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煤矿地质测量中空间信息系统关键技术的应用

2020-06-10 122 上传者：管理员

摘要：传统的人工检索、分析和处理地质测量资料的方式，不能达到煤炭信息化管理的需要，特别是为了更及时、准确地对煤矿安全事故处理，为煤矿资源开采和生产决策提供数据支持，需要利用信息手段来对煤矿地质测量进行管理，对监测图像和信息进行存储，便于对煤矿突发安全事件进行分析。本文对煤矿地质测量空间信息系统的内容和体系进行论述，并对空间信息系统关键技术进行分析，最后对地质测量空间信息系统今后的发展趋势进行了展望。

关键词：
煤炭信息化
煤矿地质测量
煤矿资源开采
空间信息系统
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信息技术的快速发展，使得更多的传统产业与信息技术进行了结合，受到多种因素的影响，煤矿企业信息化程度不高，还沿用传统的粗放式管理方式，企业各部门处于信息孤立状态，还没有建立起完整的信息化标准体系，企业的生产运营的信息无法实现共享。地质测量是工展煤矿开采工作的前提条件，对煤矿安全生产会起到很大的影响，地质测量资料具有动态变化的特点，与煤矿空间位置有着直接的联系，随着煤矿生产的不断开展，获取到的地质测量资料不断变多，对煤矿地质条件也会有着更为完整的认识。

1、煤矿地质测量空间信息系统的内容和体系

煤矿企业地质测量以建立起的采掘空间数据库作为前提条件，通过网络平台使不同的专业部门可以对数据进行访问、更新和分析，形成专业性的模型库。煤矿地质测量空间信息系统主要由三个层次构成，首个层次将地质测量基础数据作为核心内容，对测量数据进行收录、存储和处理，生成满足煤矿生产的图件和表格。第二个层次在网络条件下把煤矿地质数据通过互联网络来进行查询，可对相关专业软件提供数据接口。第三个层次把原始的测量资料进行积累，把图件编制作为前提为煤矿安全生产决策提供数据支持。

2、空间信息系统关键技术

2.1 煤矿地质测量空间信息数据的采集

煤矿生产是动态持续的过程，随着生产的进行会收录大量的地质测量资料，利用数据库技术对信息进行管理是非常有效的手段，可将煤矿采掘、地质信息、水文息等进行采集和存储，满足煤矿企业对测量基础数据的收录、调用、分析和处理的需要，为成图系统开放数据接口，可以为局、故两级信息化管理提供条件。以大、中型数据库为主，采取两级的管理模式。煤矿地质测量专业的工作人员，采用C-S模式来对测量基础数据进行操作，可对日常获取到的地质测量数据进行维护和管理，管理层采用B-S模式来调用数据库中的信息，可以参考相关的地质信息，科学地指导煤矿生产。

国内的很多煤矿开采时间都比较长，已经积累了大量的资料和图件。图件信息的准确性会受到专业认识等方面的影响，原来多种积累下来的成果图件很难自动生成。采用手扶跟踪数字化的方法，需要把专业图件置于数字化仪中，操纵十字丝游标对等高线、地物符号等进行跟踪，以等距离间隔数据流方式来对坐标信息进行收录，该模式获取到的数据信息在计算机软件中便于处理，但数据收录信息效率不高，需要较大的工作量。有用平台扫描仪等将地质测量的专业图件以栅格方式数据进行存储，采用矢量化的软件转变为矢量数据，处理后的图形可采用GIS平台来设置属性。煤矿地质测量部门采用CAD等绘图软件来制作图件，也已经积累了大量的图纸数拓，地质测量空间信息系统需要具备与软件的信息接口，可以更为便捷地得到图件属性。

2.2 煤矿地质测量GIS平台的设计

采用面向对象软件构造出模型，可以对地质空间信息进行整体采集，将图形数据为作为专业数据模型建立起完成的数据结构。以GIS平台进行设计，具备层次结构的图形数据可以作为理想的选择对象，不但为图件描述提供便利，还为科学管理创造了条件。该种结构内的每个对象是由成员数据和相关的操作所构成，面向对象的设计，可利用操作对象的封装性、继承性来保证软件的稳定性，更加便于操作和维护。

2.3 专业图纸的自动生成

地质信息和测量图件是煤矿生产的前提条件，常用到的测量图件有柱状类、剖面类和平面类等。柱状图为地质测量图件最为常用的一种方式，为区域地层等的说明，柱状图的绘制应该结合岩性符号、岩层描述文字、缓冲线等进行绘制，还需要结合柱状图格式进行定义。地质剖面可以体现出煤层、地层图线等相互关系，是对煤矿区域地质构造、储量估测、采掘设计和生产部署的重要资料，为煤矿地质工作的关键图件。剖面的绘制需要获取到钻孔、巷道、断层等数据，可通过调用数据库中的数据信息，或采用剖面线和地质测量数据体来完成。剖面处理技术，采用钻孔、煤矿开采等数据来进行绘制，难度主要体现在地层界线、煤层的绘制工作，上、下两个层位需要保持协调状态。

平面类的图形处理内容比较多，比如，文字标注、区域边界等，多采用组合的方式来实现，用于对煤炭采掘、钻孔标志等进行绘制。在对平面类图形进行处理时，应该处理好复杂地质TIN的形成、平面图中储量和损失量的计算等，在复杂地质环境下，TIN的形成是绘制煤层底板的前提条件，需要较大的工作量。煤层底板等高线图，进行煤炭生产的基础图纸，对煤矿生产部署、资源储量计算总体规划等发挥着重要作用。采用计算机技术对煤层底板进行绘制，需要结合离散数据、边界、地质构造来对三角形进行划分。地质测量三维模型建立为煤矿工程技术人员对煤矿生产有着更为全面的认识，受到数据采集难度和形成算法复杂性的影响，煤矿全景三维模型软件还处于初期的研发阶段，更多科研人员将更多的精力放到地质实体和井巷三维建模中，可采用点、线、面等来对模型进行构建。

3、煤矿地质测量空间信息系统今后的发展趋势

煤矿地面物探、卫星定位、遥感等技术不断成熟，地质测量空间信息系统内的数据也得不断丰富，可以为煤矿开采、地质测量等创造条件，可以将地层压力、瓦斯含量等多种地质信息导入到系统中，利用声音、图像等多媒体手段，对多源信息进行整合与处理，发挥出计算机系统对数据信息处理的优势。信息技术、网络技术的发展还可以促进地质测量空间系统向着及时传送方向发展，工作人员可以通过系统对地质测量数据、图形等信息进行调用和查询。具有决策数据支持功能的空间信息系统还会向着智能化、集成化方向发展。

4、结语

数字煤矿建设是将来煤矿企业生产经营的发展方向，不同部门的管理软件开发应该建立起信息化标准体系，可以将不同部门的数据实现共享。煤矿地质测量对保证企业安全生产发挥着重要作用，地质测量信息的多源化要求空间信息系统有着很强的数据采集和处理能力，将煤矿生产时获取到的原始地质信息进行网络化管理时，可以为地质勘探、煤矿生产和设计开发提供准确的数据，有着很好的推广应用价值。

苏强强.空间信息系统在煤矿地质测量的关键技术探究[J].矿业装备,2020(03):44-45.