2020新版用空间数据挖掘技术提升煤矿安全管理水平

( 安全技术 )

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2020新版用空间数据挖掘技术提升煤矿安全管理水平

Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people

make mistakes

2020新版用空间数据挖掘技术提升煤矿安

全管理水平

1前言

煤炭企业属于传统的资源开采型企业。煤矿安全对煤炭企业影响巨大，安全工作在煤矿生产中占有重要地位，其管理好坏直接关系到煤炭企业的生存和发展。煤炭企业的安全管理是一项系统工程，涉及从煤矿建设、煤炭开采、生产加工到煤炭产品销售的全过程。近几年来，我国煤矿瓦斯爆炸、井下透水等事故频频发生，给人民的生命和国家财产造成了巨大的损失，严重影响了煤炭企业生产能力的发挥和煤炭企业的形象。煤矿安全管理任务十分艰巨，是因为影响煤矿安全的因素非常复杂。研究表明，瓦斯、矿压与顶板、煤尘、水、火等自然灾害因素是影响煤矿安全生产的最主要和最难以控制的因素。因此，如何有效识别影响煤矿安全的自然灾害隐患，

提升煤矿安全管理水平是我国煤炭企业面临的重大课题。

近年来，信息技术有了突飞锰进地发展。随着数据库技术的成熟和数据应用的普及，数据库的数量、单个数据库的容量和数据类型的复杂性都大大地增加了。在这些庞大的数据库中蕴藏着极其丰富的信息源，因此，数据挖掘技术应运而生。作为数据挖掘的一个方向，空间数据挖掘可以用于对空间数据的理解、空间关系和空间与非空间数据关系的发现、空间知识库的构造、空间数据库的重组和空间查询的优化。空间数据挖掘在地理信息系统、地理市场、遥感、图像数据勘测、医学图像处理、导航、交通控制、环境研究等领域有着广泛的应用。

由于煤矿自然灾害影响因素具有空间分布不确定性特征，因此可以在建立大理自然灾害空间数据信息基础上，构建灾害隐患识别模型，进行煤矿自然灾害空间信息数据挖掘，识别灾害隐患，提高煤矿安全预警能力，减少自然灾害发生率。

2我国煤矿安全管理中存在的问题

通过对具体矿井的详细调查，发现我国煤矿安全管理工作存在

如下问题：

（1）安全管理法规不完善。我国现有安全生产方面的法律、法规大部分是计划经济体制下制定的，难以完全适应市场经济形势下煤矿安全生产的需要。中央有关安全生产的精神也难以彻底在一些矿井的有关岗位及一些乡镇煤矿，特别是一些私人小煤矿落到实处。建立健全适应新形势需要的安全生产法规体系，明确安全生产的执法主体和各部门的职责已成为当务之急。

（2）劳动者素质较低。煤炭企业安全管理的核心是人的管理。目前，煤矿生产已经逐步发展到采掘机械化、生产集中化、生产环节互相依赖化、管理进入系统化、信息化的崭新阶段，对人的素质要求很高。然而，总的来说煤炭企业的员工素质一般还都较低。表现有三：一是文化水平低，初中以下甚至文盲和小学文化程度的员工为数不少，思维理解能力差，不易掌握操作技术和安全知识：二是身体素质差，井下作业环境差加之长期加班加点、超负荷工作等，使井下工人体质受到影响很大；三是心理素质差，有的人对井下作业恐慌畏惧、情绪波动反常，有的人又麻痹松懈，存在消极劳动情

绪，个别人甚至还故意设置安全隐患，人为制造事故。在实际操作过程中，时有冒险蛮干、违章作业的现象发生。

（3）安全技术资金缺口大。煤炭开采受地质条件的影响很大。过去由国家投入的大量设备如今已严重老化，维修量大。随着矿井延深，矿压不断增加，巷道维修的任务也在不断加重，矿井的供电、通风、提升和排水等能力很难适应生产需要。

（4）安全管理的手段落后。与西方发达产煤国相比，我国煤矿应用技术研究起步较晚。人力、财力不足，一些重大的安全技术问题如冲击地压、煤与瓦斯突出、地热、突水等灾害预防与控制仍不彻底。加之受传统经营思想的影响和企业经济实力的制约，我国煤矿生产装备及安全监控设备还比较落后。井巷断面设计、支护强度确定、支护材料选型较小。生产设备功率、矿井供风量等富余系数偏低，易发生事故。大多数煤炭企业仍然采用传统落后的安全管理手段，各类报表计算主要依靠人工劳动，精度低；信息传递周围长，速度慢；管理人员重复劳动量大，资料查找困难，工作效率低；安全检查，等级鉴定等往往凭借主观意识和经验。

（5）安全信息管理体系不完善。安全信息是安全管理工作的主要依据，它包括事故及职业伤害的记录、分析、统计；职业安全卫生设备的研究、设计、生产及检验技术；法律、规章、技术标准及其变化动态；教育、教训、宣传及社会活动，国内新技术动态、隐患评价及技术经济分析、咨询、决策系统等。信息系统的完善即安全系统工程和计算机技术的结合，能使安全工作从过去的凭直观、凭经验进行变为定性、定量的超前预测，但在这一点上多数矿井仍处于起步和探索阶段，没有形成完整的体系，实际应用尚有较大欠缺。

综上所述，加大安全投入、提高员工素质，特别是提高科技含量，以信息化提高安全科学管理手段对提高我国煤矿安全管理水平是至关重要的。

3空间数据挖掘技术

空间数据挖掘（SpatialDataMining，也叫地理知识发现）是数据挖掘的一个分支，主要研究从空间数据中提取非显式存在的知识、空间关系或其它有意义的模式等。在已建立的GIS数据库中，隐藏

着大量的可供分析、分类用的知识、这些知识中有些属于“浅层知识”。如某一地区有无河流、道路的最大和最小宽度等，这些知识一般通过GIS的查询功能就能提取出来。还有一些知识属于“深层知识”。如空间位置分布规律、空间关联规则、形态特征区分规则等，它们并没有直接存储于空间数据库中，必须通过运算和学习才能挖掘出来。

空间数据挖掘技术的产生来自2个方面的推动力。首先，由于数据挖掘研究领域的不断拓展，由最初的关系数据和事务数据挖掘，发展到对空间数据库的挖掘。空间信息正在逐步成为各种信息系统的主体和基础。空间数据是一类重要、特殊的数据。有着比一般关系数据库和事务数据库更加丰富和复杂的语义信息，包含着更丰富的知识。因此，尽管数据挖掘最初产生于关系数据库和事务数据库，但由于空间数据的特殊性，从空间数据库中发掘知识很快引起了数据挖掘研究者的关注。许多数据挖掘方面的研究工作也从关系型和事务型数据库扩展到空间数据库。其次，在地学领域，随着卫星和遥感技术的广泛应用，日益丰富的空间和非空间数据收集和存储在