煤礦地質(zhì)災(zāi)害的GIS、遙感預(yù)測(cè)方法

摘要：本文淺述了煤礦地質(zhì)條件對(duì)避難硐室的降溫影響，并論述了GIS預(yù)測(cè)煤礦地質(zhì)災(zāi)害的方法，以及它對(duì)煤礦安全生產(chǎn)過程地質(zhì)測(cè)量的作用。

關(guān)鍵字：煤礦地質(zhì) GIS預(yù)測(cè) 地質(zhì)測(cè)量作用

1 煤礦地質(zhì)條件對(duì)避難硐室降溫的影響分析

我國(guó)目前的煤礦開采的地質(zhì)條件不容樂觀，很多地域的圍巖散熱量在增大，礦井熱害問題嚴(yán)重影響了事故發(fā)生時(shí)工作人員的逃生，對(duì)事故避難硐室的周圍溫度帶來了很大影響，而避難硐室是相關(guān)作業(yè)人員在事故發(fā)生的生命防護(hù)所，在避難硐室的選址地質(zhì)上不充分考量其降溫的性質(zhì)，其會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。

1.1 圍巖散熱對(duì)避難硐室的影響

原始巖溫的溫度是隨著向地底深入而加大的，地心向外散發(fā)的熱流在很多礦井的工作區(qū)域中都是相當(dāng)穩(wěn)定的，但是也并不是恒定不變的。由于熱流的傳導(dǎo)性和變動(dòng)性很大，會(huì)通過圍巖自身或者是裂縫水在工作井巷中傳遞熱流，因此一旦發(fā)生礦難事故，特別是瓦斯爆炸等高危險(xiǎn)事故，會(huì)加速熱流的傳遞，以至于避難硐室四周溫度上升。

1.2 礦物氧化熱對(duì)避難硐室的影響

在礦井工作中，有部分礦石由于被開采而暴露于空氣中，會(huì)迅速發(fā)生氧化反應(yīng)，甚至到發(fā)熱自然的地步，是整個(gè)工作中礦內(nèi)氧化發(fā)熱的主要熱源。因此一旦遇到礦石發(fā)熱自然的現(xiàn)象，再加上可燃物和熱流的助推，就會(huì)造成煤礦安全事故，從而對(duì)避難硐室產(chǎn)生影響。

2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的GIS、遙感預(yù)測(cè)方法

GIS既為地學(xué)信息系統(tǒng)，是信息技術(shù)在地學(xué)上的一種應(yīng)用系統(tǒng)，它能一定程度上預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，其遙感預(yù)測(cè)的方法大致有以下幾種：

2.1 GIS圖形處理

GIS具有圖形處理的功能，在其功能中，會(huì)將所施工區(qū)域的立體地圖如實(shí)反映出來，給工作者展示出一個(gè)視覺可見的礦井結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)會(huì)通過圖中物質(zhì)的屬性和空間系數(shù)會(huì)有效分析，為預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供決策數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)

強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)上包含有：地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)、處理方法的數(shù)據(jù)庫(kù)、法律數(shù)據(jù)庫(kù)、事故案例數(shù)據(jù)庫(kù)、各自救援?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)等等。這些頗為全面而又強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，能為預(yù)測(cè)以及救援措施都提供有效的幫助。

2.3 遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)功能

GIS也提供遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)功能，其是避免數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)有些僵化，對(duì)實(shí)際情況不太靈活分析的現(xiàn)象發(fā)生。遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)功能就可以有效補(bǔ)缺這一點(diǎn)，通過遠(yuǎn)程功能，我們可以咨詢相關(guān)的地質(zhì)專家，通過他們的分析而使預(yù)測(cè)信息共享，對(duì)進(jìn)一步完善GIS系統(tǒng)有所裨益。

2.4 動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)

動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)是指模擬礦井動(dòng)態(tài)過程所產(chǎn)生的后果預(yù)測(cè)，例如危險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、瓦斯災(zāi)害預(yù)測(cè)、熱害預(yù)測(cè)等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析，在地質(zhì)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)上，通過模擬出相關(guān)的技術(shù)環(huán)節(jié)，實(shí)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，從分析數(shù)據(jù)上有效得出預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的措施。

2.5 數(shù)據(jù)連接

通過VisualBasic6.0調(diào)用Super Map Objects5.0開發(fā)平臺(tái)提供的組件，運(yùn)用Super Map objects對(duì)象和其他VB對(duì)象的方法和屬性完成將GIS與井下重大危險(xiǎn)源及應(yīng)急救援?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)連接；實(shí)現(xiàn)了井下重大危險(xiǎn)源分布在地圖上的顯示功能，并能動(dòng)態(tài)模擬各區(qū)域相應(yīng)災(zāi)害的避災(zāi)路線、影響范圍及災(zāi)害處理措施，引導(dǎo)人員及時(shí)逃生，同時(shí)指導(dǎo)救援人員及時(shí)展開救援工作，這為減少和預(yù)防煤礦災(zāi)害事故提供有力的科學(xué)依據(jù)，并能進(jìn)行有效的救援。

3 淺談煤礦安全生產(chǎn)過程煤礦地質(zhì)測(cè)量的作用

地質(zhì)測(cè)量是指利用地質(zhì)勘測(cè)設(shè)備，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)，通過勘測(cè)的方法完成目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，以及繪制出相關(guān)數(shù)據(jù)反映的平面圖。地質(zhì)測(cè)量不僅是地質(zhì)學(xué)系統(tǒng)分支，也是煤礦施工進(jìn)行前的必要步驟，更是礦床勘探的基本技術(shù)之一，其目的是運(yùn)用勘測(cè)設(shè)備對(duì)礦區(qū)的規(guī)律進(jìn)行測(cè)量分析，其規(guī)律主要表現(xiàn)在位置、礦產(chǎn)量及礦產(chǎn)前景，是節(jié)省人力、物力的重要技術(shù)之一。而從煤礦工作的角度看，煤礦工作是一項(xiàng)具有高危險(xiǎn)性的工作，因此這個(gè)行業(yè)對(duì)于相關(guān)安全的要求也很高，要保證煤礦工作的安全，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密的地質(zhì)測(cè)量工作。作為地質(zhì)測(cè)量，在煤礦生產(chǎn)工作中有著至關(guān)重要的作用。

3.1 為煤礦工作提供資料來源

首先，在煤礦開采前會(huì)進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量，在測(cè)量后得出的數(shù)據(jù)資料，是重要的信息來源，它不僅可以反映出煤礦的分布規(guī)律，也可以反映出礦產(chǎn)形成的規(guī)律和歷史，對(duì)煤礦的遠(yuǎn)景工作有很大幫助；其次，作為煤礦開采這種深井作業(yè)的工作，各個(gè)區(qū)域的地質(zhì)條件和環(huán)境都會(huì)有所區(qū)別，非恒定性因素的存在常常會(huì)造成預(yù)料之外的事情發(fā)生，從而引發(fā)出嚴(yán)重的后果，給煤礦的安全生產(chǎn)問題帶來不少負(fù)擔(dān)；因此，在進(jìn)行煤礦地質(zhì)測(cè)量的時(shí)候，應(yīng)充分測(cè)量出巖石構(gòu)造和地質(zhì)條件，對(duì)礦井的構(gòu)造規(guī)律要有系統(tǒng)的指導(dǎo)數(shù)據(jù)分析，通過詳細(xì)測(cè)量而繪制出的高質(zhì)量數(shù)據(jù)圖，不僅是反映礦產(chǎn)規(guī)律的表現(xiàn)，也是防止工作人員知悉地質(zhì)條件不詳而盲目開采引發(fā)嚴(yán)重后果，從而為煤礦工作提供有效可靠的資料來源。

3.2 保障煤礦生產(chǎn)安全

在煤礦勘測(cè)的時(shí)候，其對(duì)勘測(cè)的數(shù)據(jù)要求很高，即使很小的誤差也有可能導(dǎo)致煤礦整個(gè)工作的中止，其最為相關(guān)的具體細(xì)節(jié)是在高程點(diǎn)和下導(dǎo)線點(diǎn)的測(cè)量上，如果不仔細(xì)對(duì)這兩方面的測(cè)量，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果。因此相關(guān)測(cè)量人員因在高程點(diǎn)和下導(dǎo)線點(diǎn)上進(jìn)行細(xì)致測(cè)量，通過細(xì)致測(cè)量得出精確數(shù)據(jù)。只有擁有精確數(shù)據(jù)來源才能進(jìn)行合理實(shí)際的施工分析，讓相關(guān)工作人員充分認(rèn)識(shí)到地質(zhì)環(huán)境和礦井構(gòu)造，從最大程度上避免施工過程中遇到各種情況，防止安全事故發(fā)生。

3.3 地質(zhì)測(cè)量是重要手段

由于開采過程中會(huì)遇到各種情況，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生存在普遍現(xiàn)象。在給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成很大損失的同時(shí)，也給地下礦井工作人員帶來了生命財(cái)產(chǎn)的威脅，特別是煤礦工作中瓦斯的爆炸和地下井水引發(fā)事故的問題，在近些年來里，這些現(xiàn)象尤為突出。因此，為了預(yù)防避免這些事故的發(fā)生，相關(guān)工作人員應(yīng)在礦產(chǎn)工作初始階段做好地質(zhì)測(cè)量，把一切可能性和不安定因素制止在最起始的位置。測(cè)量技術(shù)人員不僅要充分利用GIS系統(tǒng)進(jìn)行有效預(yù)防，也要在測(cè)量設(shè)備購(gòu)置上更新，要運(yùn)用最先進(jìn)的科學(xué)手段全方位了解礦區(qū)的地質(zhì)狀況和規(guī)律，要了解地質(zhì)地下水分布和瓦斯聚集位置的具體狀況，繪制出系統(tǒng)科學(xué)的工作地域平面或是立體的圖像，要給工作者最迅速直觀的視圖指導(dǎo)，在哪里重點(diǎn)加強(qiáng)預(yù)警措施，在什么位置建設(shè)避難硐室，避難硐室建設(shè)周圍的設(shè)施以及內(nèi)部布置，都要進(jìn)行細(xì)致的數(shù)據(jù)分析，針對(duì)預(yù)防事故或是事故已經(jīng)發(fā)生的情況，全面進(jìn)行測(cè)量分析，以免事故發(fā)生缺少相關(guān)應(yīng)對(duì)措施。

4 結(jié)語

通過GIS的有效運(yùn)用，能很大程度上預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，同時(shí)認(rèn)識(shí)到地質(zhì)條件對(duì)避難硐室降溫影響，能夠有效地在事故發(fā)生前制定出救援計(jì)劃，此外，在施工前做好地質(zhì)測(cè)量工作，也有助于之后的煤礦施工的開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳德建，周福寶，錢新明.煤礦火區(qū)安全啟封的模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)方法[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2011，28（1）.

[2]王長(zhǎng)申，孫亞軍，杭遠(yuǎn).安全檢查表法評(píng)價(jià)中小煤礦潛在突水危險(xiǎn)性[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2009，26（3）.

[3]孫繼平.煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的作用和配置方案[J].工礦自動(dòng)化，2010，36（11）.

[4]曾康生，胡乃聯(lián).煤礦系統(tǒng)安全預(yù)測(cè)模型與組合預(yù)測(cè)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2008，33（10）.

[5]王金鳳，劉振鋒，馮立杰等.煤礦安全投入與安全績(jī)效的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，30（2）.

[6]石華旺，李萬慶，孟文清.基于RS-ANN的煤礦安全控制[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2009，29（1）.

[7]陸化.試析煤礦通風(fēng)中安全影響因素與防范策略[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（22）.

作者簡(jiǎn)介：

潘貴良（1988-），男，山東臨沂人，防治水隊(duì)技術(shù)員，助理工程師，研究方向：地測(cè)。