可视化新技术在煤矿生产中的应用与展望

摘 要：煤矿安全生产监控与管理历来是生产过程中各级部门工作的重点。随着近年来科技的进步与发展，煤矿安全生产手段也取得了较大的提升。国内外矿井三维可视化技术方面的研究已经趋于成熟，本文基于煤矿安全管理实践，阐述了矿山可视化新技术在煤矿生产中所面临的困境和应用现状与展望，提出将可视化新技术引入到煤矿安全生产管理中来对于提高煤矿安全管理和生产，推进工矿企业信息化建设，进而实现煤矿无人化工作面及绿色开采均具有十分重要的理论与现实意义。

关键词：可视化技术；安全生产与管理；应用与展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.059

随着经济技术水平的提高，煤矿安全越来越受到人们的重视，矿山信息化逐渐成为未来地质工矿企业主流发展方向[1]。就目前我国矿业发展状态及国家政策调整趋势上来看，矿山信息化技术市场前景广阔，矿山信息化的发展一定程度上改变了传统煤矿生产技术的局限，加快建设数字化矿山对于降低事故发生和缩小与国际大型矿山企业差距具有重要意义。煤矿可视化管理系统使得各类信息脱离简单一次处理，实现有效信息多次加工展示，为煤矿企业在安全生产、减人提效等方面提供智能的监管及决策服务。本文基于安全管理實践和理论研究，介绍了煤矿安全可视化管理和技术的相关概念及现状，分析了煤矿安全可视化技术选择的影响因素，概述其应用前景，为可视化技术在煤矿安全管理中的应用奠定理论支持。

1 我国煤炭企业可视化技术

煤矿生产可视化管理系统主要利用数据库、虚拟现实、三维引擎、通用数据接口及多媒体等技术创建空间数据库平台[2]。依托计算机、信息技术与大数据的可视化技术是实现煤矿信息化、安全管理可视化的重要途径和保障性手段，煤矿安全可视化技术研究能够对其在安全管理实践方面科学运用提供指导，辅助提升煤矿安全管理水平；安全管理水平提升又反过来促进煤矿安全可视化技术进步，两者紧密相连，密切相关。

可视化技术就是将矿井地质、测量、生产等各类数据通过计算机系统相互连接，信息共享处理转化成为能够直接被人类视觉信息快速识别信息的过程。[3]通过将煤矿工作面内复杂的生产工作环境、生产、运输、辅助系统众多数据信息进行整合可视化仿真再现，确保信息在第一时间更新，为科学决策提供基础保障，实现真正意义上安全生产和科学管理。

2 我国煤炭企业可视化技术应用现状

我国煤矿开采深度逐年增加，深部地应力长期作用使得所面对的工作面赋存状态及工作环境更加复杂严峻。随着科技的进步，计算机分析处理能力大幅提升，加之大数据时代的到来，大量工程实践证明，可视化技术应用逐步成为提升现代管理水平的有效手段。

矿山企业构建地形及巷道虚拟运行管理信息平台，实时监控机电、提升、通风、运输等设备并当设备出现异常时及时进行预、报警；实时更新井下数据，灾害发生合理规划逃生路线等。可视化技术将传统的煤矿企业前期勘测到后期采动检测海量信息进行多次分析整合处理，直观的显示矿井内部工程布置情况以及工程与岩石层位、围岩乃至地表之间空间关系，消除由人为平面到立体空间转化过程，提高了信息的利用效率和可靠性，有利于实现煤矿企业安全生产管理目标。

可视化技术实现了在煤矿生产过程中进行全方位的监控和管理以及日常监视中进行相关数据的统计和分析，针对发现的问题及时上传下达，极大降低事故安全隐患，有效避免突发性安全事故发生。

3 煤矿安全可视化技术选择影响因素

煤矿生产安全管理是一复杂的系统工程，受到众多因素影响，具有自身独特的施工工序。在煤矿安全可视化管理中需要考虑诸多因素， “人机料法环”涵盖人员、机器、材料、法则、环境五大要素，内容覆盖广泛且又密切联系。概括说来，可视化技术所依托系统的信息量、复杂程度及准确性及适用性以及使用者文化水平、认知能力及业务熟练度甚至自身喜好都会对煤矿安全可视化最终效果产生重要影响。

当前我国煤矿企业尚未形成统一的煤矿安全可视化技术标准，大都依靠开发者个人经验进行设计，设计与优选缺乏更高层次理论指导。当前可视化技术研究仅为矿井局部研究，大都仅着力于数据初次处理，缺乏从管理高度上的系统研究。同时，煤炭安全以人的管理为中心，不同职务部门、管理级别的人员文化素质参差不齐，现今煤矿安全管理软件通常以业务为中心，未能充分考虑人员认知能力、操作等人因差异。信息诉求、内容深度要求、信息的逻辑分析甚至视觉偏好均不同，单纯将安全信息受众同一化，难以深入分析安全数据的深层内涵，无法全面体现安全管理情况。

4 我国煤炭企业可视化技术应用前景

随着信息化时代的快速发展步伐，高科技产品的换代呈加速发展为矿井数字化建设创造技术条件，可视化管理作为管理科学的一个新兴方向和方法，逐步被应用到各领域。煤矿安全可视化技术是可视化管理的外在表达，推动煤矿安全可视化管理理论深化，形成符合我国国情的煤矿安全可视化技术设计和使用标准，规范可视化技术体系开发与应用，有效推动煤矿安全可视化管理深化发展。

煤矿安全可视化技术应用需要更加注重人为要素差异，根据不同信息需求，因人而异智能设计、组合安全信息可视化表达，充分考虑煤矿安全管理需求，辅助安全技术管理人员准确把握关键内容，提升安全管理业务水平。

近几年我国越来越重视煤矿安全，应用可视化技术智能筛选、深入挖掘煤矿安全信息特征，并通过数据处理转化为更为形象直观的图示进行描述，深挖隐藏信息，改变煤炭安全管理数据信息分析处理速度缓慢以及依赖经验进行决策的管理现状。可视化技术将传统的煤矿巷道及层位布置进行仿真显示，通过将矿山的开采活动井下数字化和可视化加工，及时准确的反应出井巷扰动和变迁，真正发挥可视化技术巨大本领，提高煤矿的管理水平和工作效率，为煤矿安全生产保驾护航。

参考文献：

[1]胡建明.三维矿山数字化软件的应用和发展方向[J].金属矿山，2008（01）：97-99.

[2]张国平.煤矿生产三维可视化综合管理系统的设计与实现[D].西安电子科技大学，2015.

[3]谭章禄，方毅芳，吕明，张长鲁.信息可视化的理论发展与框架体系构建[J].情报理论与实践，2013（01）：16-19+32.

[4]王家耀.地图制图学与地理信息工程学科发展趋势[J].测绘学报，2010（02）：115-119+128.

作者简介：季延勇（1978-），男，区长，助理工程师。endprint