果，最后表示层可将数据层查询到的相关信息向用户进行反馈。

四、数字矿山安全生产管理系统的实践应用

（一）数据库建立

数字矿山安全管理系统一般会加设多个传感器，运行中往往需要进行大量的数据处理与存储，为确保管理人员及时了解现场状况，系统应将数据库型号选为Oracle11g，并对各类数据进行处理。数据库应具备操作员信息表、环境监控阈值信息表等，可管理操作人员的基本信息、身份ID、部门编号等，并对环境监控阈值信息加以记录，其中应包括记录编号、报警模板编号、指标参数说明、报警级别、报警方式指引、指标参数范围等，工作人员可通过操作面板进行信息调取，并及时了解到系统中收集的各类信息。另外还应登录验证、说明模块、设置模块、工程管理模块等，负责验证用户登录的合法性，避免未授权访问，并对工作内容及进度安排进行传达，用户每天可通过系统确认当天工作安排，并提升系统的整体安全性。

（二）系统功能实现

数字矿山安全生产管理系统的各类功能实现课依靠Java EE架构进行开发，应确保人员操作界面的简洁性，例如应包括测点号、传感器具体安装位置、实施参数指标等，不仅可以进行代码编写与发布，还应支持Hibernate、HTML、JSP等系统开发工具。系统开发环境为Windows Server 2020 NT10.1，操作系统为Windows10，其他开发工具还包括Photoshop CC2019、Tomcat 9等，例如环境监控系统中的查询模块可通过Windows Server 2020 NT10.1完成模拟量统计、模拟量采集日期记录、设备电量异常、设备断电记录、传感器参数收集等多类功能，实现对矿山内开采工作的全面管理，葛洲坝松滋水泥有限公司也于2020年5月落实了这项安全生产管理系统，其中还包括三维管控、视频监控、智能调度等功能，并可以向管理人员实时显示人员定位信息、工作信息、环境信息、设备信息等，在应用中可提升矿山开采工作安全管理水平，改善了岗位人员的工作环境及精神风貌，也为各级生产管理人员提供实时、准确的生产数据。

结语：总而言之，数字矿山安全生产管理系统的运用可提升矿山开采工作的安全性管理水平，应对系统的总体架构、软件设计、各类子系统功能、查询分析模块等进行科学设计，并应通过B/S结合alarmThresholdMgrAction定义系统架构，降低矿山施工的各类安全隐患，且后期也应在长期运用中不断做好系统的更新与维护，提升系统性能。

参考文献：

[1]高杨. 巨型非公路用轮胎在线管理系统在露天矿的应用[J]. 中国矿业,2021,30(S1):178-181.

[2]邓勤,张金花,靳旭. 基于实景三维的矿山安全生产管理系统的设计与实现[J]. 测绘,2017,40(05):228-230+234.

作者简介：姓名：杜逢贵（1970.02--）；性别：男，民族：汉，籍贯：湖北松滋人，学历：大专。现有职称：安全工程师，研究方向：矿山安全生产管理、绿色矿山建设。

作者简介：姓名：李宝（1983.07--）；性别：男民族：汉，籍贯：湖北兴山，学历：本科；现有职称：助理工程师；研究方向：矿山安全生产管理、绿色矿山建设。