煤矿地质测量空间信息系统技术探析

煤矿地质测量空间信息系统技术探析

摘要:煤矿的建立需要进行非常复杂的前期准备工作,其中煤矿地质测量工作便是前期准备工作中极为重要的环节。测量的目的不仅是为煤矿开采提供科学有效的数据,更重要的是能保证煤矿工作人员的生命安全。值得注意的是,煤矿地质的测量工作需要测量人员不断提高自身的工作能力和专业水平,提高测量的精准度,在提高开采效率的基础上降低煤矿开采的投资成本。

关键词:煤矿地质;测量空间;信息系统;研究

0引言

煤矿地质测量工作作为煤矿生产的关键指标,其工作开展的效率直接影响着煤矿的生产安全和生产能力。同时,这种测量又是动态的、变化的,在不同的空间还有不确定性。随着煤矿事业的进一步发展,人们对煤矿地质测量的认识也越来越清晰,但仅依靠人力所获得的信息还不完善,难以满足煤矿的生产技术需要。因此,计算机网络技术的使用对于煤矿开采来讲就更为迫切,其强大的自动化数据处理功能以及图形自动生成功能相较人工,会有意想不到的效果。

1煤矿地质测量的现阶段情况

1.1煤矿行业信息化平均水平不高。现如今,许多煤矿单位由于工作人员的整体学历偏低,对计算机和信息处理没有相应的认识和理解,导致空间信息系统得不到就有的重视。即便是煤矿的机械化水平随着时代技术的发展有了整体性的提高,在信息整理的问题上,有些煤矿单位依然还是采取传统的地质测量的纸质上交方式,这样的操作方式已经没有办法满足矿井生产的各个方面。因此,急需引入全新技术手段的煤矿单位,已经到了不得不重视研究空间信息系统关键技术的进程,以此来打造高效的生产和提供完善的安全保障。

1.2煤矿行业未将地质信息数据化。我国的煤矿拥有复杂的地质条件,煤矿工作人员经常会在数据采集的过程中,受到来自岩溶陷落、瓦斯突出等问题的影响,从而难以准确测量煤矿的生产安全。这种需要定期排查的煤矿工作,仅依靠人的大脑是难以精确计算对比煤矿的所有空间信息点。然而,传统的煤矿地质测量工作又未将信息化技术纳入其中进行考量,是以如今许多煤矿地质测量,依然还停留在人为标注和图解的阶段,没有进一步的发展,对煤矿的长期开采以及人员安全都存在很大的影响。

2煤矿地质测量的信息化策略

2.1煤矿地质测量空间信息采集。(1)直接采集的方式。因为煤矿生产是一个动态的过程,其在生产过程中会有大量的实测数据,将这些数据直接上传到信息化平台之上是最为直接和常用的办法。用户可以通过对这些基础数据的录入,来建立表格和报表等所需要的文件,并为新一年的图件生成积蓄有效的资料。比如,国际知名的地质采矿软件就包括GOCAD、SPARC、Supac等。它们都具有较好的三位表示能力,能通过实时监测的矿井数据来完善三维建模的行为,对煤矿行业来讲,是极为有利和有效的软件。(2)间接采集的方式。因为很多矿井都已经有多年的发展,存在一定数量的资料和生产图件,因此,这些经过积累和修改所形成的成果图件内的大量数据,可以用以提供给煤矿地质测量空间信息系统平台,最终成功打造出三维立体空间的结构图,帮助煤矿单位设计开采方式和监督开采进程,同时也能极好的规避安全隐患。另外,间接获取数据的方法还可以通过其他通用接口,就好比CAD上的测绘图形可以被MapInfo所编辑,这样的方法可以大大缩短测量工作人员的工作时间,提高其工作有效率。比如,通过历年的专业图件获取数据又可以被氛围两个方面。一种是手扶,一种是扫描。前者是用手来移动十字形的游标,追踪煤矿测量所需要的符号和线条,并通过等间的方式来记录所获取位置的二维坐标,这样的方式操作起来比较简单,但破费人力,并且耗时较长。后者是通过平台的扫描仪将历年图件扫描生成电子矢量化图片,再等比例缩放到所需要的大小,最后再将这些矢量图数据数字化后导入到煤矿地质测量空间信息系统平台,这种方法简单直接,优势远远大于前者。

2.2煤矿地质测量专业平台设计。煤矿地质测量空间信息系统平台的建立,是为了让问题空间能更好的展示到工作人员面前,因而,信息系统平台要如何能全面捕捉整体空间信息,也是煤矿行业急需解决的问题。图形的建立和数据的整合过程,包含了一系列繁琐的对象,以及基于对象的操作和规则。在这样的专业平台下,图层的层次化与数据的整合,都需要有一个全局观的设计。常见的GIS系统便是目前较为完善的系统,其整合能力与稳定性都大大超出了煤矿工作的预期,同时可操作性与可维护性也都为其自身奠定了良好的发展基础。比如,北京的龙软科技便打造了一款LongRuanGIS“一张图”平台,其公司利用了空间信息、大数据、互联网以及云计算等新兴技术,构建了强大的三维地理空间,煤矿安全生产信息便被具象为X、Y、Z的地理坐标,将国外AutoCAD不能解决的空间问题完美解决,有效满足了矿山对安全空间的管理需求,同时也为智能矿山提供了可视化信息管控平台,将煤矿单位的软件使用从进口转国产,大大降低了煤矿的软件投资成本。

2.3地质测量自动生成专业图件。在煤矿的开采和勘探过程中,地质测量图件是生产、安全的具象化设计,其重要程度不亚于煤矿的当年开采产量,这些图件包括柱状类、剖面类以及平面类。(1)柱状类。柱状类的图件一般都是用于钻孔或者煤岩层对比,这种类型的图件是三种类型中最为规范的一种,它能对钻孔或区域的底层进行说明性的描述。其绘制的关键点在于岩性符号、描述性文字以及缓冲线的描绘。比如,矿井巷道中的水文地质、储量圈定等专业符号就能够绘制柱状类的图件,还有通风系统图,井下通信系统图等图件都是柱状图的类型。(2)剖面类。剖面类也就是地质剖面图,其主要包含开采区域与巷道素描。而在钻孔、断层、巷道及边界的数据就有位重要,只有通过这些离散的数据才能将剖面图完整构建,这种图件的绘制难度在于煤层和底层界限上,其形态是否协调,剖面的处理是否符合底层形态结构。(3)平面类。平面类的图件一般是煤层等高线与储量关系图、水平切面图、排水系统图等,其包含的内容是最多的,点状标志、工程点、边界、等值线等,通过不同的搭配,组合绘制成所需要的图件。这类型的图形绘制难点在于复杂的地质条件,IIN能否自动生成、调取任意切剖面是否完整等问题。对于煤层底板等高线图,其重要性不言而喻,几乎是所有煤矿企业日常生产必备的八大图件之一,因此,如何通过计算机实现Delaunay三角形剖分就极为重要。比如,1990年有人提出了煤层底板等高线过断层的处理模型。

3结语

总而言之,煤矿地质测量空间信息系统平台是将煤矿中的固有信息数字化的工具,其构建三维坐标的方式可以让煤矿从现实迁移到计算机上,通过数据的采集、整合和处理来全面并详尽地展示整个煤矿的全貌以及层面信息,实现煤矿工作人员对监测对象的可视化管理;通过仿真模拟的方式,来预测灾害及不利因素的发生,并自动化生成煤矿所需的基础图件,最终实现煤矿开采过程的智能化。

参考文献

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[4]窦明.分析煤矿地质测量空间信息系统的框架体系及其相关技术[J].黑龙江科技信息,2012(22):59.

作者:李国樑 单位:潞安化工集团潞宁煤业公司