煤礦地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用與探討

0 引言

根據(jù)三維模型及數(shù)據(jù)兼容的參數(shù)，為安全生產(chǎn)的決策提供參考依據(jù)。

1 基本功能介紹

煤礦地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)是主要功能就是，將礦井的煤層、地層、巷道等三維化處理，實(shí)現(xiàn)二維、三維化管理，此功能，一方面，可以管理礦體和巷道，另一方面，可以將礦井生產(chǎn)安全有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行三維化管理，由此實(shí)現(xiàn)礦井的三維動(dòng)態(tài)信息管理。

2 二維地測(cè)系統(tǒng)

①功能全面，界面友好，操作簡(jiǎn)便。②成圖自動(dòng)化：幾乎所有地測(cè)基礎(chǔ)圖件均可自動(dòng)生成。③ 儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算，鼠標(biāo)動(dòng)，面積就動(dòng)，儲(chǔ)量就動(dòng)，一次計(jì)算范圍不受限制，方便快捷。④完善的各種基本圖元、點(diǎn)型、線型、圖案符號(hào)以及自定義功能。⑤可以輸出DXF、WMF等多種通用格式，并可信息無(wú)損的轉(zhuǎn)換為MapGIS格式的圖形文件。⑥結(jié)點(diǎn)參數(shù)直接鼠標(biāo)修改和圖形屬性頁(yè)技術(shù)。⑦動(dòng)態(tài)、自由放縮技術(shù)。⑧柱狀圖格式、煤巖層對(duì)比圖的輸出格式等。⑨直接讀取測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)繪制測(cè)井曲線。⑩支持粘貼板功能：使圖形文件間圖形對(duì)象的拷貝變得方便。■比例縮放技術(shù)。■任意比例尺。■文件的上傳和下載功能。■ 任意剖面：多層，且可切出地層厚度，投影附近的鉆孔。■各種符號(hào)（基本圖元、點(diǎn)型、線型、圖案符號(hào)）的整體替換功能。■能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于圖中巷道、鉆孔、儲(chǔ)量塊段等的定位查找。

3 建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)

將煤礦采礦權(quán)范圍所有鉆孔和周邊合理范圍內(nèi)鉆孔的基礎(chǔ)資料（孔口坐標(biāo)、孔口標(biāo)高、終孔深度）和全部分層資料;錄入所有勘探線的基礎(chǔ)資料、斷層資料，形成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并能生規(guī)定格式的統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳。

4 建立測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)

將煤礦建礦以來(lái)的所有巷道的導(dǎo)線點(diǎn)資料，形成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并能生成規(guī)定格式的統(tǒng)計(jì)臺(tái)帳。

5 三維基本功能

5.1 地測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入

根據(jù)測(cè)量導(dǎo)線數(shù)據(jù)，可以很方便的生成基礎(chǔ)巷道數(shù)據(jù)，并提供多種選擇，可以根據(jù)根據(jù)整個(gè)水平、某個(gè)采區(qū)、工作面名稱、巷道名稱等來(lái)生成。第一次使用該系統(tǒng)，一般采用整個(gè)水平面生成，同時(shí)可以將該系統(tǒng)與其余安全生產(chǎn)的其余系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，將其余安全生產(chǎn)的系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)兼容至該系統(tǒng)中，形成綜合性數(shù)字化調(diào)度平臺(tái)。

5.2 三維圖層功能

三維可視化包括如下圖層： ①地形地貌圖層：表示地形、建筑、水體、道路、管路、植被、煤巖層、地質(zhì)構(gòu)造、礦巷、采掘面的位置等地形地貌信息;②攝像機(jī)圖層：井下電視監(jiān)控?cái)z像頭的位置信息及監(jiān)控圖像;③礦井安全檢測(cè)設(shè)備圖層：檢測(cè)井下氣象（溫度、風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊龋┑脑O(shè)備位置信息;④定位設(shè)備圖層：井下人員、車輛配備定位設(shè)備作為移動(dòng)目標(biāo)在地圖上顯示;⑤火災(zāi)報(bào)警探測(cè)器圖層：地圖上設(shè)置此圖層，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，監(jiān)控人員能夠及時(shí)了解發(fā)生火情的地理位置;⑥生產(chǎn)調(diào)度電話圖層：地圖上設(shè)置此圖層，以監(jiān)視井下生產(chǎn)電話的使用情況;⑦其他設(shè)備圖層：包括井上、下的需要在三維虛擬可視化信息系統(tǒng)上作綜合管理和監(jiān)控的設(shè)備，主要包括運(yùn)輸提升設(shè)備、通防設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、供排水設(shè)備等。

6 基礎(chǔ)三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)功能

系統(tǒng)包含以下功能：①顯示全礦井原始比例尺寸;②對(duì)三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的放大顯示操作;③對(duì)三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的縮小顯示操作;④對(duì)三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的漫游操作;⑤提供鷹眼功能，以供快速定位;⑥可以全局查看巷道，也可以從全局點(diǎn)擊任意一條巷道的任意位置進(jìn)入巷道內(nèi)部，進(jìn)入內(nèi)部可以在巷道內(nèi)部行走，可以對(duì)巷道內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)檢（傳感器、變壓器、綜保、電機(jī)、局扇、風(fēng)門(mén)等），可以實(shí)時(shí)查看當(dāng)前傳感器的實(shí)時(shí)值（如瓦斯、風(fēng)速、電壓、電流、局扇開(kāi)停、風(fēng)門(mén)狀態(tài)等）;⑦提供行走相機(jī)和自動(dòng)漫游巡檢相機(jī)功能;⑧ 自動(dòng)巡檢相機(jī)可以手工設(shè)置巡檢路徑，也可以刪除路徑后重新設(shè)定巡檢路徑;⑨可以將三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景保存成圖片格式輸出，如BMP，JPG格式。

7 三維對(duì)象信息功能

①顯示整個(gè)礦井區(qū)域的三維空間地理信息;②實(shí)時(shí)跟蹤井下作業(yè)人員和車輛;③回放人員和車輛的歷史軌跡;④可以提供設(shè)施設(shè)備信息查詢定位;⑤選擇顯示設(shè)施設(shè)備重要屬性信息;⑥為每個(gè)監(jiān)控設(shè)備或設(shè)施進(jìn)行TAG點(diǎn)配置，與二維同步。

8 三維空間系統(tǒng)信息查詢功能

通過(guò)該界面，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：①關(guān)聯(lián)：設(shè)備或設(shè)施的屬性信息與數(shù)據(jù)庫(kù)的字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，與二維同步;②點(diǎn)查詢：點(diǎn)擊某一設(shè)備或設(shè)施查詢?cè)撛O(shè)備或設(shè)施的信息;③矩形區(qū)域查詢：在地圖上劃一個(gè)矩形區(qū)域，查詢?cè)摼匦螀^(qū)域內(nèi)的設(shè)備或設(shè)施信息;④關(guān)聯(lián)查詢：實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)局部區(qū)域詳細(xì)信息的超級(jí)關(guān)聯(lián)查詢;⑤組合查詢：可以對(duì)不同的圖形進(jìn)行自動(dòng)疊置和拼接查詢，例如可以查詢井田邊界以外的實(shí)施、煤礦與本礦的接觸、連接和關(guān)聯(lián)情況。

9 三維對(duì)象的狀態(tài)反饋功能

①顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);②在設(shè)備狀態(tài)滿足預(yù)先設(shè)定的報(bào)警條件時(shí)，采用動(dòng)態(tài)或色彩標(biāo)示出報(bào)警點(diǎn)，及時(shí)提醒管理人員加以處理。

10 三維場(chǎng)景的編輯功能

①可以在三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中增加傳感器和設(shè)備，與二維基礎(chǔ)信息平臺(tái)數(shù)據(jù)同步;②可以手動(dòng)增加巷道、鉆孔數(shù)據(jù);③可以在三維場(chǎng)景動(dòng)態(tài)增加實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如：瓦斯、風(fēng)速、開(kāi)停等;④可以對(duì)三維場(chǎng)景中不需要或已經(jīng)撤除的傳感器或點(diǎn)位進(jìn)行刪除、移動(dòng)操作;⑤可以在組態(tài)環(huán)境中實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

11 結(jié)論

根據(jù)三維及二維的轉(zhuǎn)換，可以在視覺(jué)上形成一個(gè)清晰的觀感，同時(shí)根據(jù)三維數(shù)據(jù)參數(shù)及其余系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)照，可以為下一步的安全生產(chǎn)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：賈華憲，男，漢，1964年7月12日出生，畢業(yè)于新疆工業(yè)高等專科學(xué)校，助理工程師，目前在新疆烏蘇四棵樹(shù)煤炭有限責(zé)任公司八號(hào)井任職。