非煤礦山企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在寶塔山露天礦區(qū)的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP311.13；TD79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）07-0057-05

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.016

Application of Safety Production Risk Monitoring and Early Warning System for Non-Coal Mining Enterprises in Baota Mountain Open-Pit Mining Area

YANGMingdong'，WANGSheng'，YANGBoyun2，XU Guangyao，LIU Jianqiu2 （1.NanjingAnjiteinngandEngineringCo，Ltd.Nanjing2ina;2JangsuXinningNewuldingMateralsC， Nanjing211803，China; 3.Shanxi Datong University，DatongO37000，China）

Abstract：Thesafetyproductionrisk monitoringandearlywarning system fornon-coal miningenterprisesisthemostbasic management systemin China's mining safety management system.Byconstructingasafety productionrisk monitoring and earlywarning system forBaota Mountainmining enterprises，functionssuchas environmentalmonitoring，slope monitoring， perimetermonitoring，videomonitoring，personnel （vehicle）management，andsafety informationplatformcanbeachieved. Practice has shown that this system can enhance the emergency response capabilities of non-coal mining enterprises， effectively prevent and curb the occurrence of non-coal mining accidents，and ensuresafe production in mines.

Keywords： non-coal mines;open-pitmines;slopemonitoring;safetyproductionrisk monitoringandearly warningsystem

隨著互聯(lián)網(wǎng) + 監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，非煤礦山企業(yè)逐步開始采用信息化手段，實(shí)現(xiàn)礦山日常生產(chǎn)安全運(yùn)行數(shù)據(jù)的信息化管理，將非煤礦山開采中的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象化處理，抽取以風(fēng)險(xiǎn)為維度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)面的方式分別進(jìn)行單一風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警分析和綜合風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警分析，構(gòu)建基于風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警的非煤礦山安全生產(chǎn)管理模式[。寶塔山水泥用灰?guī)r露天礦是新建4800td新型干法水泥生產(chǎn)線的配套礦山。根據(jù)江蘇省應(yīng)急管理廳建設(shè)非煤礦山安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)要求，為提升寶塔山水泥用灰?guī)r露天礦的安全生產(chǎn)管理水平，寶塔山露天礦根據(jù)礦山實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，建設(shè)符合自身安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警需求的管理系統(tǒng)，內(nèi)容包含環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊坡監(jiān)測(cè)、周界監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、人員（車輛）管理及安全信息化平臺(tái)等。

系統(tǒng)結(jié)合企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和部分政府監(jiān)管數(shù)據(jù)等，建立生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，實(shí)時(shí)評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)判、預(yù)警，為安全生產(chǎn)監(jiān)管提供企業(yè)生產(chǎn)的全程監(jiān)控和安全服務(wù)。

1非煤礦山企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前，我國(guó)已構(gòu)建由國(guó)家礦山安全監(jiān)察局、省級(jí)礦山安監(jiān)局和區(qū)域監(jiān)察分局組成的礦山安全管理體制，形成三級(jí)垂直監(jiān)察體系。地方監(jiān)管分為4級(jí)，即國(guó)家級(jí)、省級(jí)、地級(jí)和縣級(jí)，共同實(shí)現(xiàn)“國(guó)家監(jiān)察，地方監(jiān)管，企業(yè)負(fù)責(zé)”[2。企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)是一種用于監(jiān)測(cè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，屬于企業(yè)管理范疇，旨在識(shí)別、預(yù)警和控制潛在的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，從而防范事故發(fā)生，保障企業(yè)生產(chǎn)安全。該系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)手段，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的各種運(yùn)行狀態(tài)和工礦設(shè)施故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并科學(xué)設(shè)置報(bào)警閥值，一旦檢測(cè)到異常情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，為預(yù)警和控制提供依據(jù)。安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的核心作用是提前預(yù)警和控制潛在的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，防范事故的發(fā)生，保障企業(yè)生產(chǎn)安全。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程的安全隱患，為預(yù)警和控制提供依據(jù)，從而降低事故發(fā)生的概率和損失。

寶塔山水泥用灰?guī)r礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)總體布置分為4部分。一是系統(tǒng)通信。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以無(wú)線通信結(jié)合有線通信的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通，自動(dòng)化雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用網(wǎng)線將雨量數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，視頻監(jiān)控采用光纖將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，系統(tǒng)通信模式選用固定網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議或動(dòng)態(tài)域名寬帶網(wǎng)絡(luò)。二是系統(tǒng)防雷。采取多重冗余防雷措施，系統(tǒng)包含防直擊雷、防感應(yīng)雷（含電源防雷、信號(hào)防雷、視頻防雷）。三是系統(tǒng)供電。電源系統(tǒng)采用拓?fù)湫问焦╇娋W(wǎng)絡(luò)，總體宜構(gòu)建三相火線、一相零線的供電總干線，各橫斷面上分支接出支干線。其中一條火線和零線作為監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)總電源，另兩條火線作為補(bǔ)光照明總電源。電源設(shè)置總線路穩(wěn)壓器，根據(jù)線路長(zhǎng)度設(shè)置后端穩(wěn)壓器。四是監(jiān)測(cè)中心。在礦山原有數(shù)據(jù)中心辦公室內(nèi)設(shè)置1個(gè)安全信息化平臺(tái)（監(jiān)控中心），實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行與數(shù)據(jù)管理。

2主要系統(tǒng)建設(shè)

安全管理信息系統(tǒng)的建設(shè)是對(duì)傳統(tǒng)安全生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的信息化改造和優(yōu)化，是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及管理思想植人、歷史數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)流程梳理、管理模式重建、硬件設(shè)備建設(shè)、系統(tǒng)程序開發(fā)、關(guān)鍵用戶培訓(xùn)等若干關(guān)鍵工作流程[3]，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)全過(guò)程的信息化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化管理。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)礦山安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)管理、作業(yè)管理、隱患排查治理、應(yīng)急管理、事故管理、績(jī)效評(píng)定等環(huán)節(jié)的信息化處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)過(guò)程的全面監(jiān)管和控制。

露天礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)主要是將以上設(shè)施信息以及礦山安全生產(chǎn)管理信息整合，通過(guò)信息化展示和操作，規(guī)范化、數(shù)據(jù)化地表現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)信息，同時(shí)與應(yīng)急管理部門數(shù)據(jù)并聯(lián)，及時(shí)傳輸?shù)V山的整體安全生產(chǎn)狀況。

2.1三維建模管理系統(tǒng)

礦山三維建模管理是利用信息化技術(shù)，根據(jù)礦山安全設(shè)施設(shè)計(jì)的開采終了平面圖建立三維可視化模型，預(yù)先了解礦山綜采時(shí)的最終情況，同時(shí)可利用現(xiàn)狀開采情況與終了設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，防止出現(xiàn)違反設(shè)計(jì)開采等違法違規(guī)行為。礦山三維數(shù)字化以礦山安全、環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)管理為中心，以礦山生產(chǎn)和安環(huán)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，以礦山資源為平臺(tái)，利用三維地質(zhì)建模、三維地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、地表傾斜攝影、三維激光掃描、 360^° 實(shí)景復(fù)制等技術(shù)手段，將礦山地上場(chǎng)景、地下礦床地質(zhì)體、生產(chǎn)設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行三維數(shù)字化建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)狀況、安全與環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示，打造數(shù)字孿生礦山模式。系統(tǒng)集成采用數(shù)據(jù)集成、軟件界面集成等多種集成技術(shù)，整合各系統(tǒng)的功能，達(dá)到數(shù)據(jù)共享、聯(lián)合預(yù)警等目的。寶塔山水泥用灰?guī)r礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)計(jì)算機(jī)端界面如圖1所示。

2.2 企業(yè)安全信息化平臺(tái)

安全信息化平臺(tái)是系統(tǒng)監(jiān)控中心，擁有礦山生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、檢修和維護(hù)管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份等功能，也能夠?qū)ΦV山運(yùn)行情況和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)估，實(shí)現(xiàn)Plan（計(jì)劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）和Act（處理）的PDCA全面管理和持續(xù)改進(jìn)。通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)安全管理的基本功能，實(shí)現(xiàn)檢查計(jì)劃、培訓(xùn)計(jì)劃、動(dòng)火作業(yè)等業(yè)務(wù)流程的線上審批，實(shí)現(xiàn)隱患排查治理閉環(huán)和痕跡化管理，實(shí)現(xiàn)線上教育培訓(xùn)與考核，包括法規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)、風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、隱患數(shù)據(jù)庫(kù)、違章數(shù)據(jù)庫(kù)等海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、統(tǒng)計(jì)與分析，也涵蓋領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙安全生產(chǎn)一張圖、管控?cái)?shù)據(jù)一張圖等關(guān)鍵信息。企業(yè)安全信息化平臺(tái)控制中心如圖2所示。具體來(lái)說(shuō)，安全信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括安全信息化管理、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及事故隱患排查、應(yīng)急管理，事故、事件報(bào)告、調(diào)查與分析，安全教育與培訓(xùn)，特種設(shè)備管理。

圖1寶塔山水泥用灰?guī)r礦安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)計(jì)算機(jī)端界面

2.3環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

寶塔山礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)擁有三大核心功能，即環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊坡監(jiān)測(cè)、周界監(jiān)測(cè)。其中，環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)寶塔山礦周邊環(huán)境及降雨量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其環(huán)境和降雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備共計(jì)10個(gè)點(diǎn)，其中開采現(xiàn)場(chǎng)有7個(gè)點(diǎn)位，運(yùn)礦道路及破碎機(jī)口有3個(gè)點(diǎn)位，用于監(jiān)測(cè)礦山降雨量、風(fēng)速、濕度、揚(yáng)塵等環(huán)境信息。針對(duì)礦山降雨量的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)警，根據(jù)不同預(yù)警指標(biāo)從低到高分為橙色、黃色、紅色3種級(jí)別預(yù)警，并將數(shù)據(jù)輸送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示平臺(tái)。礦山降雨量變化趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)如表1所示。

（a）三維可視化平臺(tái)

（b）視頻監(jiān)控平臺(tái)

圖2企業(yè)安全信息化平臺(tái)控制中心界面

表1礦山降雨量變化趨勢(shì)預(yù)警指標(biāo)

2.4邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

邊坡監(jiān)測(cè)是對(duì)邊坡變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)破壞進(jìn)行預(yù)警，主要由點(diǎn)、面以及單元來(lái)監(jiān)測(cè)表面土體位移、深部位移和宏觀位移[。實(shí)踐證明，露天礦邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警難題應(yīng)通過(guò)系統(tǒng)方法來(lái)解決，充分利用不同監(jiān)測(cè)手段的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，以提高監(jiān)測(cè)效率與預(yù)警可靠性[5]。邊坡監(jiān)測(cè)設(shè)備分為邊坡位移監(jiān)測(cè)和爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)，其中，邊坡位移監(jiān)測(cè)共計(jì)14個(gè)點(diǎn)位，爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)共計(jì)9個(gè)點(diǎn)位，分布于礦山終了邊坡和辦公區(qū)，用于監(jiān)測(cè)邊坡位移，對(duì)邊坡坍塌事故進(jìn)行預(yù)警。邊坡位移監(jiān)測(cè)裝置主要是監(jiān)測(cè)開采過(guò)程的邊坡巖石移動(dòng)狀況，發(fā)現(xiàn)邊坡破壞預(yù)兆，對(duì)邊坡位移的速度、方向等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)設(shè)定的邊坡變形監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)，把預(yù)警等級(jí)由低到高分成橙色等級(jí)、黃色等級(jí)、紅色等級(jí)，等級(jí)是根據(jù)邊坡位移量、位移速率、邊坡傾斜角度來(lái)劃分的。邊坡變形監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)如表2所示。

表2邊坡變形監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)

邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要作用包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡的各項(xiàng)參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，提高邊坡穩(wěn)定性，并提供預(yù)警功能。邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)邊坡的變形、位移、應(yīng)力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，揭示邊坡的變形規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)，為邊坡穩(wěn)定性分析提供有力的數(shù)據(jù)支持。這些數(shù)據(jù)是評(píng)估邊坡穩(wěn)定性的重要依據(jù)，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡異常，為邊坡安全管理提供有力支持。邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析能力，能夠長(zhǎng)期保存監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析和處理奠定基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和處理，可以揭示邊坡的失穩(wěn)機(jī)制和破壞模式，為制定針對(duì)性的治理措施提供科學(xué)依據(jù)。此外，系統(tǒng)可以評(píng)估治理措施的效果，為邊坡加固工程的優(yōu)化提供反饋和指導(dǎo)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，系統(tǒng)選定標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可知變化范圍均在標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)。一旦邊坡位移變化值超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的變化值，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)立即上報(bào)指揮平臺(tái)，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警措施。

2.5周界監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦山企業(yè)礦權(quán)管理中，采礦權(quán)界樁因?yàn)槎喾N因素發(fā)生挪移。同時(shí)，常見(jiàn)的礦界管理警告牌、警示帶不能完全有效地阻止外來(lái)人員闖人礦區(qū)。建立周界監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，可以保障安全，預(yù)防盜竊和入侵，提高安全防范能力，減少治安問(wèn)題，防止開采過(guò)程中外來(lái)人員發(fā)生意外的風(fēng)險(xiǎn)。周界監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周界區(qū)域，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，有效預(yù)防盜竊和入侵，保障人員和財(cái)產(chǎn)的安全。它還能提高安全防范能力，減少安保人員的工作量，提高工作效率，并且采用先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測(cè)和報(bào)警，提高安保工作的科技含量。

電子界樁圍欄是一種特殊的實(shí)體電子圍欄[。寶塔山礦電子界樁圍欄是在礦山西側(cè)終了邊坡礦界沿線建設(shè)的電子周界圍欄（長(zhǎng) 2250m ），并在電子圍欄上設(shè)置22個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)位，報(bào)警事件定位精度小于10m ，覆蓋范圍可達(dá) 50m ，用于防止外部人員進(jìn)入礦區(qū)。當(dāng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別到外部人員靠近時(shí)，自動(dòng)喊話驅(qū)離并上報(bào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。周界監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)性能指標(biāo)如表3所示。

表3周界監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)性能指標(biāo)

2.6人員（車輛）管理系統(tǒng)

露天礦運(yùn)輸工作量大，道路分布復(fù)雜且軌跡不斷變化，駕駛工作重復(fù)單一，受氣候影響大，同時(shí)寬體礦卡右側(cè)盲區(qū)大，容易在礦區(qū)復(fù)雜地段發(fā)生側(cè)翻、追尾等事故。人員（車輛）管理系統(tǒng)是露天礦自動(dòng)指揮采礦采運(yùn)作業(yè)的智能化輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。寶塔山礦人員（車輛）管理系統(tǒng)安裝于進(jìn)礦路口位置，用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入礦區(qū)的人員和車輛，及時(shí)掌握礦山現(xiàn)有人員和車輛信息。它具有系統(tǒng)識(shí)別、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)計(jì)量等功能，結(jié)合路網(wǎng)、路徑數(shù)據(jù)，識(shí)別車輛到達(dá)、離開、裝載和卸載等動(dòng)作。車載終端可以顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和工作位置，統(tǒng)計(jì)挖掘機(jī)裝車能力、卸點(diǎn)卸載能力和路徑軌跡運(yùn)行時(shí)間。

3結(jié)論

寶塔山非煤露天凝灰?guī)r礦安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)已完成環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊坡監(jiān)測(cè)、周界監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、人員（車輛）管理和安全信息化平臺(tái)的建設(shè)工作。通過(guò)建設(shè)非煤礦山企業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦山系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)、智能評(píng)估、精準(zhǔn)預(yù)警預(yù)測(cè)，礦山企業(yè)管理人員可以動(dòng)態(tài)掌握非煤礦山的安全生產(chǎn)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的安全隱患，提升礦山企業(yè)應(yīng)急處置能力，有效防范和遏制非煤礦山事故的發(fā)生，保障礦山企業(yè)安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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