矿井救援系统

2024-06-14

矿井救援系统（共6篇）

矿井救援系统篇1

在矿产资源的开采过程中,突发性事故将直接威胁到矿工的生命安全,因此,如何安全开采矿产资源是各国矿业系统关注的重点问题。刘辉等提出应用灰色系统理论对矿山系统的安全状况进行评价[1]。郭亚军和张士昌基于小波神经网络建立了面向矿山安全的评价模型,避免了传统神经网络需要人为干预网络结构参数的不足[2]。王洪木和张继忠针对黑龙江矿山地区建立和制订了省级矿山事故应急救援预案[3]。马玉晓基于信息网络的观点为数字矿山建立了信息分层模型,构建了基于WebGIS的数字矿山总体框架[4]。在此通过建立矿井救援系统,在矿山事故发生时为矿工提供信息支持,指导矿工安全撤离,对于提高矿山安全具有一定的理论价值和现实意义。

1 矿井疏散系统模型的建立

1.1 改进Dijkstra算法原理

改进Dijkstra 算法的基本思路是:假设每个点都有一对标号(dj,pj),其中dj是从起始点s到j的最短路径的长度;pj则是从s到j的最短路径中j点的前一点(路径中j的前驱节点)。求解过程如下:

1) 初始化。起始点设置:①ds=0,ps为空;②所有其他点:dj=∞,pj为点j的前驱节点点号;③标记起源点s,记k=s,其他所有点设为未标记的。

2) 检验从已标记的点k到其直接连接的未标记的点j的距离,设置:dj=min[dj,dk+dkj],式中dkj是从点k到j的直接连接距离。并标记j的前驱点信息k。临时标记所求出的信息。

3) 选取下一个未标记点。从所有临时标记的结点中,选取dj中最小的一个i:di=min[dj,所有临时标记的点j],将点i选为最短路径中的一点, 并设为已标记的。

4) 如果所有点已标记, 则单次路径算法完成,把pj作为最短路径的节点记录下来。否则,记k=i,转到2)再继续。

5) 把pj作为新的点j,并利用实时信息修正网络中各条路径的长度,转到1)继续执行。直到pj=s,输出最终的路径。

1.2 矿井疏散系统数学模型

1.2.1 建立有向图

用节点A至L共12个点建立矿道模拟图,见图1。

图1中箭头(→)符号表示矿工在矿道中运动的方向。

1.2.2 权值的确定

最佳疏散路径算法的衡量标准为最后逃离矿井的人所用的时间,权值的确定是寻找最佳路径算法的关键。有向边的权值是一个综合各影响因子之和,统一为时间度量,即估算的矿工通过此巷道所需的时间。影响因素为

1) 矿道等级:

矿道坡度、形状(曲率)、截面宽度与高度对运动速度的影响进行综合,矿道分为3个等级。

2) 矿道长度:

矿道的空间长度。

3) 矿道通行状况:

用矿道静态最大容量、矿道当前容纳人数、矿道中等待人数、矿道中跑动人数等参数来表达。

4) 塌方:

矿道中断,权值为无穷大。

权值的计算如下:

当undefined时,则

undefined

当undefined时,则

Vk=Vmin (2)

undefined

式中:Vmax,Vmin分别为矿工最快和最慢移动速度;Vk为矿道矿工的当前速度;G为某矿道等级系数:一级至三级分别为1,0.8,0.5;L为矿道的空间长度;Cmax为矿道静态最大容量;Ck为某矿道当前容纳人数;Wk为矿道当前人流量大小;Nw为矿道中总人数超过最大容量时,被迫停下来等待的人数;Nk为矿道中正在跑动的人数;Tw为在矿道被迫停下来等待的时间;Tk为通过矿道运动的时间。由此,通过矿道的总时间:

T总undefined

式中:T总为使用某条路径所花费的总时间;Ti为路径中第i条矿道的权值;n为经过的矿道总量。使T总最小的路径即为最佳路径。

2 算法的实验与对比

1) 随机算法:

以人为对象每次选择与所在节点连接的任意有向矿道,将经过的道路轨迹作为路程。

2) 静态算法:

另在初始状态下进行依次最佳路径的选择。

3) 动态算法:

根据实时信息,动态更新在当前状态下的最佳路径。实验所使用的数据见表1。

通过实验发现,动态算法有明显的优势,首先是大大减少了疏散时间,安全系数提升效果明显。其次还具有应对矿井中突发的崩塌(网络结构瞬时改变)的特点。最终实验结果即算法的人员疏散时间见表2。

3 系统原型的实现

利用VB和ArcEngine进行开发,基于VB构建系统内核,基于AE构建空间图形的编辑和可视化。利用面向对象的开发技术和功能模块化系统结构来构建系统,使其可扩展,开发更灵活。对于系统内核建立模拟系统进行表示,根据矿井系统包含的各要素及相互关系,模拟疏散系统主要包括:模拟矿道模块、模拟人模块、路径生成器模块。模拟系统的界面见图2。

4 结论

基于改进Dijkstra算法开发的矿山安全救援系统,对于突发事故下矿工疏散具有很好的指导作用,在矿井安全领域具有一定的理论价值和广阔的应用前景。改进的Dijkstra算法,较好地考虑了矿井疏散是复杂多变的动态过程,充分利用收集到的实时信息,比原来的Dijkstra算法更适用和更高效。此外,该算法还可以应用到车辆导航、物流配送等领域求解动态最短路径问题。

参考文献

[1]刘辉,赵志寅,蒋达华.灰色关联分析在矿山安全评价中的应用[J].工业安全与环保,2005,31(6):55-57.

[2]郭亚军,张士昌.基于小波神经网络矿山安全的评价模型[J].东北大学学报:自然科学版,2006,27(6):702-705.

[3]王洪木,张继忠.省级矿山安全事故应急救援预案[J].煤炭技术,2007,26(4):4-6.

[4]马玉晓.基于WebGIS的矿山安全突发事件防范应急系统的设计与实现[J].矿业安全与环保,2006,33(2):82-84.

矿井救援系统篇2

答：三爆事故（瓦斯、煤尘、瓦斯与煤尘爆炸）；矿井火灾事故（煤自燃、外因火灾事故）；煤与瓦斯突出事故，突水，冒顶，冲击地压。特征：突发性、灾难性、破坏性、继发性。

2、煤矿应急管理的过程？

答：⑴预防阶段：①事故的预防工作②在假定事故必然发生的前提下，预先采取的预防措施。⑵准备阶段：预先为煤矿可能发生的事故而准备的有关部门，人员职责，设备及物资准备和维护。⑷响应阶段：事故发生后采取的应急与救援行动，包括报警和通报，指挥，资源调度等。⑸恢复阶段：是事故影响区域恢复到相对安全的状态。

3、煤矿应急管理的基本任务？答：⑴应急救援体系的建立⑵应急救援预案的编制⑶应急培训和演习⑷应急救灾物资储备⑸矿井各类安全系统建设⑹应急救援行动⑺事故发生后的恢复和善后处理⑻事故调查和分析。

4、煤矿应急救援体系？

答：⑴组织体系：领导决策机构，协调指挥机构，抢救指挥部，应急救援队伍。⑵运行机制：统一指挥，分级响应，属地为主，协调救援。⑶法制基础：相关法律，行政法规，相关条例，部门规章。

⑷应急保障系统：通信信息，技术支持，物资装备，经费保障。领导决策机构：由国务院，国务院安全生产委员会，国家安全生产监督管理总局，各级地方人民征服组成。

1、事故应急救援与处理预案的概念？

答：应急救援与处理预案，又称“应急计划或应急预案”，是针对可能发生的事故迅速有序地开展应急行动，降低人员伤亡和经济损失而预先制订的有关计划或方案。

2、煤矿应急预案体系？

答：综合应急预案，专项应急预案，现场处置方案。

3、煤矿应急救援预案主要内容？

答：应急预案概况——预防程序——准备程序——应急程序（接警的通知、指挥与控制、警报和紧急公告、通信、事故的监测和评估、人员的疏散和撤离、伤员的急救和医疗）——恢复程序——预案管理与预案更新。

4、煤矿事故现场处置方案的核心内容？

答：事故特征分析，应急救援行动的人员分工，事故现场人员避灾自救措施，处理事故时的具体措施和装备，处理事故时所必需的技术资料。

5、煤矿应急预案的编制程序？

答：成立应急预案编制小组，资料收集，危险源和风险分析，应急能力评估，编制应急预案，应急预案的评审、发布和实施。

6、实施煤矿事故应急预案的要点？

答：⑴迅速反应⑵正确措施⑶积极自救。报：即时报告灾情。抢：即积极抢救。撤：即安全撤离。避：即妥善避灾。

1、矿山救护队的组织结构和队伍系统（国家队）？答：⑴组织结构——①矿山救护大队是区域的救灾专家，由2个以上救护中队组成；②矿山救护中队是处理矿井具体事故的作战单位③矿山救护小队是处理矿井事故，完成个别任务的作战单位，一般由9个人组成，正副小队长各一名④辅助矿山救护队是专业化矿山救护队的助手和后备军。

队伍系统——国家矿山应急救援队7个，区域矿山应急救援队14个，区域矿山救援骨干队伍77个，基层矿山救护队。

2、矿山救护队的管理工作原则？加强战备，严格训练，主动预防，积极抢救。

3、矿山救护队的主要工作？

答：①抢救井下遇险遇难人员；②处理井下火，瓦斯，煤尘，水和顶板等灾害事故；③参加危及井下人员安全的地面灭火工作；④参加排放瓦斯，震动性爆破，启封火区，反风演习和其他需佩戴氧气呼吸器的安全技术工作；⑤参加审查矿井灾害预防和处理计划，协助搞好安全检查和消除事故隐患的工作；⑥负责辅助救护队的培训和业务指导工作；⑦协助搞好职工救护知识教育。

4、常用矿山救护技术装备？氧气呼吸器，自动苏生器，自救器，寻人仪，生命探测仪，灾区环境气体检测装备，救灾通讯设备，高倍数泡沫灭火机，破拆装备。

5、氧气呼吸器的工作原理和主要参数？

答：工作原理：首先打开氧气瓶开关，气体经减压器减压后连续进入正压气室，当使用者吸气时，气体由正压气室流经冷却器，使气体降温后，再经吸气软管，吸气阀后进入面罩内而被使用者吸入，当使用者呼气时，呼出的气体经呼气阀、呼气软管进入清净罐，二氧化碳被氢氧化钙吸收后，气体重新进入正压气室，便完成了整个循环，呼出的气体进入正压气室后与来自气瓶中的氧气混合再次参加呼吸循环，如有多余气体经排气阀排出，依次反复循环下去。

主要参数：额定使用时间，定量供氧，自动补给，手动补给，报警时间。

6、自救器的特点及种类？

答：自救器是一种轻便，体积小，便于携带，着装迅速，作用时间短的个人呼吸保护装备，当井下发生爆炸，火灾，煤与瓦斯突出等事故时，拱人员佩戴免于中毒和窒息。它分为：过滤式自救器和隔绝式自救器。

2、处理矿井事故的特别服务部门？

答：⑴地面基地：在处理重大事故时，为及时供应救灾设备和器材，协助指挥部搜集信息和合理调动救护力量必须设立地面救护基地，以保证救灾工作的需要。⑵井下基地：井下基地是井下抢险救灾的前线指挥所，是救灾人员与物资的集中地，是救护人员进入灾区的出发点，是遇险人员的临时救护站，因此正确选择救护基地关系着救灾工作的成败，井下救护基地的选择应由救灾总指挥根据灾区位置、灾变范围、性质以及通风、运输条件等予以确定

⑶通信工作：在处理事故期间，为保证指挥及时、有效、行动协调，应保持通讯系统：⑴抢险指挥部与地面、井下基地的通讯联络⑵井下基地与灾区工作小队的通讯联络

⑷安全哨岗：在处理事故过程中，应根据处理事故的方案，在有害气体积聚的巷道与新鲜风流交叉的新鲜风流中设安全岗哨，统一岗位至少由两名救护队员值岗，值岗人员除有最低限度的个人防护装备外，还应配有各种气体的检测仪器。⑸应急气体分析室，在处理火灾及爆炸事故时，必须设有应急气体分析室，并不断地监测灾区内的气体成分。

⑹医疗站：矿井发生重大事故时，由矿方负责组织设立医疗站。

1、煤矿抢险救灾时的组织领导工作？

答：煤矿发生事故后，煤矿企业主要负责人和技术负责人必须立即采取措施组织抢救，矿长负责抢救指挥，并按规定及时上报。重大事故发生后，矿长必须立即向上级汇报和召请矿山救护队，立即成立抢险救灾指挥部全权指挥，并吸收矿山救护队队长为指挥部成员，听取救护队队长的意见。

3、矿井灾害事故发生后领导的决定、工人的自救？答：（1）立即成立以矿长为总指挥的抢救指挥部，有关矿级领导、科室负责人及救护队和安全监察负责人为指挥部成员。（2）通知有关区队、矿灯房、自救器发放室准确统计当班井下人数及其姓名，统计已上井的人数和姓名，以便分析灾区人员数量和分布。工人的自救:⑴ 防止瓦斯爆炸措施：迅速背向空气颤动的方向，俯卧倒地，面部贴在地面，闭住气暂停呼吸，用毛巾捂住口鼻，防止把火焰吸入肺部。最好用衣物盖住身体，尽量减少肉体暴露面积，以减少烧伤。爆炸后，要迅速按规定佩戴好自救器，弄清方向，沿着避灾路线，赶快撤退到新鲜风流中。若巷道破坏严重，不知撤退是否安全时，可以到棚子较完整的地点躲避等待救护。⑵ 掘进工作面瓦斯爆炸措施：如发生小型爆炸，掘进巷道和支架基本未遭破坏，遇险矿工未受直接伤害或受伤不重时，应立即打开随身携带的自救器，佩戴好后迅速撤出受灾巷道到达新鲜风流中。如发生大型爆炸，掘进巷道遭到破坏，退路被阻，但遇险矿工受伤不重时，应佩戴好自救器，千方百计疏通巷道，尽快撤到新鲜风流中。如巷道难以疏通，应坐在支护良好的棚子下面，或利用一切可能的条件建立临时避难硐室，相互安慰、稳定情绪，等待救助，并有规律的发出呼救信号，对于受伤严重的矿工也要为其佩戴好自救器，使其静卧待救，并且要利用一切可能利用的条件，建立临时避难硐室待救。利用压风管道、风筒等改善避难地点的生存条件。⑶采煤工作面瓦斯爆炸措施：如果进回风巷道没有垮落堵死，通风系统破坏不大，所产生的有害气体，较易被排除。这种情况下，采煤工作面进风侧的人员一般不会受到严重伤害，应迎风撤出灾区。回风侧的人员要迅速佩用自救器，经最近的路线进入进风侧。

6、透水后正确判断遇险人员的生存条件？

答：当避难地点标高比外部最高水位低时，有以下两种可能：

1、当突水直接涌入位于突水点下部巷道，将其淹没，此时，一般情况下，此处如有人员，将无生还可能，然而多次出现过人员躲在水位下平巷或下山高冒出。

2、当突水点下部巷道全断面被水淹没后，与该巷道想通的独头上山巷道上部的独头巷道，如不漏气，即使低于外部最高水位，也不会全部被水淹没，仍有空气存在，这是因为此巷道的空气被压缩，所以躲避的人员有生存的条件，如果保持平静的心情，适量喝水、躺卧待救，可维持相当一段时间。

3、调查组主要职责？

答：1）查明事故发生的经过、原因、人员伤亡情况及直接经济损失。2）认定事故的性质和事故责任3）提出对事故责任者的处理建议4）总结事故教训，提出防范和整改措施5）提交事故调查报告

4、调查主要程序？答：（1）现场处理（2）现场勘察（3）物证的搜集（4）人证的问询（5）事故现场绘图、照相和摄像

6、矿井事故勘查重点？答：瓦斯燃烧与瓦斯爆炸事故的现场勘查：爆炸源点的确定，爆炸的条件包括（万斯浓度，氧含量，火源，瓦斯爆炸的范围），瓦斯积聚的原因，查明爆炸的原因。煤矿透水或突水事故的现场勘查：查明事故的地点，推断突（透）出水量和速度，勘查事故后静止水位，勘查分析事故源点及其周围的地质构造，勘查事故前矿井的水文地质情况是否勘探清楚，防水措施的执行情况，井下被困职工如何采取措施应对。煤矿井下火灾事故现场勘查：火灾发生的时间，地点与火势蔓延情况，查明起火点及火种，查明火灾发起的直接原因及有关的因素，查明火灾产生的有毒有害气体的影响范围和人员致死的原因，了解火灾发生前现场的原始情况，救火过程，现场变动和可疑迹象。事故现场巷道支护形式，材料，易燃物质存在的情况。顶板事故的现场勘查：事故发生前巷道或采场的顶板、两帮、底板、迎头有什么事故预兆，现场人员是否发现事故预兆，发现后采取的措施，了解现场人员工作时候是否进行敲帮问顶的顶板检查，勘查现场事故点是否存在空顶作业，勘查现场支护形式、质量、材质、密度等，勘查现场掘进支护循环方式，控顶距和控顶范围，勘查事故点顶、帮及周围岩性情况有什么变化，必要时对支护材质、强度、支柱失效情况进行试验。

7、事故原因分析？

答：事故直接原因：人的不安全行为和物的不安全状态。

间接原因：⑴对物的管理：包括技术、设计、结构上有缺陷作业现场、作业环境的安排设置不合理等缺陷，防护用品缺少或有缺陷等 ⑵对人的管理，包括教育、培训、指示、对作业任务和作业人员的安排等方面的缺陷或不当 ⑶对作业程序、工艺过程、操作规程和方法等的管理⑷安全监察、检察和事故防范措施等方面的问题

8、事故的批复、结案（期限，关系）？答：特别重大事故调查报告经国务院同意后，由国家安全生产监督管理总局批复结案。重大事故调查报告经征求省级人民政府意见后，报国家煤矿安全监察局批复结案。较大事故调查报告经征求设区的市级人民政府意见后，报省级煤矿安全监察机构批复结案一般事故由煤矿安全监察分局批复结案。重大事故、较大事故、一般事故，负责事故调查的人民政府应当自收到事故调查报告之日起15日内做出批复；特别重大事故，30日内做出批复，特殊情况下，批复时间可以适当延长，但延长的时间最长不超过30日。

矿井救援系统篇3

根据煤矿事故统计和救援经验:在事故发生的瞬间,遇难人员仅占事故总伤亡人数的10%左右,而90%的矿工遇难都是由于事故发生后临近区域氧气耗尽,或是吸入含有高浓度有毒、有害气体,或是逃生路线被阻断而无法及时撤离到安全区域造成的[1,2,3]。2009年以前,当煤矿井下发生事故后,世界各国的灾害救援主要是矿工自备自救器和矿山救护队进行救援,使得遇险人员不能得到及时救助[4,5]。这就要求煤矿企业能够及时有效预警以及引导井下作业人员迅速撤离危险区域,使其到达安全区域或救援区域。

目前,矿井灾害预警和环境预测的研究主要包括灾害预警救援系统和井下环境预测系统2个方面。在灾害预警方面,实现了应急救援指挥与信息管理系统、矿井灾害避险系统、基于GIS的预警救援系统、井下无线人员定位系统、灾害可视化预警救援系统等方面的研究[6,7]。在井下环境预测方面,主要是对瓦斯、温度、地压及水灾等进行预测,如Dixon Darron等通过采集长壁采掘工作面环境参数建立了多变量时间序列预测法;Ozgen Karacan C利用人工神经网络预测法建立了空气成分的多变量非线性预测模型;莫亚林等将灰色理论应用于掘进工作面瓦斯涌出量预测[8];神经网络预测法、支持向量机预测法等多元非线性预测方法大大提高了预测精度和预测数据的可靠性[9]。

上述灾害预警救援系统和井下环境预测系统是独立运行的,在实际应用方面具有一定的局限性[10],如果将灾害预警救援和井下环境预测进行科学关联,能够有效提高环境监测监控系统的预测能力并充分发挥灾害预警应急救援能力。鉴此,本文介绍一种矿井灾害预警救援与环境预测一体化系统的设计。该系统的研究将对事故救援的紧急措施产生决定性影响,并有效提高煤矿救援工作效率。

1系统设计思路及架构

矿井灾害预警与环境预测一体化系统主要由环境数据采集子系统、灾害预警子系统、救援指挥子系统及环境预测子系统组成,其设计思路如图1所示。

环境数据采集子系统主要负责采集甲烷浓度、风速、温度、负压、一氧化碳浓度、地压及水位等对矿井环境影响较大的环境参数;采集到的数据通过2个环境数据筛选分别传输到灾害预警子系统和环境预测子系统进行处理分析;灾害预警子系统动态监控井下环境,包括数据接收、数据处理及结果评价等部分;救援指挥子系统是在接收到灾害预警子系统指令或者是环境预测子系统经过环境危险评价后间接发出指令进行运作的,包括主动救援系统和被动救援系统2个部分,主动救援主要是在灾害发生后矿工自发组织的自我救援,被动救援是矿井应急救援预案和救援措施,如灾后逃生时指示灯、避难仓和避难硐室等;环境预测子系统主要是通过积累的环境数据建立有效的预测模型,从而对井下环境参数进行预测。

1.1 环境数据采集子系统

环境数据采集子系统主要采用信息融合技术进行井下立体式数据采集布置,并针对重点灾害部位,采用加大数据采集密度进行环境参数重点采集。传统的环境数据采集系统只是对单一环境参数的测量。而采用信息融合技术的环境数据采集子系统是综合多个/多种传感器的数据采集系统,采集到的数据还要在计算机中做进一步的融合处理,其工作流程如图2所示。其中融合计算是环境数据采集子系统的关键部分,它主要是对多传感器的相关观测结果进行验证、分析、补充、取舍和状态跟踪估计;对新发现的不相关观测结果进行分析和综合;生成综合态势,并根据多传感器实时观测结果,通过融合计算对综合态势进行修改[11]。

1.2 灾害预警子系统

灾害预警子系统主要包括数据接收、数据处理和结果评价3个部分。该系统对采集到的数据通过插值、滤波、累加生成、关联度分析及归一化等方法进行数据处理;以矿井自然灾害评价指标体系知识库作为判据,如水灾、瓦斯、地压等灾害评价指标体系库等相关评价指标,对经过处理的数据进行评价,最终确定评价结果,并对结果进行发布。另外,该系统还可对检测到的灾害进行灾害类别辨识和灾害源定位,为井下工作人员制定出可行的逃生路线和自救方法,通过灾害预警指示灯提示灾害类别以及指示工作人员逃生自救,通过不同的预警响铃级别传递灾害的严重程度信息,同时为灾害预警救援系统提供足够的灾害事故信息。

1.3 救援指挥子系统

(1) 主动救援

主动救援就是在灾害事故发生后,矿工自身采取的自救措施以及救援指挥系统根据事故信息自发做出的防止灾害事故造成人员伤亡和经济损失的救援措施。积极有效的主动救援需要对矿井工作人员进行严格的自救培训,使其对井下灾害事故及灾后救援措施有着清晰的认识,能够识别出井下预警标志,知道井下避难仓和避难硐室的位置分布。除此之外,还要进行有效的主动救援系统设计,主要包括灾害控制系统设计,当灾害发生后尽量避免或减少事故造成的人员伤亡和经济损失。

(2) 被动救援

被动救援是指在灾害事故发生后,经过管理决策之后采取的救援措施,被动救援的重要组成部分是应急救援。应急救援主要包括完善的应急救援组织机构、应急救援预案、应急培训和演习、应急救援行动、现场清理与净化以及事故后的恢复和善后处理等。应急救援预案是应急救援的核心,应针对各种不同的紧急情况制定有效的应急预案,降低事故造成的人员伤亡和经济损失。

1.4 环境预测子系统

环境预测子系统建立在大量的环境数据的基础之上,通过构建不同的预测模型,对采集到的环境数据进行单一危险因素和多种危险因素的预测,预测结果有利于矿井灾害防护和提高井下人员的安全警惕性。

(1) 单一危险因素预测模型

针对矿井较为突出的单一危险因素,以单一危险因素作为研究对象,如温度、瓦斯、有毒气体等,以收集存储的环境参数作为依据,利用灰色系统理论构建GM(1,1)模型进行预测,分析单一危险因素的变化规律,建立单一危险因素的数据预测模型[12]。

(2) 多危险因素预测模型

针对危险因素较多的矿井,以2种或2种以上的危险因素作为研究对象,如高温和有毒气体并存的矿井环境等,利用灰色关联度理论对关联因素的关联度进行排序,筛选出较大的关联变量来建立灰色-神经网络预测模型,分析多种危险因素综合作用下的环境变化规律,建立多危险因素影响下的环境预测模型[13]。使用的灰色-神经网络预测模型是将等维递补GM(1,1)灰色模型和神经网络BP模型按其在各个时点的预测精度的高低顺序赋权,以预测精度的倒数误差平方和为准则建立的新的组合预测模型。

(3) 自修正环境预测模型

以单一危险因素预测模型和多危险因素预测模型为基础,以收集到的环境参数为依据,构建井下自修正环境预测模型,采用等维灰数递补动态模型(即MGM(1,N) 模型,是一种新陈代谢模型[14])对环境预测模型进行修正,从而提高环境预测子系统的可靠性。

2系统人机交互界面设计

矿井灾害预警救援与环境预测一体化系统中涉及到的人机交互界面主要包括视觉人机交互界面、听觉人机交互界面和触觉人机交互界面等,如图3所示。其中,视觉人机交互界面分为人与控制端显示器、井下救援指示灯、井下危险警报灯等设备之间的人机界面;听觉人机交互界面分为人与控制端危险警示器、井下无线通信、井下救援广播等设备之间的人机界面;触觉人机交互界面分为人与控制端危险发射器、井下作业人员自备自救器、井下避难设施(救生舱、避难硐室)等设备之间的人机界面。

将整个人机环境管理系统的运行状况分为正常和紧急2种情况。设计人机交互界面时,应在充分了解正常和紧急情况下人机反映的基础上进行。在正常情况下,首先要保证人机的和谐相处,各种机械设备不应妨碍系统正常运行,不妨碍正常情况下人的思维判断等。在紧急情况下,应尽量考虑到人在紧急情况下的心理和生理反应,尽可能地辅助紧急情况下的人做出合理正确的判断。

3结语

在充分研究国内外矿井灾害预警救援和环境预测技术的基础上,主要介绍了矿井灾害预警救援与环境预测一体化系统的设计思路,详细分析了数据采集、灾害预警、灾害预警救援和环境预测等子系统有效融合的实现。该系统的设计思路将丰富矿井灾害预警救援和环境预测系统的设计研究,对井下救援工作具有重要意义,因此,还需要进一步深入研究。

摘要：针对灾害预警救援系统和环境预测系统由于是独立运行而具有局限性的问题,提出了一种矿井灾害预警与环境预测一体化系统的设计方案;给出了该系统设计思路及架构,阐述了该系统中相互关联的数据采集、灾害预警、救援指挥和环境预测4个子系统的设计原理,介绍了该系统人机界面的结构及设计原则。该系统的研究对井下救援工作具有重要意义。

矿井水灾事故应急救援演练记录篇4

滦平矿业分公司

矿井水灾事故应急救援演练记录

根据相关法律法规的规定，结合我矿安全生产实际情况，于2013年5月1日进行了矿井水灾应急救援演练。

一、矿山事故应急救援领导小组：组长（总指挥）：李占海副组长：严海生演练执行指挥：王前

物资供应小组成员：刘学文宋志永交通运输小组成员：曹玉洪吴爱国安全警戒疏散小组成员：李思远王晨医疗救护小组成员：史全信吴占军通讯联络协调小组成员：吉晓锋乔术强参加演练成员：全体职工

二、救灾演练的实施情况

1、本次演练拟设PD3号硐工作面发生透水灾害事故，演练：井下人员按避灾路线撤出井。

2、本次救灾演练由总经理任总指挥，办公室主任负责全面协调。

3、救灾演练：部分作业人员出井，PD3工作面由掘进班长张君带领人员进行演练，剩余工作面人员正常工作。

4、演练过程

14:35分，PD3号硐掘进组长张君向调度室汇报井下发生透水事故，同时打开排水系统所有水泵进行抽水，办公室人员接到电话后，立即通知PD3号硐工作面的工人按避险路线撤出，同时迅速上报总经理。

14:37分PD3号硐工作面人员按避险路线开始撤离。14:38分总经理接到汇报后立刻通知应急指挥部成员立即到会议室集合。

14:39分相关人员到达会议室，成立了救援指挥部。总指挥李占海启动透水事故应急救援预案，总体指挥救援工作。14:42分根据透水事故应急预案和现场应急指挥部安排，各应急救援小组开始部署抢险救援工作。

14:45分掘进班长核实完井下人数，并上报应急救援指挥部。

14:47分抢险救护队到达井口，穿戴好防护用品准备下井抢险救援。

14:48分医疗救护组到达井口，随时准备对遇险人员采取救援措施。

14:53分警戒小组警戒完成，维持矿区稳定。

15:20分掘进班长清点遇险人数，PD3工作面人员已全部撤离至地面，并报告给指挥部。

15:25分指挥部宣布救灾演练圆满结束。

三、救灾演练效果评价

1、指挥部人员及时到达会议室指挥救灾，演练中各部门配合较好。救护队员行动迅速，能较好的发挥救灾作用。

2、公司矿井的救灾设施完好，能充分发挥作用。

3、现场人员抗灾应变能力较强，熟悉避灾路线，行动统一。

四、改进措施

1、加强员工安全培训，提高员工抗灾应变能力，加强救护队员培训，提高应急救灾能力。

2、加强后勤保障工作，加强政治思想工作，提高政治思想觉悟。

北京瑞信投资有限公司

矿井救援系统篇5

1 组件式GIS

组件式GIS(Components GIS,缩写为ComGIS)技术的基本思想就是把GIS各大功能模块根据性质的不同划分为几个控件,每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间,GIS控件与其它非GIS控件之间,可以方便地通过面向对象的可视化的软件开发工具集成起来,形成满足用户需要的GIS应用,控件分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能),根据需要把实现各种功能的控件搭建起来构成应用系统。组件式GIS系统具有直接嵌入MIS开发工具,不需GIS语言二次开发和产品大众化的特点。

2 基于组件式GIS的矿井救援系统软件平台的开发

本系统平台是在Visual Basic.NET 2003环境下进行GIS软件平台的开发,采用的是组件式GIS产品MapX。MapX是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品,是一种基于Windows操作系统的标准控件,能支持绝大多数标准的可视化开发环境如Visual C++,Visual Basic等。MapX提供了各种工具、属性和方法。每个Map对象主要包括Datasets,Layers,Annotations三个对象集合。其中Layers主要用于操作地图的图层,DataSets用于访问空间数据表,Annotation用于在地图上增加文本或者符号。Map对象有一些主要的属性,如Zoom用来设置放大级别(在地图上显示的大小),Rotation控制地图的旋转角度,CenterX和CenterY用于设置x和y的坐标系,GeoSet是在GeoManager中建立好的.GST文件,控制程序中显示的地图,可以使用GeoSetManager程序来管理GeoSet文件(*.GST),可以调用GeoDictionary Manager程序进行修改,指向用户程序数据所在的位置。Datasets用于实现地图与数据的绑定。Annotations集合提供了操纵地图中文字和符号的简单方法。Annotations位于所有其它图层的上方并且不与任何数据连接,Annotations包括AddSymbol在Annotations中增加符号,AddText在Annotations中增加文本,Remove删除特定的标注等属性。

系统平台的开发大致可分为四个基本步骤:

1)启动Visual Basic.NET 2003,创建一个新工程,在“工程”菜单下选择“部件”项,在“部件”对话框中勾选MapXtreme V6.5选项,然后在窗体上添加一个MapXtreme控件;

2)通过地图控件属性框或编写代码,向MapXtreme控件中添加地图数据;

3)编写程序代码来调用地图属性、事件和方法;

4)调试、编译运行。

如GIS软件平台中地图图层的显示的实现方法可通过定义Map对象,并设置其Layers字符串属性来实现。下面的代码就是将存放在系统软件默认文件夹下的名为“主图”的Gst文件添加到MapXtreme控件中进行显示。

其中EnableMapPath函数(Function)根据传入参数(“主图”)返回制定地图的绝对路径,通过MapGeoserLoader加载地图到MapControl1和MapControl2中。

地图的放大、缩小及漫游可以通过设置MapXtreme控件的ZoomLayer属性来加以实现,而当地图放大时可以通过Pan方法进行漫游。例如,当选中“放大”(或“缩小”)按钮后,按下鼠标左键,并拉出一个矩形框时,将放大(或缩小)显示此矩形内的图形;而当选中“漫游”按钮后,按下鼠标左键,将执行图形漫游功能(代码略)。

3 结束语

现在国内矿井救援系统软件平台的开发基本上都要嵌入原先的矿井信息管理等系统,集成各种数据库等,因此采用组件式GIS进行嵌套,无需额外的GIS二次开发语言,GIS控件开发技术,占用资源少,编程过程简单、灵活、易用,便用系统的操作和维护;系统开发成本低、可扩展性强,由于组件接口的稳定性,平台的提升和系统规模及功能需求的扩展不会影响系统源代码,所以系统具有极大的延展性和灵活性。

参考文献

[1]胡武强,胡丹.基于MapXtreme2004的WebGIS系统的研究[J].计算机应用与软件,2006(1):313-317.

[2]王宝山,冯永玉.基于空间的矿山地理信息系统应用软件开发[J].辽宁工程技术大学学报,2005,24(4):104-107.

矿井火灾应急救援能力评价篇6

关键词：矿井火灾,应急救援,模糊评价

火灾事故是煤矿生产的主要灾害之一。火灾产生的大量有毒有害气体严重危及井下工人的生命安全;大火能燃烧井下的设备、材料和煤炭。在有瓦斯突出危险、煤尘的矿井中发生火灾,往往会引起瓦斯、煤尘爆炸,扩大灾害范围[1]。

工业化国家的统计表明,有效的事故应急救援系统可以将事故损失降低到无应急救援系统的6%。我国也有一些事故由于及时启动事故应急救援系统而降低了事故损失,有些甚至避免了人员伤亡,如辽宁阜新艾友煤矿2006年“2.18”顶板事故[2]。但也有一些煤矿由于在发生事故时未能及时启动应急救援系统,造成事故危害和灾害范围的扩大。因此,对矿井火灾应急救援能力进行评价是十分必要的。

1 矿井火灾应急救援能力评价的可行性

模糊综合评价是对受多种因素影响的事物作出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法,即采用模糊语言分成不同的等级对一个受多因素影响的事物进行评价。

用模糊综合评价方法对矿井火灾应急救援能力进行评价是可行的[3],主要基于以下原因:

第一,矿井火灾应急救援能力评价涉及因素众多,评价指标体系中权重各异,如与人的不安全行为密切相关的标准层指标难以客观量化,具有较强的模糊性和不确定性。

第二,现存评价方法中隶属度标准基本都是通过定性或定量评价确定的[4],但是,各种评价体系不能反映评价因素之间的关系。

第三,评价指标中中介过渡状态的存在。在实际评价过程中,计算数值不可避免地存在一定误差。为了弥补其不足,模糊综合评价就十分重要。

第四,某些因素受地理环境条件的影响较大,具有偶然性,如操作失误、安全装置失效等。

总之,模糊综合评价是借助模糊综合评判以及采用价值工程和决策分析中的方法,对系统的安全现状作出综合评价,对矿井火灾应急救援能力评价非常适用。

2 模糊综合评价的基本要素

1) 评价因素论域U。

U代表评价中各评价因素所组成的集合。

2) 评语等级论域V。

V代表综合评价中评语所组成的集合,其实质是对被评事物变化区间的一个划分。

3) 模糊关系矩阵R。

R是单因素评价的结果,即单因素评价矩阵。模糊综合评价所综合的对象正是R。

4) 评价因素权重向量A。

A代表评价因素在被评价对象中的相对重要程度,在综合评价中用来对R作加权处理。

5) 合成算子。

指合成A与R所用的计算方法,也就是合成方法。

6) 评价结果向量B。

对每个被评价对象综合情况分等级程度的描述[5]。

3 模糊综合评价的基本思想

设U={u1,u2,…,un}为n种因素(或指标),V={v1,v2,…,vm}为m种评价,其元素(或指标)均可根据实际问题需要由人的主观规定,由于各种因素(或指标)所处地位不同,对事物决定的作用不同,所以权重就有所区别,评价自然也就不同[6]。人们对m种评价并不是绝对的肯定或否定,因此综合评价应该是V上的一个模糊子集。

各因素间的权重分配:A=(a1,a2,…,an),其中ai是因素被着眼的权重,ai≥0,且 $\sum_{i = 1}^{n} a_{i} = 1$ 。

模糊关系矩阵R=[rij]作为1个从评价因素论域U到评语等级论域V的Fuzzy(模糊)变换器,每输入1组因素的权重向量A,就可以得到1组相应的评价结果向量B。此关系可用图1来表示。

进行单因素综合评价,建立一级模型,一般可以归纳为以下5个步骤。

1) 建立评价对象的评价因素论域U:

U={u1,u2,…,un}

即首先确立评价因素体系,解决从哪些方面利用哪些因素来评价客观对象的问题。

2) 确定评价等级论域V:

V={v1,v2,…,vm}

这一论域的确定,使模糊综合评价得到一个模糊评价向量,体现评价的模糊特性。

3) 进行单因素评价,建立模糊关系矩阵R:

$R = (\begin{matrix} r_{11} & r_{12} & \dots & r_{1 m} \\ r_{21} & r_{22} & \dots & r_{2 m} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ r_{n 1} & r_{n 2} & \dots & r_{n m} \end{matrix}) (1)$

式中rij为U中因素ui对应V中等级vi的隶属关系,即从因素ui着眼评价对象被评vi等级的隶属关系,因而rij是第i个因素对该评价对象的单因素评价。

4) 确定评价因素权重向量A:

A是U中各因素对被评价对象的隶属关系,其取决于人们进行模糊综合评价时的着眼点,即评价时依次着重于哪些因素。

由于评价因素论域U中各因素对被评价对象的重要性不一样,因此,要用模糊方法对每个因素赋予不同的权重,可以表示为U上的一个模糊子集A=(a1,a2,…,an),并且规定: $\sum_{i = 1}^{n} a_{i} = 1 ‚ a_{i} \geq 0 (i = 1, 2, \dots, n)$ 。

5) 选择算子,进行综合评价。模糊综合评价的基本模型可用下式表示:

B=A·R (2)

式中“·”代表合成算子。记B=(b1,b2,…,bn),其为评语等级论域V上的一个模糊子集。如果综合评价结果 $\sum_{i = 1}^{m} b_{i} \neq 1$ ,应将其归一化。

4 多层次综合评价

对于给定的因素集合U,多层次综合评价可按下面步骤进行:

1) 对给定因素集U作划分,设{U1,U2,…,Up}是对U的一个划分,记U/P,即:

U/P={U1,U2,…,Up}

称为第二级因素集,其中Ui=(ui1,ui2,…,uiki),i=1,2,…,P,显然Ui含有ki个因素。

2) 对每个类Ui的ki个因素,按初始模型作综合评价。设Ui中的诸因素权重分配为Ai,Ui的单因素评价矩阵为R,则得到:

Ai·R=Bi=(bi1,bi2,…,bim),i=1,2,…,P

3) 对U/P的n个因素按初始模型作综合评价。Ui的综合评价结果Bi是U/P中单因素Ui的评价。设U/P的权重分配为A,总的评价矩阵:

$R = (\begin{array}{l} B_{1} \\ B_{2} \\ ⋮ \\ B_{n} \end{array}) = [b_{i j}]_{n \times m}$

,得到B′=A·R (3)

这既是U/P的综合评价结果,也是U的所有因素的综合评价结果。写成二级算式:

$B^{'} = A \cdot R = A \cdot (\begin{matrix} A_{1} & \dots & R_{1} \\ A_{2} & \dots & R_{2} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ A_{n} & \dots & R_{n} \end{matrix}) (4)$

其框图如图2所示。

如果划分U/P仍含有较多的因素,可以对其再作划分,得到三级以至更多级综合评价模型[6]。从上述分析得出结论:只要给出因素体系中最低层的各Fuzzy变换矩阵,即单因素评价矩阵,再给出各层次的权重值矩阵,便可求得任意层次中的任何综合评价结果和最终的综合评价结果。

5 应用

以某煤矿为例,对矿井火灾应急救援能力进行评价。

因为矿井火灾应急救援能力评价体系的各层因素分别着眼于通风系统状况好坏、设备安全、危险性如何、指挥决策和工人素质等方面,即有些因素用安全性、危险性来衡量,而有些因素只能用好坏来评定。因此确定评语等级论域V={好(安全),较好(较安全),一般(安全性一般),不好(较危险),差(很危险)}(圆括号内外的评语等同,在检查统计表中分别用1,2,3,4,5来表示)。又因为矿井火灾应急救援能力评价因素多为定性的,所以采用改进的等级比重法确定单因素隶属度,即直接由多个专家对被评价因素隶属度作出评估,取其平均值作为该因素的隶属度。

采用笔者编制的模糊综合评价检查表,邀请10名安全评价专家对该矿火灾应急救援状况进行评价,其结果见表1。

5.1 进行单因素评价

矿井通风系统单因素评价B1计算方法如下:

根据公式rij=nij/m,可求出各因素ui对于各评价级别vj的隶属度rij,其中m=10,nij为表1评语等级中对应的各数值。因此根据公式(1)可得:

$\begin{array}{l} R_{1} = [\begin{matrix} 0.2 & 0.5 & 0.3 & 0 & 0 \\ 0 & 0.4 & 0.6 & 0 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \\ 0 & 0.4 & 0.5 & 0.1 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \end{matrix}] \\ A_{1} = (a_{11}, a_{12}, a_{13}, a_{14}, a_{15}) = (0.23, 0.16, 0.17, 0.23, 0.21) \end{array}$

根据公式(2),得:

$\begin{array}{l} B_{1} = A_{1} \cdot R_{1} = (0.23, 0.16, 0.17, 0.23, 0.21) \cdot \\ [\begin{matrix} 0.2 & 0.5 & 0.3 & 0 & 0 \\ 0 & 0.4 & 0.6 & 0 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \\ 0 & 0.4 & 0.5 & 0.1 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \end{matrix}] \\ = (0.46, 0.385, 0.432, 0.099, 0.038) \end{array}$

同理可得:

B2=(0.109,0.259,0.326,0.26,0.46)

B3=(0.038,0.2,0.465,0.208,0.089)

B4=(0,0.1,0.8,0.05,0.05)

B5=(0,0.25,0.5,0.25,0)

5.2 进行多层次综合评价

由公式(3)和(4)得:

$\begin{array}{l} B^{'} = A \cdot R^{'} = (a_{1}, a_{2}, a_{3}, a_{4}, a_{5}) \cdot [\begin{array}{l} B_{1} \\ B_{2} \\ B_{3} \\ B_{4} \\ B_{5} \end{array}] \\ = (0.32, 0.28, 0.2, 0.1, 0.1) \cdot \\ [\begin{matrix} 0.46 & 0.385 & 0.432 & 0.099 & 0.038 \\ 0.109 & 0.259 & 0.326 & 0.26 & 0.46 \\ 0.038 & 0.2 & 0.465 & 0.208 & 0.089 \\ 0 & 0.1 & 0.8 & 0.05 & 0.05 \\ 0 & 0.25 & 0.5 & 0.25 & 0 \end{matrix}] \\ = (0.15, 0.22, 0.36, 0.14, 0.13) \end{array}$