可视化技术在煤矿安全培训中的应用

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1、可视化技术在煤矿安全培训中的应用摘要:安全生产是煤矿生产永恒的主题，提高煤矿从业人员的专业水平和技能是安全培训工作的重点之一，提高安全培训的质量能有效减少煤矿安全事故的发生，将计算机可视化技术运用到安全培训工作中来,能有效的提高培训效果，减少煤矿安全事故的发生。　　关键词：可视化技术；安全培训；煤矿　　：F530.69：A：1006-4117（2011）10-0385-02　　引言：近年来煤矿安全事故频繁发生，煤矿安全事故危害了人民群众的生命和财产安全，对社会的和谐安定具有一定的负面影响，这也是和“以人为本”的科学发展观相矛盾的。大量事故的调查分析结果

2、表明，煤矿多数从业人员专业知识水平较差以至缺乏应有的安全生产习惯是造成事故的一个重要原因。也就是说由于矿工专业知识不足，对矿井生产现象及其基本规律缺乏必要的了解，造成工作中蛮干或疏忽大意，会导致发生较为严重的安全事故。　　一、煤矿安全培训的重要作用　　安全为天是煤矿生产永恒的主题，“以人为本”在煤炭产业中最基本的表现就是把矿工的生命安全和健康放在第一位。因此，加强职业知识和技能的培训也是煤矿安全培训工作的重要组成部分，提高煤矿从业人员的素质和水平，是扼制煤矿安全事故的有效途径。　　国家非常重视煤矿安全培训工作，特别制订了煤矿安全培训法规标准，组建了各级

3、煤矿安全培训机构。截至2007年6月，全国已建立煤矿安全培训机构1397家，其中，取得一级资质8家，二级资质51家，三级资质555家，四级资质783家。　　安全培训制度的建立，为煤矿安全生产形势持续稳定好转发挥了重要作用。近年来,煤矿安全生产形势逐年稳定好转,煤矿事故起数和死亡人数逐年下降,煤矿百万吨死亡率逐年下降，见下表1。　　表1近年全国煤矿事故、死亡人数及百万吨死亡率情况表　　二、CAD的可视化技术在培训中的应用　　（一）培训工作存在的问题　　目前较多的国有重点煤矿企业自身建立起三、四级煤矿安全机构，可以对本矿职工进行岗前培训和安全培训。提高工人

4、的专业知识和技能，使工人在做好本职工作的同时对煤矿生产现象和本质规律有初步的了解是培训工作的一个重要的任务。如何提高职工的学习效果，最大程度的提高工人的专业知识水平是培训工作的重点之一。　　采矿工程是一个复杂的大系统工程，它的特点是地下作业，生产步骤和环节多、工序复杂。井下采矿工程生产系统包括掘进、提升、通风、排水、动力供应等系统，巷道空间交错复杂，这相对于对于刚刚参加工作或者知识程度较低的矿工来说学习起来较为困难。　　（二）可视化技术在培训中的应用　　结合笔者自身参加岗前培训和安全培训的切身经历，为了使培训学员能够更好的理解煤矿井下巷道系统，在培训中

5、可使用计算机辅助设计（CAD）的可视化技术绘制三维矿井模型作为教学模型。　　可以CAD软件的三维建模技术绘制三维立体矿井巷道布置系统模型，达到教学模型数字化、可视化的目的。通过建立教学模型，使学员能够快速的理解和掌握所学知识，对矿井生产系统有形象深刻的认识，为工作中能安全生产奠定坚实的基础。图1、2是使用AutoCAD软件建立的两个三维教学模型，在培训教学工作中取得较好的效果。CAD的可视化技术在煤矿培训工作中具有一定的推广价值，该方法在不用增加培训投资的基础上，能较好的提高培训效果。　　三、数值模拟的可视化教学方法　　（一）培训教学可视化的意义　　对

6、技术人员的培训，不但要使他们清楚的了解煤矿井下发生的各种现象，还要让他们清楚现象发生的原因和过程，以便能够掌握解决问题的方法。矿井现场看到的矿压现象仅仅是静态的局部现象,如巷道的支护物破坏或失效、巷道的明显变形、采场顶板的冒顶、煤壁的片帮等。采场或巷道周围的应力是看不见的,对学员理解矿压理论及培养解决实际问题的能力形成了障碍。针对上述问题,数值计算方法拥有得天独厚的优势。因而数值计算方法的发展引起采矿界的重视,并逐步引入作为计算矿山压力的方法,在矿山压力及其控制中发挥越来越重要的作用。　　（二）数值模拟程序简介　　RFPA2D是一个能模拟岩石裂纹萌生，

7、扩展直至断裂全过程的数值分析软件，基于连续介质力学和损伤介质力学原理，具有应力分析和破坏分析两方面的功能。RFPA2D系统能对采动影响下岩体破裂与岩层移动过程进行较为系统的数值试验研究。该软件学习起来较为容易，而且无须掌握专门的计算机语言便可熟练操作，软件界面友好，适合稍有专业基础的人员使用，教学版的软件下载便可使用。　　（三）可视化教学实例　　模型可以模拟计算工作面的开挖过程，模拟老顶初次来压和周期来压时煤壁前后方支承压力变化范围。　　并对进算结果进行分析，可得出顶板岩层随煤层开采出现的离层、垮落过程及其对应的受力状况，如图3所示。该实例可用于课堂教

8、学的讲解，使培训学员了解老顶周期来压现象，以及在工作面回采巷道进行超前加强支护的必要性，对周期