淺談煤礦地質測量中的空間信息系統

摘要：研究分析我國煤礦地質測量工作中的空間信息系統的內容和現狀，對其深入的進行研發，希望可以指導煤礦地質的測量工作。

關鍵詞：煤礦；地質測量；空間信息系統；現狀研究

當今的網絡信息是各行業數字化最為重要的手段，信息技術作為知識經濟的核心得到迅猛發展，其有極大的滲透性和先進性，更好銜接傳統產業，幫助獲取，存儲以及分析和處理信息，在煤礦地質測量中保證了煤礦企業進行安全生產工作，決定了煤礦地質測量工作中空間信息系統的發展。如今的煤礦數字信息發展很快，極大促進煤礦產業。但是我國煤礦的地質條件很是復雜，開采工作容易受到地質的制約，斷層、巖漿巖、煤層沖刷帶、瓦斯突出等等都嚴重影響煤礦生產及安全。所以煤礦生產中及其重要的工作是地質測量，研究煤礦地質的構造規律以及發育特征。空間信息技術可以動態的分析處理煤礦地質信息，預防礦井的一些重大災害，為決策部門提供數據進行決策分析，實現煤礦的自動化管理地質測量數據和圖紙等。總而言之，煤礦地質測量的空間信息系統幫助煤礦的科學評價和合理開采，極大的促進煤礦生產率的提高。

1 煤礦地質測量空間信息系統的現狀

在我國煤礦的生產中，煤礦企業在開采地質時對工作條件的要求發生很大的變化。人工以及半人工的測量煤礦地質信息早就不能適應機械化和自動化的煤炭生產生產。所以煤礦企業需要強大的設計和經營數據，也需要智能化的網絡和計算機技術管理，保障煤礦的安全生產以及預防地質事故。目前在我國煤礦地質測量初步建立了相應的空間信息系統，具備了一定的編制地質測量資料功能，但在內容上還不完善，不足以達到國際的工作需求水平。

2 煤礦地質測量空間信息系統的內容

煤礦地質測量的空間信息系統，是在煤礦地質測量流程和要求的基礎上，以煤礦地質測量所進行采掘的空間數據庫為數據來源，以煤礦建立的網絡來幫助用戶獲取信息，處理存儲數據，以及建立相應專業的模型庫。煤礦地質測量的空間信息系統有三個層次：第一層是通過煤礦地質所測得的數據來實現對數據的錄入與修改，匯總與處理，最終形成專業的表格和圖紙；第二層次是通過網絡環境來實現對地質測量數據的查詢，形成開放式數據接口；第三層次是通過對原始資料的編制為煤礦生產提供決策。

3 空間信息系統的關鍵技術

煤礦地質測量的空間信息系統相當復雜，該系統的建立涉及的主要是管理和采集專業數據、研究如何自動生成專業圖、建立模型等方面內容。

3.1 空間信息數據的采集

采集煤礦地質測量的空間信息所需要的手段有遙感，GPS，數字攝影，以及勘探和井下實測等。煤礦地質測量的基礎數據庫建立有三個方面：第一，煤礦生產屬于動態過程，生產時有很大實測資料涌現，所以就采用數據庫來管理這些資料。數據庫含有煤礦和水文地質以及測量采掘等信息。滿足用戶查詢、錄入以及統計數據的要求，為計算機操作成圖提供需要的數據接口。系統包括C-S和B-S兩級管理模式。專業技術人員利用C-S模式對基礎數據進行動態修改和維護，管理部門的領導通過B-S模式訪問數據庫，查詢信息以及進行現場生產指導；第二是獲取專業圖紙中的數據是一個很重要的途徑。目前經過多年的煤礦開采已經積累相當多的生產資料圖紙，所以可以從圖紙中獲取數據；第三是采用軟件接口來獲取數據。煤礦采用的軟件是CAD以及MapGIS等，這些軟件繪制圖紙并積累很大數據資料。煤礦地質測量的空間信息系統經過設置鏈接上述軟件接口直接獲得所需數據。

3.2 煤礦地質測量GIS平臺的設計

煤礦地質測量的設計要求圖形數據結構具有層次性，這樣描述方便以及便于管理，設計時是針對抽象化的問題來建立簡化的模型，捕捉到問題的空間信息，采用Windows消息驅動結構，提高軟件可操作性和穩定性，以及代碼的重用性和可維護性。

3.3 專業圖紙的自動生成

煤礦從勘探到開采設計，以及到生產所經歷的過程都要依據地質測量的專業圖紙，是進行地質測量工作時的最終結果。煤礦的地質測量圖紙主要有柱狀類圖、平面類和剖面類圖。

3.3.1 柱狀類圖形

柱狀類圖是在地質測量工作中一種最規范的圖紙，說明性的描述了鉆孔穿過地層和區域地層。在進行繪制時保持巖性符號巖層的說明文字協調，還有考慮對柱狀類圖紙的格式定義。

3.3.2 平面類圖形

平面類圖形適用于點狀標志，文字注釋以及區域邊界等值線的表達。處理平面類圖形的過程中要解決好很多的問題，包括自動對應與動態修改、自動計算任意切剖面以及平面圖的儲量和損失量等問題。

3.3.3 剖面類圖形

剖面類地質圖的繪制是沿著勘探以及主要石門的方向，圖紙一定程度上反映該剖面的煤層、含水層、地層接線以及標志層的構造形態和位置，是采掘設計，計算儲量以及勘探生產布置的基本資料。

4 煤礦地質測量空間信息系統的發展趨勢

4.1 多源化的信息獲取渠道

信息時代的發展增加了信息的獲取渠道及手段，使得煤礦地質測量空間信息的獲取手段極其的豐富。從傳統的單一鉆探方法，逐漸衍變成遙感、GPS以及地震勘探和礦井物探的立體勘探模式。獲取的數據基于煤礦地質、水文地質以及采掘信息，并且集合礦井和地面物探、瓦斯資料、地壓等的地質信息，以圖、文、聲、像的多媒體表現出來，有極大的處理能力：首先是規范化的著力歸納現有的各類資料。其次是綜合分析利用現有資料，通過疊加多源信息來獲取新信息，對比分析后提高對實況的認識水平，將地質資料認識水平達到質的飛躍，有效提高對數據資料的深度利用，開發對數據的處理和分析，發掘潛在信息資源。最后是把地質的測量模型和經過分析處理的數據直接的展示給現場工作人員，再結合現場經驗和實際材料等，科學分析判斷地質條件。

4.2 高度集成的系統

數字礦井中心任務是精細化管理，通過規范和標準的礦井技術來建立煤礦數據庫，包括三維地質模型、礦井地理信息以及礦井監測系統等。數字礦井以地質、技術計劃設計和安全監測以及工藝監控等為管控目標，實現對各礦井生產工藝和全系統的可控可查可優化，實現決策調度人員隨時的掌握礦井系統信息，全面準確地進行礦井的安全生產經營。數字化礦井很大程度改變傳統礦井生產方式，提高生產效率，提供強大進步動力，優化資源配置，促進企業的可持續發展。

4.3 智能化的決策支持

采煤設備是否適應開采的地質條件是一個煤礦業的普遍難題。機械化采煤對地質條件的要求非常的高，也極大的要求了地質保障任務。所以采用煤礦地質測量的空間信息系統來分析數據，依據高度仿真的模擬技術，將各種災害的分布、危險程度分區以及救災措施等高效直接的顯示電腦上面。通過對歷史曲線的查看以及工作經驗的結合，就可以科學預測發展趨勢，科學指揮煤礦的開采，消滅地質災害的影響。同時還可以提高對顯示的虛擬技術，把觀察者融入虛擬的開采系統，使其身臨其境，了解各種方案的可行性和優劣性，有效的指導減災，避免盲目的指揮操作應對。

5 結束語

煤礦地質測量空間信息系統，保證了煤礦地質信息多源化的采集和智能化的網絡管理，必將是煤礦企業的一個地質測量的主要發展方向。

參考文獻

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