煤礦采掘數字化管理系統的結構與功能

雷立杰

(山西南煤集團南莊分公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

現階段，計算機網絡技術逐漸應用到各個領域，很多管理部門將其運用至管理規劃中，改善了傳統的管理規劃理念，例如電子文圖替代手工圖紙以及制作文件等。針對煤礦采掘工作而言，采掘數字化管理系統的應用比較廣泛，可有效改善工作過程中所存在的不良問題，并對各項管理工作以及決策起到一定的輔助效果，促使煤礦企業朝向生產管理一體化的方向前進，不僅可有效提高安全質量，同時也能夠積極提升生產效率，減少各項成本費用的支出，所以數字化管理系統在煤礦領域中具有廣闊的發展前景[1]。文中主要介紹了煤礦采掘數字化管理系統的相關內容，并闡述了其設計理念，為今后煤礦行業的發展提供相應的參考。

1 背景技術

針對井上下對照圖而言，其主要體現了井下采掘工程和地形地物的聯系，通過應用對照圖，能夠準確掌握地面地形與礦區之間的關系，有利于各項設計工作的展開，同時也能明確礦井的開采深度及巖層在移動過程中對地表產生影響的范圍，可有效改善采煤對鐵路及建筑物等的影響，也能使排水等問題得到解決，有利于測量以及采掘等工作的開展。通過對井上下對照圖進行分析后可發現，其所應用的底圖為井田地形圖，應用采掘工程測量資料填繪各個相關巷道，并明確采掘條件，也是進行采礦工作的重要圖件，基本上應用在地下工程布局以及明確地面地形與地物之間的聯系，促使工程師與管理工作者可以準確了解采礦會對地面以及地物所造成的影響，并提前采取相應的應對措施，防止出現危險事故，進而造成不可預估的后果，提高安全質量[2]。

2 技術方案

2.1 技術手段

通過對煤礦采掘數字化管理系統進行分析后可發現，其主要應用了地理信息系統，人機交互以及互聯網資源共享等技術手段，而對礦井地面子系統以及井下子系統進行正確規劃，并采用科學手段而進行有效管理，為礦區各項工作的開展提供有利幫助，同時也對決策及管理工作起到輔助作用，進而提供相應的參考數據[3]。

2.2 系統功能模塊

針對這一系統而言，其主要結構有以下幾項子系統，具體如圖1所示。

圖1 數字化管理系統組成

這一系統主要包括以下子系統，①井下采掘進度信息協同在線子系統；②井下瓦斯抽放工程信息子系統；③井下底板注漿改造工程信息子系統；④地表建筑物情況信息子系統。

從圖1可以看出，第一項子系統2主要包括基礎層6、傳輸層7以及應用層8。基礎層6則包含基本圖元、生產進度以及信息，其是獲取各項信息內容的基礎條件，在所有采掘作業中，均由這一基礎層而負責采集巷道輪廓等數據，并按照采掘作業進度及生產狀況而獲取相關巷道的作業信息，并把采掘作業進度能夠及時地反饋在平面圖中。傳輸層7則主要負責傳輸基礎數據以及各種圖形，并利用網絡共享途徑而傳遞至用戶界面。在應用層8中則對其他兩層的數據信息進行查看與搜索，并了解采掘進度，進而合理安排生產作業內容，并調控作業進度；第二項子系統3則負責錄入井下瓦斯抽放工程的相關內容，其中主要包含瓦斯抽放鉆孔的實際操作狀況以及抽放管路的相關信息，并為各項工作的展開提供相應的參考，并予以一定的技術指導，合理做好宏觀調控；第三項子系統4主要負責采集井下底板注漿改造工程的相關數據及信息內容，其中主要可包含巷道開挖數據等，通過采集巷道開挖數據后，可為注漿作業的開展提供一定的技術支持，不但能夠防止出現二次作業時底板反拱的情況，同時也可有效改善一些不良現象；第四項子系統5中，則創建了礦井各個位置的對照衛星圖，在這一圖件的作用下能夠正確進行操作，同時也能夠精準地判斷建筑物與工作面之間的距離，進而明確切眼等位置，同時也可以密切監測地表建筑水平，防止出現危險事故[4]。

2.3 模塊要件

實際系統開發過程中，在基礎層6利用GIS創建了所有采掘工作的CAD文件，并包括了很多相關的設計巷道輪廓。在每項采掘工作中，均將每日的工程進度以及作業情況記錄到相對應的文件中，并標記好施工時間、通尺以及地形地勢等內容，進而利用這一文件而掌握采掘工作的實際狀況，為擬定采掘管理規劃提供相應的參考。在傳輸層7中則利用網絡技術而實現資源共享，擴大用戶們的數據范圍，加強彼此之間的交流。對于應用層8來說，主要則是可以準確呈現出井下采掘作業的實際情況，并利用多種功能而將其作業情況進行有效集合，通過對外部參照進行分析后可發現，子圖形和主圖形之間的距離比較穩定，并且比例無過多變化，當子圖形發生變化時，主圖形也會呈現出相應的改善。在第四項子系統5中，其所獲取的相關數據資料是不收取任何費用的，在應用 PHOTOSHOP等辦公軟件后可對其進行有效處理，進而制作出相應的圖件，為后期各項工作的展開提供相應的參考[5]。

3 結論

(1)煤礦采掘數字化管理系統中，采掘信息可在采掘工程平面圖中得到集合，進而有效展現出其空間屬性，有利于管理工作者各項工作的開展。

(2)可利用互聯網技術而實現資源共享，不僅能夠及時傳遞各項數據信息，同時也可有效減少反饋時間，極大程度地提升了工作效率，有利于各個部門的工作人員能夠動態化地了解采掘進度情況，對各項決策及管理工作的開展提供技術支撐。

(3)可利用辦公軟件而制作出礦井上下對照衛星圖，不僅可以減少成本費用的支出，并且誤差較小，圖面清晰，直觀形象，方便全面掌握煤礦的生產進度。

(4)經過應用井上下對照衛星圖之后，能夠準確地了解到建筑與采掘工作面的位置，并合理判斷出順槽以及切眼距離，也能夠密切監測地表建筑的相關信息，不僅可以保障建筑的安全質量，同時也可有效提高煤礦的回收量，避免產生一些危險情況。