煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建初探

【摘 要】隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，煤礦地測(cè)信息系統(tǒng)已成為礦山信息系統(tǒng)的重要組成部分，是煤礦地質(zhì)測(cè)量管理和生產(chǎn)的核心，同時(shí)也把以前繁瑣的手工勞作簡(jiǎn)化為以計(jì)算機(jī)為中心的自動(dòng)化管理。本文對(duì)地測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及應(yīng)用實(shí)踐做了簡(jiǎn)要的探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦；信息系統(tǒng)；地測(cè)

煤礦作為礦山資源的一種，是一種特殊的地理區(qū)域，規(guī)模龐大，面積較廣，地質(zhì)條件和煤層賦存條件差別很大。隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，煤礦地測(cè)信息系統(tǒng)已成為礦山信息系統(tǒng)的重要組成部分，是煤礦地質(zhì)測(cè)量管理和生產(chǎn)的核心。基礎(chǔ)地測(cè)數(shù)據(jù)資料與圖紙資料是礦山建設(shè)、生產(chǎn)、改造和編制長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃等各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)，地測(cè)信息系統(tǒng)的首要任務(wù)之一就是為礦山建設(shè)、生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)和圖紙、圖形資料。地測(cè)信息系統(tǒng)把以前繁瑣的手工勞作簡(jiǎn)化為以計(jì)算機(jī)為中心的自動(dòng)化管理。

一、煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建意義

煤礦安全信息是一種活躍的、動(dòng)態(tài)變化的、與空間位置密切相關(guān)的信息，其預(yù)測(cè)和防治研究是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，所涉及的數(shù)據(jù)信息量十分巨大，科學(xué)、高效、實(shí)時(shí)地管理安全信息備受重視。但是，煤炭行業(yè)因其專(zhuān)業(yè)需求的復(fù)雜性和空間數(shù)據(jù)的不可預(yù)測(cè)性導(dǎo)致煤礦管理系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)相對(duì)落后，而以空間信息為主的煤礦安全生產(chǎn)信息又離不開(kāi)GIS的管理與應(yīng)用。即使一些系統(tǒng)采用了商業(yè)化的地理信息系統(tǒng)，如MapInfo、MapGIS，但這些系統(tǒng)都是通用平臺(tái)，并非根據(jù)煤礦生產(chǎn)的具體特點(diǎn)量身設(shè)計(jì)的，無(wú)論是數(shù)據(jù)模型還是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有不適合煤礦之處，這就使得系統(tǒng)的實(shí)用性受到了影響。

為此，根據(jù)煤礦生產(chǎn)積累的地質(zhì)數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)，從原始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如鉆孔數(shù)據(jù)、導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)）自動(dòng)生成并動(dòng)態(tài)修改礦山地測(cè)工作的各類(lèi)圖件，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探線(xiàn)剖面圖、采掘工程平面圖、底板等高線(xiàn)及儲(chǔ)量計(jì)算圖的自動(dòng)繪制，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的快速更新，可以為礦山提供查詢(xún)系統(tǒng)和決策系統(tǒng)，從而對(duì)未開(kāi)采區(qū)和采掘工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造、煤層變換及其它開(kāi)采條件進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)。煤礦地測(cè)信息系統(tǒng)因此應(yīng)運(yùn)而生，它的應(yīng)用可優(yōu)化礦井設(shè)計(jì)，合理部署采掘布局，提高工作效率，降低生產(chǎn)成本，增加礦井效益。另外由于該系統(tǒng)將礦井地測(cè)數(shù)據(jù)資料、圖紙資料實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)管理，健全和完善了礦井地測(cè)保障系統(tǒng)，使礦井地測(cè)工作更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化，提高了工作效率和使用效率，利用通訊中心建立的內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)地給礦領(lǐng)導(dǎo)、公司領(lǐng)導(dǎo)和各職能部室提供準(zhǔn)確、更新、動(dòng)態(tài)的地測(cè)資料，為領(lǐng)導(dǎo)們及時(shí)決策、更新執(zhí)導(dǎo)生產(chǎn)提供更準(zhǔn)確、便捷的服務(wù)。煤礦地測(cè)信息系統(tǒng)應(yīng)用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。可見(jiàn)，建立一套適合煤礦生產(chǎn)和管理的地測(cè)管理信息系統(tǒng)是大勢(shì)所趨、勢(shì)在必行。

二、煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建

（一）系統(tǒng)的需求和結(jié)構(gòu)分析

煤礦常處于地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層較多的山區(qū)，礦井之間相距也遠(yuǎn)，再加上煤礦的數(shù)據(jù)量大，所配備的技術(shù)工作人員的文化層次和經(jīng)驗(yàn)素質(zhì)不同，有的操作員不具備計(jì)算機(jī)圖像處理的能力，因此需要開(kāi)發(fā)一套窗口化的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦的信息化管理，即一般的操作員只需在系統(tǒng)中輸入測(cè)量已有的鉆探數(shù)據(jù)、斷層的傾角數(shù)據(jù)以及導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)等就可以自動(dòng)生成地測(cè)圖，從而可以得知井下煤礦的地質(zhì)情況、礦產(chǎn)資源的開(kāi)采情況以及巷道的走向等。

煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建要實(shí)現(xiàn)煤礦勘探線(xiàn)剖面圖、采掘工程平面圖等的自動(dòng)繪制，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速更新，為礦山提供全新的顯示系統(tǒng)、查詢(xún)系統(tǒng)和決策系統(tǒng)，從而對(duì)未開(kāi)采區(qū)和采掘工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造、煤層變換及其它開(kāi)采條件進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)。煤礦地測(cè)管理信息系統(tǒng)分為兩大部分：一是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，二是圖形系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)分為地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，功能主要是對(duì)礦井地質(zhì)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。圖形系統(tǒng)分為四個(gè)子系統(tǒng)，平面圖子系統(tǒng)：主要處理儲(chǔ)量計(jì)算圖、水文圖、各種等值線(xiàn)圖等平面圖形及剖面圖形。從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中提取地質(zhì)數(shù)據(jù)到客戶(hù)機(jī)，利用這些數(shù)據(jù)自動(dòng)生成勘探線(xiàn)地質(zhì)剖面圖、煤層儲(chǔ)量計(jì)算圖、水文相關(guān)曲線(xiàn)圖等，并可以對(duì)圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。測(cè)量圖子系統(tǒng)：主要處理采掘工程平面圖形等。從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中提取測(cè)量數(shù)據(jù)到客戶(hù)機(jī)，利用這些數(shù)據(jù)自動(dòng)生成巷道圖。巷道可以往任意方向延伸，確定切眼基點(diǎn)繪月末工作線(xiàn)，繪采空區(qū)顏色以及延伸采空區(qū)顏色，填充采空區(qū)圖例、繪小斷層、填繪小柱狀等。素描圖形子系統(tǒng)：主要處理工作面地質(zhì)說(shuō)明書(shū)等圖形。從服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中提取地質(zhì)數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)到客戶(hù)機(jī)。利用測(cè)量數(shù)據(jù)繪制煤層底板線(xiàn)和煤層頂板線(xiàn)，讀入素描圖編錄數(shù)據(jù)繪制地層分界線(xiàn)，繪制斷層，繪出巷道素描圖；利用測(cè)量數(shù)據(jù)生成該工作面底板等高線(xiàn)圖；利用地質(zhì)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成綜合柱狀圖。將幾部分合并在同一圖中，即完成一幅完整的素描圖。圖例庫(kù)子系統(tǒng)：該系統(tǒng)根據(jù)煤炭系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)圖例和線(xiàn)性作有圖例庫(kù)，基本上能夠滿(mǎn)足全國(guó)各礦區(qū)需要，如果這些圖例或線(xiàn)性仍不能滿(mǎn)足您的需要，用戶(hù)可以自己制作添加。各子系統(tǒng)相互獨(dú)立，分別具有不同的功能，但是各系統(tǒng)中的圖形可以相互調(diào)用。

（二）在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用

北京龍軟科技公司開(kāi)發(fā)的地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)軟件在煤礦地測(cè)行業(yè)應(yīng)用較多。該系統(tǒng)在充分分析國(guó)內(nèi)外礦山計(jì)算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，吸取最新的地理信息系統(tǒng)（GIS）、計(jì)算幾何、礦山各領(lǐng)域?qū)ｎ}研究的理論和方法，在Windows環(huán)境下，利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)（Visual C++）研制出的地測(cè)信息管理系統(tǒng)；該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)從原始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如鉆孔數(shù)據(jù)、導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)等）自動(dòng)生成并動(dòng)態(tài)修改，建立一整套地測(cè)信息及地測(cè)工作管理的數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)生成礦山地測(cè)工作的各類(lèi)圖件及報(bào)表，如地質(zhì)勘探線(xiàn)剖面圖、采掘工程平面圖、底板等高線(xiàn)及儲(chǔ)量計(jì)算圖、工作面地質(zhì)說(shuō)明書(shū)、任意剖面的切割等、各種業(yè)務(wù)聯(lián)系單、報(bào)表等。能夠把各種圖件轉(zhuǎn)換為CAD格式和其他GIS圖形格式，具有較好的實(shí)用性。

該信息系統(tǒng)針對(duì)煤炭專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)處理的具體特點(diǎn)，首次將CAD軟件強(qiáng)大、方便、實(shí)用的圖形編輯功能與GIS軟件直觀(guān)、高效、靈活的數(shù)據(jù)管理、查詢(xún)和空間分析功能有機(jī)完美地結(jié)合起來(lái)。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)，減輕了系統(tǒng)維護(hù)的工作量、增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可擴(kuò)展性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)、測(cè)量等專(zhuān)業(yè)功能的組件化，用戶(hù)可依功能需求實(shí)現(xiàn)靈活定制。系統(tǒng)提供了靈活的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，完全支持空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的煤炭各專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)共享與多源數(shù)據(jù)無(wú)縫集成。系統(tǒng)提供了全自動(dòng)、交互式等地圖矢量化功能，并且首次提出了面向地質(zhì)對(duì)象的矢量化方法，完美解決了煤炭信息化中數(shù)據(jù)采集的瓶頸問(wèn)題。另外，系統(tǒng)還建立了完善的、利用測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，可以全自動(dòng)延伸整個(gè)水平、采區(qū)、工作面的巷道，并可以自動(dòng)處理巷道間的空間關(guān)系。

此外，為實(shí)現(xiàn)地測(cè)作業(yè)內(nèi)外業(yè)信息一體化，還可添置先進(jìn)的地質(zhì)測(cè)量?jī)x器，把成果資料及圖紙數(shù)字化，外業(yè)采用電子測(cè)量?jī)x器或電子記錄，以數(shù)字形式實(shí)現(xiàn)礦山地測(cè)信息的獲取、變換傳輸、識(shí)別、存儲(chǔ)、處理、顯示、編輯成果的數(shù)字化，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)載體和相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)地測(cè)數(shù)據(jù)共享，逐步實(shí)現(xiàn)地測(cè)信息系統(tǒng)的一體化。

參 考 文 獻(xiàn)

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[2]趙鴻霞.淺析地測(cè)地理信息系統(tǒng)在煤礦繪圖中的應(yīng)用[J].山西科技.2010（3）

[3]趙競(jìng)凱.地測(cè)空間管理信息系統(tǒng)在漳村煤礦的應(yīng)用[J].煤.2008（10）