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煤礦地質(zhì)測量信息系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)分析

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煤礦地質(zhì)測量信息系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)分析

摘要:重點(diǎn)分析了我國現(xiàn)階段煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r,概述了煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的框架,從信息的采集、GIS平臺的設(shè)計、專業(yè)圖形的自動生成和數(shù)字化處理技術(shù)等四個方面分析煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵詞:煤礦地質(zhì);空間信息系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);框架體系

引言

中國是世界上最大的煤礦生產(chǎn)國之一,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,煤礦開采機(jī)械化程度得到明顯的提升,且大幅度提升了煤礦生產(chǎn)的安全性。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下,計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個行業(yè),大幅度提高工作效率和保證工作安全,煤礦生產(chǎn)也不例外。在煤礦開采和生產(chǎn)過程中,煤礦地質(zhì)測量工作是一項非常重要和基礎(chǔ)的工作,且測量資料具有不確定性、動態(tài)性和活躍性等特征,隨著時間的推移,測量數(shù)據(jù)日益豐富,構(gòu)建煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng),可有效預(yù)防各種災(zāi)害和重要事故的發(fā)生,提升煤礦安全生產(chǎn),還能促進(jìn)煤礦企業(yè)向網(wǎng)絡(luò)化、信息化和安全化方向發(fā)展,對煤礦行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1現(xiàn)階段我國煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r

空間信息系統(tǒng)是基于專家系統(tǒng)的管理系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),有機(jī)結(jié)合礦山壓力檢測系統(tǒng)、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)和社會信息系統(tǒng),是一種高效、便捷的管理系統(tǒng),而煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)就是將該系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦開采行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)整體上監(jiān)測煤礦地質(zhì)情況,主要應(yīng)用在大型煤礦企業(yè)中。從我國大型煤礦企業(yè)空間信息系統(tǒng)應(yīng)用狀況來看,發(fā)展水平較低,主要體現(xiàn)在兩個方面:其一,信息系統(tǒng)相對單一,內(nèi)容簡單,主要應(yīng)用在各個部門之間;其二,信息系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)安全監(jiān)測上[1]。對于一個大型煤礦企業(yè)而言,該系統(tǒng)的應(yīng)用導(dǎo)致了信息的嚴(yán)重浪費(fèi),且存在管理程度不高等各種問題,不利于實(shí)現(xiàn)煤礦地質(zhì)測量空間的目標(biāo)。

2煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的框架

煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的構(gòu)建,必須要結(jié)合實(shí)際的作業(yè)流程和地質(zhì)測量部門的具體要求,并以采掘空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對各個生產(chǎn)部門所生產(chǎn)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、更新、整理、分析、存儲和提取等,然后根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)和種類進(jìn)行分類,建立對應(yīng)的專業(yè)圖形庫和模型庫[2]。

2.1基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)共有三個層次,第一層次主要以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),子層次包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和開放數(shù)據(jù)庫連接(OpenDatabaseConnectivity,ODBC),子層次主要是收集、處理各種地質(zhì)數(shù)據(jù),根據(jù)用戶需求將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,生成各種專業(yè)圖表和圖紙;第二層次在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用,用戶根據(jù)自己的需求,實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的瀏覽和查詢,并借助ODBC實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行開放,并與其它專業(yè)應(yīng)用軟件進(jìn)行鏈接;第三層次是將煤礦地質(zhì)測量以及生產(chǎn)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,編制成專業(yè)圖件,為煤礦生產(chǎn)提供智能輔助決策與支持,并向用戶呈現(xiàn)多層地質(zhì)實(shí)體的三維效果圖,提高煤礦生產(chǎn)的安全性。

2.2基本功能

煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)是基于Windows環(huán)境下,可在線實(shí)時生產(chǎn)各種煤礦的原始數(shù)據(jù),包括鉆孔數(shù)據(jù)、測點(diǎn)數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)等等,并自動收集煤礦地質(zhì)測量的各種圖片,對現(xiàn)有的圖片進(jìn)行修改和完善。煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)主要包括四大模塊:圖形生成的功能模塊、數(shù)據(jù)查詢的功能模塊、標(biāo)定解算的功能模塊和數(shù)據(jù)管理的功能模塊[3]。數(shù)據(jù)管理模塊收集、整理煤礦地質(zhì)測量的數(shù)據(jù),并傳輸?shù)娇臻g數(shù)據(jù)庫中;標(biāo)定解算模塊根據(jù)測量點(diǎn)測量出三點(diǎn)之間的水平夾角,輸入到對應(yīng)的數(shù)據(jù)中,然后把各個測量點(diǎn)標(biāo)識出來;數(shù)據(jù)查詢模塊根據(jù)地理位置坐標(biāo),查詢所在位置的實(shí)時數(shù)據(jù),該模塊功能具有靈活的維護(hù)方式和數(shù)據(jù)儲存,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性;圖形生成模塊最具有實(shí)用價值,對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)并生成對應(yīng)的圖片,并空間處理巷道、工作面和水平面之間的關(guān)系。

3煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1信息采集與分析的關(guān)鍵技術(shù)

在煤礦地質(zhì)測量過程中,會產(chǎn)生大量的地測數(shù)據(jù),而系統(tǒng)數(shù)據(jù)的建立必須使用對應(yīng)的技術(shù),此外,數(shù)據(jù)庫的建立是一個不斷變化的過程,具有豐富性、動態(tài)性和多變性的特征,比如有開采信息、測量條件、水文信息和地質(zhì)信息等。對于煤礦開采和生產(chǎn)而言,這些信息具有非常重要的作用,且必須進(jìn)行實(shí)時更新整合分析,為各個部門生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考,確保開采、生產(chǎn)工作的順利開展。所以在地質(zhì)測量中經(jīng)常使用到GPS、遙感和數(shù)字?jǐn)z影等等[4]。數(shù)據(jù)庫的建立是整個系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提,故在建立數(shù)據(jù)時需要滿足用戶的基本需求,以及提供生成圖形的數(shù)據(jù)接口,同時可在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行,所以數(shù)據(jù)庫建立要在目前常用的操作平臺上。數(shù)據(jù)庫管理主要是B-S管理模式和C-S管理模式,B-S管理模式主要為相關(guān)部門和后勤部門提供輔助工作,實(shí)現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的查詢和訪問,滿足自身工作的需求;C-S管理模式主要為測量人員提供對應(yīng)的服務(wù),實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、更新和管理等等。在煤礦地質(zhì)測量工作中,必定會產(chǎn)生大量的圖片和資料,借助掃描數(shù)字化技術(shù)和手扶跟蹤數(shù)字化技術(shù),實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)有的成果圖件進(jìn)行完善和更新。同時為其它專業(yè)軟件提供數(shù)據(jù)接口,該接口主要作用是直接提取數(shù)據(jù)庫中的圖形以及屬性數(shù)據(jù)。

3.2GIS平臺設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

GIS平臺是煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)的一部分,該平臺主要是處理地質(zhì)測量后所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息,根據(jù)數(shù)據(jù)信息的類型和特點(diǎn)建立在線處理和可視化的數(shù)據(jù)庫,在該數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)信息都可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求自動生成對應(yīng)的圖件[5]。比如平面設(shè)計圖和煤巖層含量的對比圖,這些圖件具有直觀的效果,滿足實(shí)際煤礦生產(chǎn)、開采的基本需求。在GIS平臺設(shè)計中,圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要具有層次結(jié)構(gòu),其目的是便于管理和使用。為了提高GIS平臺的可維護(hù)性、可操作性、穩(wěn)定和模塊化,必須要使用對象技術(shù),促使圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有著根本性的飛躍。另外GIS平臺主要用于煤礦地質(zhì)測量,故要具有動態(tài)性特征、空間性特征、時代性特征和成分性特征,突出系統(tǒng)的專業(yè)性。

3.3專業(yè)圖形的自動生成關(guān)鍵技術(shù)

專業(yè)圖形的自動生成是建立在設(shè)計、生產(chǎn)基本資料基礎(chǔ)之上,是地測工作的最終成本表現(xiàn)形式,常見的圖形有柱狀類、剖面類和平面類。柱狀類圖形的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在三個方面,各欄之間的關(guān)系協(xié)調(diào)、巖層與地層系統(tǒng)的文字處理、巖性符號柱狀的繪制,另外還需要對柱狀圖設(shè)置自由定義功能[6]。剖面類圖形的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個方面,即剖面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和剖面處理技術(shù)?;A(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備主要是針對數(shù)據(jù)的獲取,可以直接從數(shù)據(jù)調(diào)取,也可以根據(jù)空間數(shù)據(jù)庫的相交關(guān)系獲?。黄拭嫣幚砑夹g(shù)重點(diǎn)處理離散的數(shù)據(jù)繪制地質(zhì)剖面圖。平面類圖形處理的內(nèi)容較多,比如采掘工程、各類邊界曲線、儲量計算塊段、各類等值線、煤層小柱狀等等,關(guān)鍵技術(shù)可以任意切剖面、自動對應(yīng)與動態(tài)修改剖面和平面、自動生產(chǎn)TIN、自動計算平面上損失量和儲量等等。除此之外,還有3D模型的構(gòu)建,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時、全過程監(jiān)控,提高煤礦開采、生產(chǎn)的安全性,提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.4制圖中的數(shù)字化處理技術(shù)

常用的制圖軟件有CAD和mapinfo,數(shù)字化制圖技術(shù)可在煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)中發(fā)揮實(shí)質(zhì)性價值和真正的作用[7]。精通這些制圖技術(shù),可以有效、具象化處理空間元素的具體性質(zhì),直觀描述主體對象,并高效處理各種數(shù)據(jù),提升煤礦開采、生產(chǎn)效率和品質(zhì),確保煤礦穩(wěn)定和安全生產(chǎn)。

4結(jié)語

在煤礦開采機(jī)械化背景下,煤礦行業(yè)構(gòu)建地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng),對安全生產(chǎn)和大規(guī)模開采具有非常重要的意義和作用,特別是在新世紀(jì)環(huán)境下,部分關(guān)鍵技術(shù)的有效應(yīng)用,大大提高了煤礦地質(zhì)測量工作的系統(tǒng)性和科學(xué)性,并大幅度降低煤礦生產(chǎn)的安全事故發(fā)生率,促使煤礦地質(zhì)測量工作向安全和高效方向發(fā)展。另外,在煤礦行業(yè)不斷發(fā)展的情況下,空間信息系統(tǒng)要不斷更新優(yōu)化,充分利用各種先進(jìn)的技術(shù),才能有效推動煤礦行業(yè)向可持續(xù)化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]馬賀成.地測空間管理信息系統(tǒng)軟件在煤礦地質(zhì)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[J].煤,2018,27(4):41-43.

[2]李乃剛.煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)及發(fā)展趨勢的分析[J].中國化工貿(mào)易,2019,11(10):230.

[3]詹俊.煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)及發(fā)展趨勢的分析[J].內(nèi)蒙

[4]徐利輝.井下泵房自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2019(9):179-181.

作者:魏勇 單位:山西宏廈第一建設(shè)有限責(zé)任公司