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煤矿地质测量空间信息系统的构建

2023-12-06 23 上传者：管理员

摘要：从我国煤矿开发的实际出发，借助现代化地质测量技术进行煤矿地质的测量，了解煤矿地质测量空间系统组织架构，分析煤矿地质测量空间技术，有助于相关部门根据具体数据，对煤矿地质特性进行分析与研究，以保障煤炭生产安全，实现煤矿产量提升，促进我国煤炭产业良性发展。

关键词：
地质测量
煤矿机电一体化
煤矿生产
空间信息系统
能源
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目前，我国国民经济快速发展，煤炭作为主要能源，发挥了强大的支撑作用，新时期对煤炭产业发展提出了更高标准。煤矿机电一体化的发展，大幅提升了煤矿挖掘技术水平，机械化水平有了显著的进步。但是煤矿地质测量技术仍是煤炭产业发展的弱项，不但为煤矿开发埋下隐患，同时阻碍了我国煤炭行业更好发展，因此对煤矿地质测量空间技术进行分析与探究是非常必要的。

1、煤矿地质测量空间信息系统发展现状

我国煤矿企业地质测量空间信息系统发展水平并不明朗，主要是信息系统较多的应用在安全监测方面。并且信息系统缺乏多样化，过于简单，其应用范围局限于不同各部门之间。空间信息系统使用不充分，导致数据信息资源浪费，缺乏有效勘测存储手段，尚不能借助大数据等先进手段对巷道进行合理布置（如图1所示），生成的煤矿地质勘测图纸，对煤矿地质测量、煤矿开采及煤矿业发展均极为不利。

2、煤矿地质测量空间系统组织整体架构

为保障煤矿地质测量工作能够高质量完成，务必要掌握测量部门的相关标准与要求，并针对实际流程展开探究，通过合理运用地质测量空间信息系统，实现地质信息的精准获取，结合数据处理技术，对数据信息进行多角度分析，构建信息模型，搭建模型库，进而实现地质测量空间系统的合理运用，提高地质信息数据的精准性[1]。

图1 煤矿地质勘测图

地质测量空间系统主要由数据中心、图形显示、Web查询三个主要组成部分。其中数据中心主要用以接收与获取数据，并对数据进行修改与查询，同时通过系统对数据进行汇总与处理，便于后续绘制图形与表格作业。Web查询主要用于网络查询，通过软件接口按权限开放数据、图形显示，它能够累积资料，实现智能决策，推动煤矿生产的同时保障系统安全性。

3、煤矿地质测量空间系统主要应用技术

以山西某煤矿地质测量工作为例（以下简称：山西某矿），其项目工作自2020年4月中旬开始，到2021年7月初竣工，煤矿整体施工周期为450个工作日，建设总费用12万元左右。从竣工至今未发生重大事故，矿区实际应用的地质测量技术如下。

3.1 煤矿地质信息采集技术

测量煤矿地质工作时，必然会产生诸多测量资料与数据，这就要通过技术手段来对资料与数据进行构建[2]。但是数据采集、水文信息、地质结构等信息较为多样化，促使数据库建设时常处于多变状态。煤矿在开发过程中，务必要保持地质数据的及时性与综合性，从而为煤矿日常生产提供必要参考依据，推动煤矿开采工作的有序进行。

GPS、图形影像是现阶段地质测量工作中的常见技术。诸如，山西某矿通过运用GPS-RTK测量技术，有效确保了测量数据的精准性与可靠性。而且，该技术不受外界因素影响，仅需要1名工作人员，在2s内便可以计算出精确数据，加之其在作业条件方面要求相对较低，可操作性较高。

除此之外，山西某矿还应用了随钻测量技术，随钻测量定向钻进系统主要是由钻机、测量探管、单弯螺杆、钻具等部分构成。该系统（如图2所示）连接十分精密，能够有效保证测量数据的准确性，同时钻进系统的钻头能够随意扭转，通过孔口监视器可对煤矿井下地质进行测量与观察，此外，能够通过长距离钻孔作业来实现煤矿井下的测量作业，有效减少人员下井带来的安全威胁，更好地保障了煤矿生产安全。

图2 随钻测量定向钻进系统连接图

地质信息数据库的搭建为煤矿地质测量空间信息系统奠定了基础，在此过程中，必需以用户对信息数据的要求为前提，打造网络线上操作数据平台，数据库的建设工作是非常必要的[3]。目前，常见的数据库管理模式分为B-S与C-S两个类型。其中C-S管理重心是给测量工作人员业务支持，包含数据修改、数据更新、数据管理等工作；B-S管理重点是辅助后勤及有关部门工作，可以对不同地质数据进行储存、检索，进而充分满足地质探测工作的实际数据查询需要。

例如，山西某矿是应用了B-S与C-S数据库管理模式，技术人通过C-S对数据进行基础操作后，确保数据进入动态修改与动态保护状态。管理人员通过B-S模式，进行数据信息的查询，并开放数据信息访问权限，进而实现生产工作的有序推进。

煤矿地质测量过程中，数据与影像的资料较多，因此，通过应用扫描仪，并结合手扶跟踪数字化技术，将当前现有数据与影像资料予以更新、修改、补充，避免在编制时受过往开采资料影响，导致数据资料精确性低下。

3.2 GIS平台设计技术

煤矿地质测量空间信息系统中，GIS平台设计技术最为关键[4]。在设计中，数据图形的设计务必要具有较强的层次感，通过分层管理的方式，对图形数据信息进行优化处理，为的是方便于后续管理与运用。GIS平台设计技术主要根据地质测量产生数据信息的特性与种类，构建网络在线数据库，同时数据库支持线上操作、处理并实现可视化与实时化。

由于其主要用于煤矿地质测量工作中，因此，需要具备良好的动态与时代特征，从而有效彰显出系统的专业性与科学性。在此数据库中，不同的数据信息库能够结合煤矿生产的需求量，实时生成相应的设计图形。诸如，山西某矿将平面图与煤层含量图进行比对，比对图解可视化后，能够更好地满足煤矿生产与开采实际需求，避免资源浪费，成本增加。

3.3 专业数据图形生成技术

专业数据图形生成是煤矿地质测量工作主要图形表达式，是基于设计与生产资料而生成的。常用的三个主要图形类型有：柱状、平面与剖面。

3.3.1 柱状类图形

柱状类图形在图形中应用较为规范，它能够对地层实际情况进行直观的描绘。在显示区中，不但有岩层符号的绘制图案，而且还有岩层之间关系的文字表述，同时也有缓冲线条的标注，能够有效调节不同栏间的关系。例如，山西某矿在进行随钻测量定向钻孔穿过地层描绘与说明时，可通过柱状类图形对其进行直观的展现[5]。

3.3.2 平面类图形

平面类图形处理内容相对较为广泛，诸如山西某矿在挖掘工程、边界曲线、等直线等大量运用了平面类图形生成技术。该技术能够自动生成TIN、自动计算平面损失量与储存量等。此外，平面类图形支持3D模型的创建，从而实现实时监管，提升煤矿生产安全性，同时对测量结果的精确度予以保障。

3.3.3 剖面类图形

剖面图通常用于石门方面的切绘作业，通过剖面图对不同层面之间关系予以直观的了解。如煤层、含水层等，了解煤矿地质实际情况的同时，可以对实际储存量进行精确计算[6]。相关人员通过分析剖面图，能够对煤矿开发设计工作予以足够了解，便于对后续煤矿开采工作的规划，提升煤矿开采工作的实效性。绘制剖面图的过程中，务必要体现出相应的有效数据，如断层数据、钻孔数据等，另外还要对空间数据的关系进行重点标注。

剖面处理中，通过借助数据与绘制图，实现不同地层的合理协调，与此同时，更为直观的展示出剖面图的有效性。

第一，对煤矿地质中断层关系进行梳理，并获取相应数据。

第二，根据计算出的落差，对地层进行恢复，同时进行进一步操作，进而计算出断层交点所在位置。

第三，不断重复上述操作，直到地层恢复，同时确保数据能够有效输出。

4、煤矿地质测量空间系统应用优势

第一，运用完整的大数据管理方式，具备了对应用情况的实时分析能力，诸如煤炭实际资源存储量、煤矿井下地质测量区块的实际构造及井下地层实际排布等情况。

第二，图形模块在设计过程中，完全可以实现自动制图的。诸如在图纸当中汇集了大量的由点构成数值等同的线，结合相应测量所得数据，便可以推算出有效数值，同时进行数据标注操作，进而打造出数值相同的线标注的效果，如此一来便可大幅降低繁复工作量。

第三，地质测量空间管理系统的运用更加便于储存，还能够进行相应计算，同时系统本身可以自动生成储存损失量的图案数据。至此实现了能够实时查阅的目标，与此同时可以对储存模块予以分层处理，并针对其进行详尽分析等。

第四，地质测量空间管理系统能够对不同比例的图形进行测绘，从而形成比例图形。除此之外，还可以明确不同平面图间的有效关系，进而将进行不同位置之间，点对点的有效输出，同时针对相应数据进行计算与修正。

第五，运用地质测量空间管理系统能够绘制出形式各样的图形，使便捷性得到有效提升，实现了地质测量数据的合理运算，而且还能够生成不同类型的报表，并对其进行动态性的有效检测，此外，将系统与软件进行融合转化，从而更好的实现数据与图纸有效交互。

5、煤矿地质测量空间系统应用效果

煤矿地质测量空间系统不但可以精确了解到矿井具体情况，还可以将地质煤矿的有效数据输入后，生成相关数据图纸，为实现煤矿安全生产提供必要保障。煤矿空间管理体系是结合煤矿资源结构与勘测管理系统，其功能较为多样化，更好的满足了煤矿地质测量的使用需求。

系统优势体现在图纸中的字体能够保持工整一致，并且线条的宽度能够保持均衡，从而生成图纸整体能够保持整洁，满足不同指标的要求与标准，进而大幅解放人工高强度工作，促进各项经济指标显著提高，为煤矿业实现标准化作业打下了良好基础。煤矿资源系统在数据收集、分级、输出、绘制图纸等方面得到了显著提升，同时呈现出多样化的展示空间。

6、结束语

通过不断更新、优化、应用煤矿地质勘测技术，有利于煤矿生产安全性的提高。结合地质测量空间系统技术的分析与探索，运用地质测量空间系统对地质数据信息进行有效获取，借助测量平台的合理设计与测量图的规划，推动煤矿地质测量工作的整体质量的提升。科学合理的煤矿地质测量，能够充分了解煤矿资源所在区域的地层架构情况，不但确保煤矿生产有序推进，显著提升煤矿生产总量，同时也促进煤炭企业经济与社会效益的共同发展。

参考文献:

[1]刘丁霞.煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术[J].矿业装备,2022(2):84-85.

[2]刘中元.论煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术[J].中国化工贸易,2017,9(18):79.

[3]卢山,陈惠均.煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术分析[J].四川水泥,2019(6):138.

[4]魏勇.煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术[J].机械管理开发,2020,35(6):263-265.

[5]牛红亮.煤矿地质测量的空间信息系统关键技术[J].能源与节能,2022(1):134-135.

[6]辛昭.煤矿地质测量的空间信息系统关键技术[J].汽车博览,2022(15):98-100.

文章来源:李玉春.煤矿地质测量空间信息系统的构建[J].矿业装备,2023(12):91-93.