从近几年发生的矿山重特大灾害事故,可以看出矿山安全形势越来越严峻,井下工作人员的人身安全问题和矿山的管理问题成为社会关注的焦点。如何降低矿山灾害事故的发生以及事故发生时指导人员安全撤离成为亟须解决的问题[3]。因此,政府提出了“互联网+矿山”的行动,通过对矿山生产和人员逃生的监管,实现矿山管理的科学调度、合理利用矿山资源、保证井下作业人员安全和减少突发事件造成的损失具有重要意义[4]。笔者在深入实地调研后,结合实际工作情况,设计了矿山突发事件逃生响应流程,搭建矿山逃生监管平台,基于 GIS 技术和联网技术改造传统矿山管理模式和手段,实现对矿山的科学管理,最大限度地保证人员安全和减少突发事件及其造成的损害。
1 总体设计思路
1.1 构建一套图·人一体化的矿山监管模式
利用 GIS 技术、云计算技术和物联网技术,构建覆盖矿山范围的动态化和一体化的矿山监管模式,强化矿内地形图、井下安全生产图、巷道数据、传感器信息、人员信息及逃生预案信息的共享,当矿山突发事件发生后,提高矿山人员紧急逃生和矿山应急指挥的能力[5]。
1.2 布设一套矿山感知网络体系
利用传感器设备、无线网络和室内定位技术,布设一套矿山感知网络体系[6],实现监测井下的工作环境、突发事件的预警、井下人员的快速定位及突发事件发生后人员的快速逃生等功能。
1.3 建立一套矿山逃生监管的数据库
建立矿山逃生监管信息一体化数据模型,实现面向实体的矿山信息数据组织与管理,构建矿山逃生监管的数据库,包括矿山人员信息管理、设备信息管理、区域信息管理、矿井管理等。
1.4 搭建一套矿山逃生监管平台
打造一套能预警、能展示、能决策的矿山逃生监管平台,对矿山突发事件能够及时预警,保证井下人员安全,快速地展开突发事件的救援工作,快速地清理突发事件现场,保证矿山安全有序地开采。
2 平台构建的总体设计
2.1 矿山突发事件逃生响应流程
通过对矿山突发事件工作的调研和整理,整个流程包括 4 个方面: 一是井下人员接到设备报警后,根据设备提供的最佳逃生路径进行快速逃生,如遇困难则及时与突发事件指挥部联系,按照指示行动或者等待救援; 二是突发事件逃生响应,平台首先会根据实时监测数据和突发事件历史响应事件对突发事件进行预测; 三是矿山管理人员和专家根据资料进行突发事件会商,拟定方案; 四,进行突发事件指挥,指挥调度井下人员快速撤离,协调救援人员进行抢救以及救援完毕后快速清理现场; 五是对矿山突发事件进行总结、对造成该事件的有关人进行调查和对矿山突发事件相关资料存档。矿山突发事件逃生响应流程如图 1 所示。
2.2 平台框架设计
平台框架设计包括软硬件支撑层、数据库层、服务层、应用层和用户层共计 5 层[7。软硬件支撑层是保障矿山通信和人员定位的基石,有感知设备、无线连接设备、服务器、井下工作人员终端设备和 GIS 软设备等; 数据库有矿山地形数据库、矿山专题数据库、传感器数据库、多媒体数据库和运维管理数据等,为服务层和应用层提供数据支撑; 服务层则是将功能以服务接口的方式提供使用,包括人员定位服务、消息传递服务、图服务、突发事件会商服务等; 应用层则是平台的展示,包括人员管理、环境监测管理、突发事件预测、突发事件会商、指挥调度、地图管理和运维管理等,满足矿山逃生监管的各种业务需求; 用户层是平台的使用人员,包括井下工作人员和矿山的管理人员。在上述 5 层结构的两侧,则是建立健全矿山突发事件逃生监管的管理规定、确保矿山工作的安全开展,并维护平台稳定运行。