露天礦安全管理信息系統模塊結構研究

張金山，孫 晶，劉業嬌，于 彥，白 豹

(內蒙古科技大學，內蒙古 包頭 014010)

引言

近年來，隨著礦產資源的不斷開發，我國采礦行業發展迅猛。各種金屬礦、非金屬礦的開采使我國幾大資源省份的GDP值連年攀升。然而，經濟增長的背后卻是各個礦山不斷發生安全事故的噩耗。所以為礦山建立合理有效的安全管理信息系統可以保障礦業職工安全和挽回安全事故所帶來的經濟損失。目前，地下礦尤其是地下煤礦的安全管理信息系統領域的研究已經比較完善深入，而非煤露天礦由于事故率較低，往往容易被人忽略。本文擬架構合理的露天礦安全管理信息系統模塊結構。

1 露天礦安全管理信息系統模塊研究現狀

礦業安全管理信息系統的研究已取得了很多有價值的成果。2001年，張殿軍建立的元寶山露天礦安全管理系統主要包括安全培訓管理、日常安全管理、事故管理、質量標準化管理4個功能模塊[1]。游達和吳超結合德興銅礦安全管理的實際情況，構建了文獻管理、職工檔案管理、事故管理、設備管理、安全培訓、隱患管理和質量標準化管理7個模塊[2]。以上三人構建的系統都忽略了安全管理信息系統的一個重要部分——危險源辨識及風險評價模塊。而劉峰等人的金屬礦管理體系則是側重于采礦技術的安全管理，缺乏人的因素[3]。謝振華的礦山安全管理系統包括安全信息處理、系統安全分析、系統安全預測、系統安全評價[4]4個模塊，雖然從安全信息的收集到評價形成了一個完整的系統，但是沒有從人與環境的角度考慮安全致因要素。由此可見，很多學者對信息系統功能模塊的考慮都不夠完善。本文運用安全人機學原理，從釀成事故的三大主要因素——環境、設備、人的角度著手，初步構建出一個較為完善的露天礦安全管理信息系統。

2 露天礦安全生產影響因素分析

在露天礦山中，自然環境對礦山安全生產的影響極為明顯，地質、雨水、氣象、地形地貌等都對露天開采的正常工作有著很大制約。由于礦石與設備、人員都裸露在地表之上，在安全管理信息系統中環境安全管理顯得尤為重要。從主觀條件上看，礦坑施工操作人員的文化程度較低，很多重大事故都是由人員操作不當引起的，可對人員進行教育培訓及心理測試等來提高員工的安全意識。露天礦生產設備種類繁多，所處環境復雜，對設備的監管更是必不可少。環境、人員與設備是相互依賴、不可分離的三個部分，本文從環境—人—機系統角度考慮，構造較為合理的露天礦安全管理信息系統。圖1為露天礦安全生產的主要影響因素[5]。

圖1 露天礦安全生產的影響因素

3 露天礦安全管理信息系統模塊探索

通過以上分析，初步擬定此露天礦安全管理信息系統包括4大功能模塊，即環境安全管理子系統、設備安全管理子系統、人員安全管理子系統以及綜合安全評價子系統。如圖2所示。

圖2 露天礦安全管理信息系統模塊

1) 環境安全管理子系統

環境安全管理子系統主要包括地質安全因素、水文地質條件、氣象條件、防火管理系統、防水管理系統。地質安全因素管理包含地層、地殼活動，巖層分布狀況，褶皺斷層分布狀況等與地質相關信息的管理；水文地質條件管理包含大的溝谷、地表水體賦存狀態、地下涌出水分布狀況等信息；氣象條件有高溫、嚴寒、沙塵、暴雨、暴雪、解凍期等氣象預測管理；防火、防水管理即對礦山、工業場地及辦公區域一切場所的火災、水災發生因素的管理。

2)設備安全管理子系統

設備安全管理子系統主要是建立生產設備、運輸設備、輔助設備、安全設備的監控與管理系統。生產設備主要包括對鉆機、挖掘機、電鏟、推土機、破碎機、巖石切割機和鑿巖機等采掘設備；運輸設備包含汽車、火車、斗車、自卸式柴油拖拉機、裝載運輸機、帶式輸送機、斜坡提升機等[6]；輔助設備有炮孔排水和裝藥設備、壓路機、礦用檢修車、礦用潤滑車、空氣壓縮機、桅桿式起重機、卷揚機、水泵、壓力容器、電氣設備等[7]；安全設備包括防火栓、防塵器、滅火器等。此系統的功能是實現對主要采運設備的監控與調度管理。

3)人員安全管理子系統

人的不安全意識是發生安全事故的重要因素，此系統即是建立對員工的各個方面的綜合管理制度，主要包括員工考勤系統、“三違”管理系統、安全健康檔案管理系統、安全培訓管理系統、崗位責任管理系統、員工工作與心理綜合測評系統。以達到控制人為因素的目的，從事故源頭抓起，重在增強人的安全意識。

4)綜合安全評價子系統

綜合安全評價子系統是露天礦安全信息管理的核心部分。通過對以上三個系統結構的討論與分析，對露天礦的危險源辨識、風險評價、隱患預警、事故分類統計分析、應急救援等環節實施閉環、動態控制：

(1) 危險源辨識系統

危險源辨識是一個復雜且系統的工程，通過危險源辨識工作，建立危險源信息庫，對危險源進行風險評價。對危險源進行分級控制是本系統的根本目的。

危險源的分級控制和管理是指從人、物、環境、管理四大方面分析事故發生的機理，找出導致事故發生的原因，從而制定有效的預防措施。所以必須依靠全體人員的力量調查和辯識危險因素[8]。通過對露天礦的現場考察，危險源辨識依據如下：①有發生爆炸危險的場所；②有提升系統危險的場所；③有被車輛傷害的場所；④有高空墜落危險的場所；⑤有觸電傷害的場所；⑥有燒傷、燙傷的場所；⑦有腐蝕、放射、中毒和窒息等的場所；⑧有落物、飛濺、滑坡、坍塌、壓埋、淹溺等的場所；⑨有被機械設備或其它物體碾、絞，掛、夾、刺和撞擊等的場所；⑩其它容易致人傷害的場所。

危險源寓于生產過程，其辯識工作必須全體職工參加，要求企業班組每個成員根據生產實踐和以往事故，提出本班組內涉及安全生產的危險源，然后再按照危險源的辯識依據進行辯識。廠礦、車間根據班組提出的危險源，結合工藝、設備進行審核、整理、匯總，逐個分析、評價、劃分等級。

(2) 安全評價系統

安全評價系統主要是對建立起來的危險源信息進行風險評價。設計采用LEC風險評價法[9]。

D=LEC

D—風險等級；L—發生事故的可能性大小；E—人體暴露在某種風險環境中的頻繁程度；C—一旦發生事故會造成的損失后果。

表1 LEC風險評價參數對照表

根據表1確定L、E、C的值，系統自動計算D值生成危險源的風險程度與風險等級：特級風險程度極其危險，取值D>320；A級高度危險，取值160≤D≤320；B級顯著危險，取值70≤D≤160；C級一般危險，取值20≤D≤70；D級稍有危險，取值D<20[10]。根據得出的風險等級對危險源實行分級重點控制管理。

(3) 隱患預警系統

此系統主要預警在安全檢查后發現的各類隱患與違章操作記錄，在系統主頁面進行預警，并反饋給相關部門限時整改，對于整改后的隱患取消預警，尚未整改的一直預警。此預警頁面瀏覽權限實現全員監督，做為各部室安全管理工作的反饋頁面，可以督促、提升各部室自我監管力度，從人的自我管理因素上減小事故發生率。

(4) 事故分類統計分析系統

此模塊主要建立事故統計臺賬，對事故時間、事故地點、事故類別、事故名稱、事故性質、事故誘發因素、造成的后果、人員傷害情況、受教育情況等信息進行建檔登記。

按事故類型、事故發生年度統計一年內發生事故的情況。按照1至12月分別統計死亡、重傷、輕傷人數，并自動計算損失工作日、總經濟損失、百萬工時傷害率、百萬工時死亡率等事故指標。

(5) 應急救援系統

本系統建立應急救援指揮中心網絡信息庫，明晰各協助小組的職責與聯系方式；建立外協單位信息庫，一旦發生應急響應，能夠第一時間與外協單位取得聯系；建立應急資源庫，可以迅速查詢救援物資的庫存情況，及時對已有物資進行調度；上傳各大事故應急救援預案，定期進行救援預案演練，記錄演練情況；制定不同事故避災路線圖，并隨生產現場的變化及時更新避災路線。

4 露天礦安全管理信息系統研發工具

露天礦安全管理信息系統的研發可采用較為先進的B/S模式，運用Active Server Pages 3.0、IIS 5.0、Adobe Dreamweaver CS3、SQL Server 2005、Javascript語言等開發工具進行研制。軟件開發的目的是要從人—機—環境角度建立企業的現代安全管理系統，綜合提高礦山企業的安全管理水平，保障每一位職工的人身安全。

5 結論

露天礦安全管理信息系統模塊結構研究表明，運用安全人機學原理，對礦山企業人員、設備與環境安全狀態進行識別與監控，能夠實現以下安全管理目標：

1)增強礦山職工對安全隱患的預防意識，將由人、設備、環境引起的事故誘發因素明顯化，有利于安全風險的預控；2)建立了危險源信息庫，能夠自動評價其風險程度與風險等級，實現風險分級控制；3)建立了隱患預警系統以及事故分析系統，可以逐年統計分析安全生產事故；4)環境—設備—人綜合安全評價系統使礦山實現閉環、動態的管理，為打造本質安全型礦山企業提供了保證，使安全管理工作全面化、系統化、標準化。

[1]張殿軍. 安全管理信息系統在元寶山露天礦的應用[J]. 露天采煤技術, 2001(1):41-43.

[2]游 達,吳 超. 大型露天礦計算機安全管理模式研究[J]. 礦業研究與開發, 24(1):59-61.

[3]劉 峰,葉義成,黃 勇. 金屬礦山安全管理體系的探討[J]. 礦業安全與環保, 2007,33(9):58-61.

[4]謝振華. 礦山安全管理信息系統的研究與開發[J]. 工業安全與防塵, 2000(10):27-30.

[5]張金山,孫 晶,白 豹. 露天金屬礦山危險源辨識及預先危險分析體系的研究[J]. 有色金屬(礦山部分), 2010，62(5):68-70.

[6]柳秉康. 露天非煤礦山特種設備的安全問題[J]. 起重運輸機械, 2000(5):7-9.

[7]趙昱東. 我國露天礦輔助作業設備發展歷程[J]. 礦山機械, 2002(3):17-19.

[8]林香民,李劍鋒. 重大危險源辨識的模糊性與分級控制管理[J]. 安全與環境學報, 2003(6):3-5.

[9]石永國,傅忠清,鄭 敏. LEC評價法在非煤礦山安全評價中的應用[J]. 黃金,2009(9):33-36.

[10]王卸云. 淺談LEC法在非煤礦山安全評價中的應用[J]. 金屬礦山,2008(1):110-113.