CN102162370B - 基于gis的矿山安全管理信息系统 - Google Patents
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Abstract
本发明专利涉及金属矿山安全生产辅助设计、自动控制和安全监控的技术领域，特别涉及一种基于GIS的矿山安全管理信息系统。该系统包括矿山安全生产辅助设计系统、通风排水自动控制系统和安全监控系统构成；矿山安全生产辅助设计模块包括测量模块和地质采集模块；通风排水自动控制系统包括设备通风自动化控制模块、排水自动化控制模块和监测模块；通讯安全监控系统包括人机定位模块和通讯模块。本发明以专业化的、综合性的、可视化的基础地理信息系统为基础,综合集成现有系统。使管理者能够科学、快速对矿山生产过程中遇到的生产信息、安全事故做出快速响应，使决策快捷化，生产高效率，风险降到最低。
Description
技术领域
本发明专利涉及金属矿山安全生产辅助设计、自动控制和安全监控的技术领域，特别涉及一种基于GIS的矿山安全管理信息系统。
背景技术
[0002] GIS是一种基于计算机的工具，可以对事物或事件进行成图和分析。GIS技术把地图的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起，可广泛应用于公众和个人企事业单位中，而金属矿山安全管理是一项复杂的系统工程，设计对象包括人员、设备、环境等，最终的目的是保护人员和设备的安全，保证矿山生产安全有序进行。针对位于地下三维空间的矿体、复杂的地质构造和地应力场条件，以及矿山生产过程中频繁出现的粉尘、透水、通风、塌方、冒顶等诸多影响人员和设备安全的因素，金属矿山企业都迫切需要一个能够为安全管理服务的、完整的、专业化的、可视化的安全管理信息系统。它能够将通风、排水、防尘、防毒、防火、地压控制等安全管理的环节有机地串联起来，对它们进行实时的跟踪和监测；能够提供大量可视化的静态的和动态的安全信息,为矿山企业各级领导和安全管理人员提供指挥决策的依据。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种通过安全生产的规则，采取信息化、多点位移、动压监测、断面收敛和声发射等多方法对露天转地下的安全生产问题进行自动控制监测，依据自动监控数据、边坡变形和围岩变形（冒顶、塌陷和偏帮等问题）监测数据作出相应的反应，并对通风排水系统、边坡变形和围岩变形预测预报系统发出相应的控制指令，最终能够最大限度确保矿山安全生产的基于GIS矿山安全生产管理信息系统
本发明的技术方案是：基于GIS的矿山安全管理信息系统，该系统包括矿山安全生产辅助设计系统、通风排水自动控制系统和安全监控系统构成；
其中，所述矿山安全生产辅助设计模块包括测量模块和地质采集模块；
所述测量模块用于对矿山安全生产的基础部分，建立地表和地下的实体三维立体图，并根据开采情况实时更新生产现状，计算生产矿岩工作量，对地表边坡、塌落线等重控部位进行监测，分析塌落趋势，对危险区进行预报；
所述地质采集模块用于完成钻孔基础数据录入工作，并将钻孔按照品位的不同，分别用不同的颜色标识出来，方便在进行勘探线剖面的切割时区分样品段，准确地完成矿岩的圈定与修改，建立实体模型和块体模型；
所述通风排水自动控制系统包括设备通风自动化控制模块、排水自动化控制模块和监测模块；
所述通风自动化模块用于收集各个风机站点的通风情况，判断需要加强通风的部位，根据自动调整风机的运转来加强局部的通风，对整个采场的通风进行实时调控；
所述排水自动控制模块用于对井下排水水泵设备的控制与管理，在线监测各个水泵电流，检测水位液面；
所述监测模块用于对井下巷道中氧气、二氧化碳和二氧化硫的浓度进行监测，以及地表边坡和井下围岩变形监测；
所述通讯和安全监控系统包括人机定位模块和通讯模块；
所述人机员定位模块用于井下人员车辆定位跟踪，调度和管理作业人员和车辆，可及时准确的查询各种信息；
所述通讯模块用于通过有线和无线实现硬件部分和软件部分，以及人员之间的通讯。
进一步，所述通讯和安全监控系统还包括视频监控系统，所述视频监控系统为摄像机，设置在矿井巷道的进出口、交叉道口、工作面、重要硐室、危险场合、地面主要进出口处，用于监控。
本发明的有益效果是：
本发明以专业化的、综合性的、可视化的基础地理信息系统为基础,综合集成现有系统。将安全生产辅助设计系统、井下人员定位系统、通风排水自动控制系统、视频监控系统、矿井通信系统和边坡变形、井下开采巷道塌方、冒顶等围岩变形监测系统等各种数据采集起来进行集中管理、分析,为企业领导和矿山安全管理人员提供实时的井下工作人员的空间分布、主要设备的运行情况等的可视化初级辅助决策信息,使管理者能够科学、快速对矿山生产过程中遇到的生产信息、安全事故做出快速响应,使决策快捷化,生产高效率,风险降到最低。
附图说明
图1为本发明基于GIS矿山安全生产管理信息系统的框架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
图1为本发明基于GIS矿山安全生产管理信息系统的框架示意图。本发明基于GIS的矿山安全管理信息系统，该系统包括矿山安全生产辅助设计系统、通风排水自动控制系统和安全监控系统构成；
其中，所述矿山安全生产辅助设计模块包括测量模块和地质采集模块；
所述测量模块用于对矿山安全生产的基础部分，建立地表和地下的实体三维立体图，并根据开采情况实时更新生产现状，计算生产矿岩工作量，对地表边坡、塌落线等重控部位进行监测，分析塌落趋势，对危险区进行预报；
所述地质采集模块用于完成钻孔基础数据录入工作，并将钻孔按照品位的不同，分别用不同的颜色标识出来，方便在进行勘探线剖面的切割时区分样品段，准确地完成矿岩的圈定与修改，建立实体模型和块体模型；
所述通风排水自动控制系统包括设备通风自动化控制模块、排水自动化控制模块和监测模块；
所述通风自动化模块用于收集各个风机站点的通风情况，判断需要加强通风的部位，根据自动调整风机的运转来加强局部的通风，对整个采场的通风进行实时调控；
排水自动控制模块用于对井下排水水泵设备的控制与管理，在线监测各个水泵电流，检测水位液面；
所述监测模块对井下巷道中氧气、二氧化碳和二氧化硫的浓度进行监测，以及地表边坡和井下围岩变形监测；
所述通讯安全监控系统包括人机定位模块、车辆定位模块和视频监控模块；
所述人机员定位模块用于井下人员车辆定位跟踪，调度和管理作业人员和车辆，可及时准确的查询各种信息；
通讯模块用于通过有线和无线实现硬件部分和软件部分，以及人员之间的通讯；
所述通讯和安全监控系统还包括视频监控系统，所述视频监控系统为摄像机，设置在矿井巷道的进出口、交叉道口、工作面、重要硐室、危险场合、地面主要进出口处，用于监控。。
的应用：
首先，建立矿区数据库,实现地矿信息的管理和共享。建立与矿山有关的地质、工程条件、水文条件、应力条件、环境条件、生产条件等数据和资料的矿区数据库,提高各种信息的处理、分析、储存、查询的速度和可视化水平,有效保证矿山信息管理的统一性、科学性、实时性、实用性和高效性,保障企业的管理效率；根据测量模块和地质采集模块对矿山安全生产的基础部分，建立地表和地下的实体三维立体图，并根据开采情况实时更新生产现状，计算生产矿岩工作量，对地表边坡、塌落线等重控部位进行监测，分析塌落趋势，对危险区进行预报；结合SURPAC软件进行开采辅助设计中的中深孔设计自动化和智能化，输入测量数据和地质数据并将钻孔按照品位的不同，分别用不同的颜色标识出来，方便在进行勘探线剖面的切割时区分样品段，准确地完成矿岩的圈定与修改，建立实体模型和块体模型，能够，为生产提供决策依据；
2）建立通风的自动化控制，能够对各个风机站点对风机的风量、风速、温度以及风机运行状态进行监测，并对井下空气进行二氧化碳、氧气和二氧化硫等监测，会根据工作环境进行相应调整；
3）建立排水系统的自动化控制，在水仓设定消防用水线、生产用水线和防洪线，根据实际情况自动调节水仓的安全线，从而保证安全生产；
4）建立通讯和安全监控系统
4.1在矿山开拓系统中的关键点位设定通讯模块，分别设定有线和无线通讯站点，通过人机定位模块通过实现工作人员间的相互交流，保证井下人员作业安全；应用WIFI技术在关键点设定人员定位基站，保证地面管理人员能够及时了解各个工作面中工作人员的数量及其基本信息；
4.2）视屏监控系统在井下生产关键部位设定摄像头，并对区域进行监控，使得地面监控能够及时了解井下作业关键点的基本状况，从而保证矿山安全生产。
5）基于GIS技术，将矿山安全生产辅助设计系统、通风排水自动控制系统和安全监测监控系统有效集成为GIS信息管理系统。将测量和地质系统的基础数据自动集成于GIS系统，从而能够实现每个水平阶段的三维区域。将地质测量基础数据应用于通风排水自动控制系统和安全监测监控系统，从而能够动态的显示每个水平阶段井下安全生产状况，为矿山安全生产提供有效服务。
Claims (2)
1. 一种基于GIS的矿山安全管理信息系统，其特征在于，该系统包括矿山安全生产辅助设计系统、通风排水自动控制系统和安全监控系统构成；
其中，所述矿山安全生产辅助设计系统包括测量模块和地质采集模块；
所述测量模块用于对矿山安全生产的基础部分，建立地表和地下的实体三维立体图，并根据开采情况实时更新生产现状，计算生产矿岩工作量，对地表边坡、塌落线进行监测，分析塌落趋势，对危险区进行预报；
地质采集模块用于完成钻孔基础数据录入工作，并将钻孔按照品位的不同，分别用不同的颜色标识出来，方便在进行勘探线剖面的切割时区分样品段，准确地完成矿岩的圈定与修改，建立实体模型和块体模型；
所述通风排水自动控制系统包括设备通风自动化控制模块、排水自动化控制模块和监测模块；
所述通风自动化模块用于收集各个风机站点的通风情况，判断需要加强通风的部位，根据自动调整风机的运转来加强局部的通风，对整个采场的通风进行实时调控；
所述排水自动化控制模块用于对井下排水水泵设备的控制与管理，在线监测各个水泵电流，检测水位液面；
所述监测模块对井下巷道中氧气、二氧化碳和二氧化硫的浓度进行监测，以及地表边坡和井下围岩变形监测；
所述安全监控系统包括人机定位模块和通讯模块；
所述人机定位模块用于井下人员车辆定位跟踪，调度和管理作业人员和车辆，可及时准确的查询各种信息；
通讯模块用于通过有线和无线实现硬件部分和软件部分，以及人员之间的通讯。
2.据权利要求1所述的基于GIS的矿山安全管理信息系统，其特征在于，所述通讯和安全监控系统还包括视频监控系统，所述视频监控系统为摄像机，设置在矿井巷道的进出口、交叉道口、工作面、重要硐室、危险场合、地面主要进出口处，用于监控。
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