空間數(shù)據(jù)挖掘提升煤礦安全管理論文
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1我國煤礦安全管理存在的問題
1.1安全技術(shù)資金不足
煤炭的持續(xù)開采會受到地質(zhì)條件的直接影響，過去國家投入眾多的設(shè)施，使用至今均已出現(xiàn)老化，并且維修量非常大。隨著礦井的不斷延深，礦壓極度強(qiáng)化，巷道的維修任務(wù)更是不斷的增加，礦井的供電以及通風(fēng)、提升與排水等都不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。
1.2安全管理模式傳統(tǒng)
與西方發(fā)達(dá)產(chǎn)煤國家相比較，我國的煤礦使用技術(shù)研究起步很晚。并且人力、財(cái)力非常缺乏，某些重大的安全技術(shù)問題，比如沖擊地壓以及煤和瓦斯的突出、地?zé)嵋约巴凰葹?zāi)害不能進(jìn)行有效的預(yù)測和控制。且受到以往傳統(tǒng)運(yùn)營思想的直接作用與影響以及各個企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力的約束，我國的煤礦生產(chǎn)裝備和安全監(jiān)控設(shè)施相對落后。井巷的斷面設(shè)計(jì)以及支護(hù)強(qiáng)度的確定、支護(hù)材料的型號選擇較小。生產(chǎn)設(shè)施功率以及礦井的供風(fēng)量等富余參數(shù)非常低，極易出現(xiàn)事故。絕大多數(shù)的煤炭企業(yè)還是利用以往傳統(tǒng)的安全管理模式，各種報(bào)表計(jì)算仍是靠人工勞動并且精確度很低。信息傳送的時(shí)間較長，且速度較慢，管理者的工作重復(fù)性很大，資料查詢十分困難，并且工作效率很低。安全檢查以及等級鑒定等總是憑借主觀意念以及相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。
1.3安全信息管理體制不健全
安全信息可以說是安全管理工作的重要依據(jù)，它主要包括事故和職業(yè)傷害的有效記錄與分析統(tǒng)計(jì)，職業(yè)的安全衛(wèi)生設(shè)施的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及檢驗(yàn)技術(shù)，法律法規(guī)以及相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和其變化的動態(tài)，教育培訓(xùn)以及宣傳和社會活動，國內(nèi)的新型技術(shù)動態(tài)以及隱患評估與技術(shù)經(jīng)濟(jì)類分析和咨詢、決策的體系。信息體制的健全是安全體制工程以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效結(jié)合，可促使安全工作轉(zhuǎn)型為定性和定量的超前預(yù)測，不過大多數(shù)礦井還是處于起步與摸索階段，并未呈現(xiàn)出健全的體制，真正的使用還有待進(jìn)一步的發(fā)展。
2空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
數(shù)據(jù)挖掘研究行業(yè)的持續(xù)進(jìn)展，開始由起初的關(guān)系數(shù)據(jù)以及事務(wù)數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)展至對空間數(shù)據(jù)庫的不斷挖掘?？臻g的信息還在逐漸地呈現(xiàn)各類信息體制的主體與基礎(chǔ)。空間數(shù)據(jù)是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，具有比普通關(guān)系數(shù)據(jù)庫和事務(wù)數(shù)據(jù)庫更豐富、復(fù)雜的相關(guān)語義信息，且蘊(yùn)含了更豐富的知識。所以，雖說數(shù)據(jù)的挖掘最初是出現(xiàn)在關(guān)系數(shù)據(jù)挖掘以及事務(wù)的數(shù)據(jù)庫，不過因?yàn)榭臻g數(shù)據(jù)庫中的發(fā)掘知識，這就很快引起了各個研究者的關(guān)注與重視。很多的數(shù)據(jù)挖掘類研究工作都是從關(guān)系型以及事務(wù)型數(shù)據(jù)庫拓展至空間數(shù)據(jù)庫的。在地學(xué)領(lǐng)域中，隨著衛(wèi)星以及遙感技術(shù)的不斷使用，逐漸豐富的空間以及非空間的數(shù)據(jù)采集與儲存在較大空間數(shù)據(jù)庫中，大量的地理數(shù)據(jù)已經(jīng)算是超過了人們的處理能力，并且傳統(tǒng)的地學(xué)分析很難在這些數(shù)據(jù)中萃取并發(fā)現(xiàn)地學(xué)知識，這也就給現(xiàn)階段的GIS帶來了很大的挑戰(zhàn)，急切的需要強(qiáng)化GIS相應(yīng)的分析功能，提升GIS處理地學(xué)實(shí)際狀況的能力。數(shù)據(jù)挖掘以及知識發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生能滿足地球空間的數(shù)據(jù)處理要求，并推進(jìn)了傳統(tǒng)地學(xué)空間分析的不斷發(fā)展。依據(jù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)的特性，把數(shù)據(jù)挖掘的方式融進(jìn)GIS技術(shù)中，呈現(xiàn)地學(xué)空間數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)展的新地學(xué)數(shù)據(jù)分析理念與依據(jù)。
3.1建設(shè)評價(jià)指標(biāo)體制庫
評價(jià)指標(biāo)體制庫是礦井的自然災(zāi)害危害存在的具體參數(shù)式的知識庫。模型的組建務(wù)必要根據(jù)礦井的瓦斯以及水害等自然災(zāi)害危害呈現(xiàn)的不同指標(biāo)體制和其臨界值構(gòu)建一定的指標(biāo)體制庫，危害的警報(bào)識別參數(shù)關(guān)鍵是采掘工程的平面圖動態(tài)開采面以及相應(yīng)的巷道。各種瓦斯的危害以及水害隱患和通風(fēng)隱患均呈現(xiàn)一定的評價(jià)指標(biāo)庫。
3.2構(gòu)建專業(yè)的分析模型庫
依據(jù)瓦斯以及水害等諸多不同的礦井自然災(zāi)害類別構(gòu)建相關(guān)的專業(yè)性模型庫，比如瓦斯的災(zāi)害預(yù)測，應(yīng)根據(jù)礦井的地質(zhì)條件以及煤層所賦存的狀況構(gòu)建瓦斯的地質(zhì)區(qū)分圖，再根據(jù)采掘工程的平面圖動態(tài)呈現(xiàn)的采掘信息以及相應(yīng)的瓦斯分區(qū)構(gòu)建關(guān)聯(lián)并實(shí)行相應(yīng)的比較分析，確定可以采集區(qū)域未來的可采區(qū)域是不是高瓦斯區(qū)域。
3．3構(gòu)建以GIS空間分析為基礎(chǔ)的方法庫
GIS空間分析可以說是礦井自然災(zāi)害的隱患高度識別的關(guān)鍵性方式，并且還是安全故障警報(bào)的主要路徑。比如斷層的防水層的有效劃分，關(guān)鍵是根據(jù)斷層的保安煤柱來實(shí)行可靠的確定。斷層的保安煤柱確定可以利用GIS緩沖區(qū)域的分析得到?？臻g的統(tǒng)計(jì)分析以及多源信息有效擬合和數(shù)據(jù)挖掘亦是瓦斯和水害等安全隱患監(jiān)測經(jīng)常使用GIS空間分析方式，如物探水文的異常區(qū)域確定以及瓦斯突出相應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)域確定。
3．4決策支持體制與煤礦管理水平
評價(jià)指標(biāo)體制庫以及模型庫、方式庫與圖形庫均是礦井的自然災(zāi)害隱患識別和決策的最基礎(chǔ)。利用礦井的自然災(zāi)害隱患識別決策來支持體系具體的功能呈現(xiàn)礦井的自然災(zāi)害隱患識別以及決策分析，在根源處提高煤礦的安全管理水平。分類構(gòu)建礦井的自然災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)控體系，進(jìn)行動態(tài)跟蹤相應(yīng)的災(zāi)害實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并事實(shí)呈現(xiàn)礦井的自然災(zāi)害數(shù)據(jù)或是信息和自然災(zāi)害的指標(biāo)體系庫以及模型庫與知識庫、空間數(shù)據(jù)庫的合理化比較，并運(yùn)用圖形庫的數(shù)據(jù)再通過GIS空間分析方式來確定安全隱患的，礦井自然災(zāi)害的隱患實(shí)時(shí)警報(bào)并進(jìn)行決策分析，以提交空間數(shù)據(jù)的自然災(zāi)害隱患識別以及分析處理的決策性報(bào)告。
4結(jié)語
隨著礦山持續(xù)的深化及開展，礦區(qū)的歷史以及實(shí)際數(shù)據(jù)量會日益增多，數(shù)據(jù)的處理會越來越困難。數(shù)字化礦山可以說是數(shù)字地球的主要構(gòu)成，亦是呈現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展與礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性決策，是呈現(xiàn)礦山、礦區(qū)信息化管理的重要基礎(chǔ)。
作者：賈昞 單位：山西太原理工大學(xué)