安全系统工程在矿山安全管理中的应用

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计算机自动化安全系统工程在矿山安全管理中的应用
高 远
摘要：安全生产是矿山的重点工作。

只有确保安全生产，才能使矿山获取持续的经济效益。

尽管绝大多数矿山都十分重视安全生产，而且也在不断优化和完善安全生产管理模式，但在信息化建设方面仍然面临诸多不足，需要采取有效措施认真完善。

文章在简要分析矿山信息化对安全生产的积极作用基础上，重点研究了矿山安全生产信息化建设中存在的问题。

最后提出了有针对性的解决方案，旨在为促进矿山安全生产取得更好成效提供参考与借鉴。

关键词：矿山；信息化；安全生产
在现代矿山企业智能化建设过程中，虽然有了一定的网络安全保障基础工作，但对照国家网络安全要求以及对标电力、石油化工等行业，在网络安全管理和技术防护方面仍存在很大差距。

主要问题包括：工控网与办公网隔离不到位，存在非法外联等情况；终端主机及服务器安全管控不严，未安装白名单、防病毒等主机安全软件；缺少有效安全监测和审计手段；未有效管控终端接口及U盘等移动介质的使用；关键业务数据备份机制缺失；网络安全专业人才匮乏等。

因此，建立一套完善的网络安全保护系统在矿山智能化建设过程中势在必行。

1 矿山安全生产信息化建设的积极作用
第一，从根本上说，矿山安全生产信息化建设是矿山安全生产管理工作的重要组成部分，对于促进矿山安全生产管理工作科学化、规范化具有十分重要的价值。

随着信息技术的快速发展，特别是在新技术层出不穷的时代背景下，大力加强和改进矿山安全生产信息化建设具有重要价值，能够为矿山安全生产管理工作的深入开展创造更为有利的条件。

对此，矿山企业应当从更高层次深刻理解和认识矿山安全生产信息化建设的积极作用，在此基础上认真加以优化和完善，努力提高矿山安全生产信息化建设的水平。

第二，随着矿山信息化建设水平的不断提升，很多矿山企业信息化建设能力不断增强，特别是战略决策层信息化、知识共享与知识库建设、经营管理层信息化、生产作业层信息化水平显著提升，对于促进矿山管理工作向纵深开展具有十分重要的价值。

矿山安全生产信息化是矿山信息化建设的重要组成部分，只有大力加强和改进矿山安全生产信息化工作，才能使安全管理工作得到加强，特别是能够促进安全管理工作的规范化和效能性建设。

大力加强生产作业层信息化建设，能够使矿山生产作业的安全性得到提升。

很多企业已经将信息技术应用于井下生产作业领域，建立了相对比较完善的井下生产检测监控系统，通过对运输、提升、压力、电力、温度等进行实时监控，可及时发现可能出现的安全风险，并采取切实有效措施进行防范和控制，确保生产作业安全。

第三，将矿山信息化应用于矿山安全生产领域，除了能够有效实现生产作业安全控制，还能够通过应用各类网络信息技术，大力加强安全生产管理的综合性、立体化和全面性，进而使安全生产管理工作的效能化水平更高。

当前，很多矿山企业都利用信息技术建立了安全管理信息系统，主要包括储运销数据管理系统、实验分析数据库、矿山实时传输系统、生产矿山数据库等，通过对这些数据进行综合分析，能够将其融入到安全管理领域，进而为安全管理工作创造更为有利的条件，特别是能够提供强大的数据支撑，成为安全生产分析工作不可或缺的重要基础和保障。

此外，在实施矿山信息化建设的过程中，通过将战略决策层信息化与安全生产信息化进行有效对接，还能够进一步提高决策的科学性，将安全生产融入到战略决策当中，强化战略决策的全面性，进而使安全生产管理更具有战略性，最大限度提升安全生产管理水平。

2 矿山安全管理中存在的问题
2.1 管理模式单一
5G和物联网技术的推广不断促进人们的生活和工作方式的升级。

然而，在矿山行业，产业更新升级通常只涉及到设备机械化和自动化的升级，而企业生产管理模式的更新升级往往被忽视。

这就给企业的安全管理带来了许多不利影响。

常见情况是管理方式单一，管理制度混乱，使得在矿山开采工作中，安全管理人员无法及时有效地监督和传递信息，也无法精细准确地指导工作。

同时，这种单一的方式也存在盲区和漏洞，往往在协同工作时由于制度的不明带来责任分工的不明确，造成工作沟通脱节的局面，整体生产效率低下。

此外，安全意识也不强，为了
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赶进度完成任务，企业的管理人员对于机电设备零部件的磨损情况并没有作出及时的检查和维护，直到机电设备出现故障。

这无形中增加了企业的生产成本和维护成本，使矿山开采的效率降低。

与此同时，企业管理模式看似无形，实则有形，企业在这方面的资金支持和投入甚微，没有予以足够的重视。

这样一来，单一、落后的管理模式已经沿用多年，引进与现代化机电设备相适应的精细化管理模式也很困难，因此给矿山机电安全生产的管理带来很大的不便。

2.2 矿井局部通风管理规范性不足
矿山的通风和维护工人的安全环境取决于许多因素，不仅包括设备通风和排风通风，还包括局部通风的管理规范问题。

矿山通风主要需要注意爆炸性气体、粉尘、缺氧以及自燃等情况。

尤其是爆炸性气体，由于矿山长期处于封闭区域，易产生此类气体混合物积聚。

因此，矿井通风的规范化管理与通风设备的品质有直接的联系，如果管理不达标，势必会造成监管结果不符合要求，由此产生故障或停电。

目前，矿山企业在对矿井通风设备的使用进行监督时，存在着管理不到位、设备不健全等问题，严重影响了矿井的信息采集工作。

甚至有些企业在设备维修时，往往注重设备的数据信息，而忽略了传感器的工作状况，使得监测结果的准确性不能得到保障，从而影响矿井的生产，甚至造成矿山安全事故。

2.3 矿山安全生产信息化缺乏技术支撑
要想使矿山安全生产信息化真正发挥作用，需要矿山企业适应新技术快速发展的要求，大力加强各类技术的投入力度，促进矿山安全生产信息化建设不断取得新的成效。

目前，一些矿山企业尽管建立了综合信息化监控系统，对矿山安全生产管理工作具有一定的支撑作用，但很多先进的技术并没有应用于矿山安全生产信息化领域，特别是大数据技术、人工智能技术、云计算技术等的应用不够到位。

如一些矿山企业没有建立矿山安全生产大数据管理与服务平台，在数据收集、整理、分析等方面不够到位，“AI+安全生产”模式还没有得到广泛应用，传感器技术、智能监控技术等的应用也相对较少，“安全生产云管理平台”建设更为薄弱，这些必然会制约矿山安全生产信息化建设的可持续发展。

2.4 矿山机电设备老化严重
矿山的开采主要通过机电设备来实现，因此，设备的安全高效运行是实现企业稳健运营的关键。

然而，在中国经济高速增长的背景下，一些企业依然存在机电设备老旧的现象。

究其原因，主要有以下两个方面：①企业规模小，无法投入更多的资金来购买新的设备，依然使用一些老旧的设备或者组装的设备来工作，这些老旧的设备能耗大，污染严重，而且一些改装的设备性能无法得到保障，给设备的管理带来新的困难。

②对于一些关键技术，国外依然保持垄断，国内购买一些新的大型机电设备依然会受到许多阻碍，迫使一些机电设备依然在超时间运行。

一些损耗零部件有时也只能用国产的替代，无法保证机电设备性能的可靠发挥。

机电设备的老化不仅增加了企业的维修成本，还给企业机电安全生产精细化管理提出了新的挑战。

3 安全系统工程在矿山安全管理中的应用
3.1 加强矿山安全生产信息化平台的建设
矿山安全生产信息化平台的建设对于矿山企业来说非常重要，它需要依托相应的平台来发挥其功能和作用。

因此，矿山企业应该大力加强矿山安全生产信息化平台的建设。

除了要建立综合信息化监控系统，还需要根据安全生产与安全管理工作的各个领域、各个环节设计更具有针对性的矿山安全生产信息化平台，使其功能更加强大。

例如，为了确保矿山生产设备的安全性，需要建立专门的矿山设备管理系统，将所有设备数据录入系统，建立采购、维护、保养、使用等预警机制，确保生产设备不出现“超修程”现象，保障生产设备始终处于良好运转状态。

加强矿山安全生产信息化平台建设，也需要矿山企业根据安全生产领域的薄弱环节开发专门的安全管理平台。

例如在开展瓦斯监控方面，应当加大信息收集与分析工作力度，一旦出现异常信息平台会自动报警。

3.2 结合开采现场情况完成安全防护设计
在采矿工程中，为了确保施工安全，就必须要积极地开展安全防护设计工作。

安全防护设计具有前提条件，要求相关工作人员了解开采现场的具体情况，不能仅仅重视效益却忽略安全。

相反，需要做到开采效率与安全并重，在保证安全的基础上对生产能力进行提高。

相关技术人员需要充分了解采矿地区的地理环境，完成对现场的具体勘察，通过勘察可以制定具备科学性的方案，提升可操作性。

调查的结果能为安全防护设计提供依据，相关人员必须要提前做好应急分析，对可能存在的危害进行深入研究。

尤其是对于经常会发生地质灾害的区域，应有针对性的做好预防工作。

除此之外，对于采空区相关人员应合理对其进行重视。

很多单位仅仅重视生产效率，对矿山采空区存在着忽视的情况，导致矿山采空区出现积水，影响了矿山生产的具体进度。

为了解决该问题，应对相关影响因素进行积极的分析，完成对事故的预防。

在日常工作中，相关单位需要对技术人员的意识进行培养，让技术人员可以掌握危急时刻逃生的办法，尽最大努力保证工作人员的安全。

3.3 构建完善的矿山机电安全管理制度和监督体系
建立完善的管理模式是确保矿山安全生产的制度保障。

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细化管理需要遵循安全管理的基本原则，包括：系统原理、人本原理、预防原理和强制原理四部分。

系统原理主要是通过运用一些理论观点和方法来构建合适的模型，进而对管理工作进行分析和评估，以达到最优管理的目的。

人本原理，可以理解为以人为本，一切管理制度的建立最终目的都是提供安全保障，保护工作人员的生命安全。

预防原理是从最底层出发去发现安全事故出现的原因并制定相应的预案，从源头上去管理和预防安全事故的发生。

强制原理是指在平时的管理过程中，要刻意地去执行制定的规章制度，上级管理人员既要做制度的建设者和执行者，又要做制度的监督者和守护者，把安全管理内化于心，外化于行。

此外，建立完善的安全管理制度需要有清晰、明确的目标，各部门要分工明确，协同配合，使所有部门密切联系在一起，形成一个有机整体。

精细化管理制度的建立和实施也离不开强有力的监督体系。

企业一方面要加大监督和打击力度，对平时麻痹大意、把安全挂在嘴边的人员要进行教育和引导，对做到位的人员要进行表扬和奖励，把制度实践好和维护好。

3.4 建立科学合理的矿山安全生产技术保障体系
在管理过程中，应建立科学合理的矿山安全生产技术保障体系，以此进一步提升管理水平。

首先，通过耦合通风网络计算软件，实现通风与安全信息的可视化管理。

其次，借助技术保障体系良好的交互性，实现电子地图与数据库的自动连接和双向查询，及时输出需要提供技术支持的矿山地图，成功实现数据与图形的对应同步输出。

最后，做好矿山数据管理工作，如安全监测数据、通风阻力实测数据、火灾模拟数据等，以此指导矿山安全生产。

在此基础上，这套保障体系结合各种环境参数，不断改进、优化传感器的灵敏度，提高系统的抗干扰性。

在恶劣的环境条件下，还能保证系统和仪器的正常工作，从而使传感器的监控范围得到扩展，从而使监测技术得到进一步的改进。

3.5 工业网络安全计算环境设计
①在操作台、服务器和工业主机上安装了保护装置，用以保护工业主机的USB端口。

这样可以实现对主机接入USB设备的访问控制，并根据USB设备的ID来控制设备的使用情况。

可用USB设备的ID来控制设备的访问，禁止未被信任的外来设备，防止工业主机利用USB设备进行病毒扩散和攻击。

②通过在智能化矿山工控系统内部署工控安全卫士软件，保证这些设备的主机安全。

工控安全卫士采用“白名单”管理技术。

通过对数据采集和分析，其内置智能学习模块会自动生成工业控制软件正常行为的白名单。

与现有网络中的实时传输数据进行比较、匹配、判断。

如果发现其用户节点的行为不符合白名单中的行为特征，其主机安全防护系统将会对此行为进行阻断或告警。

以此来避免主机网络受到未知漏洞威胁，同时还可以有效地阻止操作人员异常操作带来的危害。

③采用病毒入门、病毒运转、扩散三个阶段层层防御，进行进程准入、U盘管控、已有病毒防扩散等安全管理。

这样做可以实现病毒进不来、启动不了、扩散不了，实现主机安全无死角病毒防护。

④对核心网工业参数配置等重要文件、目录及注册表进行保护，不允许进行修改、删除以及目录、文件重命名等操作。

当正常修改需要允许访问权限时，可以将正常访问进程名或进程路径加入到例外设置中进行操作的允许。

其他异常修改均进行阻止和记录相应的日志。

⑤在矿山企业地面工业以太环网和井下环网核心交换机旁路、工业网络重要控制系统的控制节点交换机旁路部署工业安全监测系统。

深入分析数据包，检测出异常或违规的业务，并对外部侵入或人为的错误行为进行分析。

报警处理一切不正常的情况，对工业环境的异常操作、系统状态、网络威胁进行监测和审计。

3.6 强化矿山安全生产信息化技术支撑
矿山企业应持续加大安全生产信息化技术的投入力度，通过大力推动矿山安全生产信息化、网络化、智能化“三位一体”建设，确保矿山安全生产信息化取得更好成效。

同时，将大数据技术应用于矿山安全生产信息化建设领域，建立专门的“矿山安全生产大数据管理与服务中心”，加强对安全生产各类数据、信息、资源的收集与整理，为矿山企业开展安全生产数据分析工作奠定基础，可出具更具有精准性的安全生产分析报告，为安全生产决策提供参考。

此外，还要将人工智能技术应用于矿山安全生产与安全管理工作，大力推广“AI+安全管理”模式，以及将云计算技术应用于矿山安全生产领域，建立“云安全管理平台”。

4 结语
总之，矿山企业应在深刻理解和认识矿山安全生产信息化建设积极作用的基础上，坚持问题导向，着眼于解决矿山安全生产信息化建设中存在的问题，采取有效措施，重点在提高矿山安全生产信息化重视程度、加强矿山安全生产信息化平台建设、完善矿山安全生产信息化运行体系、提升矿山安全生产信息化管理能力、强化矿山安全生产信息化技术支撑等方面下功夫，促进矿山安全生产信息化建设实现更大突破，以更好地服务于矿山安全生产管理。

（作者单位：云南巨星注安师事务所有限公司贵州分公司）
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