煤礦地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)探討

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摘要：地質(zhì)測量工作在煤礦開采過程中具有十分重要的作用，不但可以實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)，還能夠有效提升煤礦的生產(chǎn)力。對(duì)煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)組織架構(gòu)進(jìn)行闡述，分析煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)，包括地質(zhì)信息采集、測量平臺(tái)設(shè)計(jì)、測量圖形生成在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容非常有必要。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)測量；空間信息系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；安全生產(chǎn)

通過進(jìn)行煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析，可以有效利用地質(zhì)測量關(guān)鍵技術(shù)來實(shí)現(xiàn)空間信息的獲取，從而實(shí)現(xiàn)煤礦施工質(zhì)量的提升。以下將針對(duì)地質(zhì)測量空間系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探究和分析。

1煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)組織架構(gòu)

為了能夠更充分、準(zhǔn)確的實(shí)施異地煤礦地質(zhì)測量工作，需要對(duì)測量部門的相應(yīng)要求進(jìn)行分析，還應(yīng)該針對(duì)具體的作業(yè)流程進(jìn)行重點(diǎn)研究，有效使用地質(zhì)測量空間信息系統(tǒng)，從而獲取更加準(zhǔn)確的地質(zhì)信息，并通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)對(duì)有效信息進(jìn)行分析，建立地質(zhì)測量信息的模型，建立模型庫和圖形庫，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)地質(zhì)測量空間系統(tǒng)的有效應(yīng)用。地質(zhì)測量空間系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，此空間系統(tǒng)主要是由三個(gè)部分進(jìn)行組成，主要包括數(shù)據(jù)中心、web查詢以及圖形顯示。第一個(gè)組成部分是數(shù)據(jù)中心，能夠進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)獲取，利用數(shù)據(jù)中心進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)查詢工作，并且利用系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理和總結(jié)，從而能夠更好地進(jìn)行表格和圖形的繪制。第二個(gè)組成部分是可以提供一定的網(wǎng)絡(luò)查詢工作，能夠進(jìn)行軟件接口的數(shù)據(jù)開放。第三個(gè)組成部分可以進(jìn)行原始資料積累，還可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的智能決策工作，有效促進(jìn)煤礦工作的安全生產(chǎn)[1]。

2煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

對(duì)于煤礦的地質(zhì)測量工作來講，此項(xiàng)內(nèi)容十分復(fù)雜，不僅需要對(duì)很多專業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，還需要利用一些專用的軟件工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，并且能夠進(jìn)行模型的構(gòu)建，促進(jìn)地質(zhì)測量工作的有效實(shí)施，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)工作的提升。

2.1地質(zhì)信息采集

在進(jìn)行地質(zhì)測量工作時(shí)，主要是利用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)信息的獲取，比如遙感技術(shù)、GPS技術(shù)等。同時(shí)，這些技術(shù)能夠進(jìn)行一定的勘探工作，有效促進(jìn)煤礦的地質(zhì)測量工作的實(shí)施，通過獲取更加精準(zhǔn)、全面的地質(zhì)信息，有效實(shí)現(xiàn)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)的組織與分析工作。2.1.1建立多源數(shù)據(jù)庫在進(jìn)行日常的煤礦生產(chǎn)工作時(shí)，需要進(jìn)行一定的動(dòng)態(tài)生產(chǎn)工作。在煤礦生產(chǎn)工作中需要進(jìn)行一定的實(shí)測資料的揭露，可以利用數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行管理工作，促進(jìn)地質(zhì)測量工作質(zhì)量的提升。第一，在日常的框架測量工作中，不僅需要對(duì)煤礦的地質(zhì)狀況進(jìn)行重點(diǎn)了解，還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對(duì)水文地質(zhì)的探測，不斷進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析。第二，需要更好地實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)的錄入，這樣可以完成地質(zhì)數(shù)據(jù)的探測，從而進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以符合報(bào)表的需要。第三，應(yīng)該為計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)提供一定的數(shù)據(jù)接口，以期更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理工作。可以利用一些基礎(chǔ)的軟件進(jìn)行應(yīng)用，包括Oracle7、Sybase、SQLSever2000來進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理，這樣能夠輔助二級(jí)管理工作的實(shí)現(xiàn)。技術(shù)工作人員運(yùn)用C-S系統(tǒng)來進(jìn)行一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)操作，從而能夠更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)修改和保護(hù)。對(duì)于上層領(lǐng)導(dǎo)來說，可以利用B-S模式來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的訪問，有效促進(jìn)煤礦生產(chǎn)工作的有效實(shí)施。2.1.2數(shù)據(jù)的專業(yè)獲取大部分的煤礦生產(chǎn)工作已經(jīng)經(jīng)歷了很多年份，具有非常多的生產(chǎn)資料信息和相關(guān)圖件，圖件不僅能夠進(jìn)行基礎(chǔ)資料的編制工作，還可以進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)獲取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地質(zhì)信息的有效采集。第一，可以利用數(shù)字化儀器進(jìn)行專業(yè)圖件的處理，利用十字游標(biāo)進(jìn)行等高線的跟蹤工作，這樣可以有效記錄數(shù)據(jù)流的詳細(xì)情況，以便能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行更好地處理。但是這樣的數(shù)據(jù)處理方式非常緩慢，需要投入大量的人力成本。第二，可以利用掃描儀設(shè)備進(jìn)行一定的圖件掃描工作，能夠更好地進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的獲取，并且應(yīng)用矢量化軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化工作。在進(jìn)行一定的數(shù)字化處理工作之后，可以利用GIS平臺(tái)來進(jìn)行相應(yīng)的屬性賦予，促進(jìn)地質(zhì)信息數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量的提升。2.1.3軟件接口數(shù)據(jù)獲取在進(jìn)行地質(zhì)測量工作時(shí)，也可以利用專業(yè)的測量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取。由于在一些軟件上會(huì)存在大量的圖件積累，這樣能夠更合成的實(shí)現(xiàn)圖件中信息的有效獲取。另外，某些軟件可以實(shí)現(xiàn)通用，那么就能夠?qū)浖兴哂械男畔⑦M(jìn)行快速獲取，提高工作效率，促進(jìn)地質(zhì)測量數(shù)據(jù)信息的收集和存儲(chǔ)，有效提升數(shù)據(jù)獲取的效率[2]。

2.2測量平臺(tái)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行專業(yè)的GIS平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中，主要是利用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式來進(jìn)行一定的問題解決，可以將抽象的問題具象化，進(jìn)行模型的構(gòu)建，這樣能夠更好地進(jìn)行地質(zhì)信息的獲取。對(duì)于圖形數(shù)據(jù)庫來講，可以作為數(shù)據(jù)模型的描述結(jié)構(gòu)，能夠更好地進(jìn)行一定的對(duì)象操作工作，實(shí)現(xiàn)煤礦地質(zhì)的策略工作。在進(jìn)行平臺(tái)設(shè)計(jì)工作時(shí)，可以進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇，此種方式具有非常多的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，能夠很方便地描述圖形信息，還能夠提高管理質(zhì)量，具有非常廣泛地應(yīng)用。所有的圖形數(shù)據(jù)中的對(duì)象都是由成員數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作所構(gòu)成，通過這樣的方式能夠提升軟件開發(fā)上質(zhì)的飛躍，讓整個(gè)軟件具有穩(wěn)定的操作系統(tǒng)，同時(shí)也能夠提升代碼的可重復(fù)利用性。2.3測量圖形生成在進(jìn)行煤礦地質(zhì)測量時(shí)，在進(jìn)行一定的基礎(chǔ)資料收集時(shí)，需要利用測量圖件去進(jìn)行應(yīng)用，可以更加形象地進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的展示，包括柱狀圖、剖面圖和平面圖，下面具體進(jìn)行處理和分析。2.3.1柱狀類圖分析柱狀類圖在整個(gè)地質(zhì)圖件中比較規(guī)范，此種圖形可以對(duì)地層情況進(jìn)行解釋，也可以對(duì)鉆孔穿過地層進(jìn)行一定的描述說明。柱狀圖圖形的顯示區(qū)不僅包括巖性填充圖案，還具有描述性文字的融入，同時(shí)具有一些緩沖線的繪制，可以更好地進(jìn)行不同欄之間的關(guān)系協(xié)調(diào)。通過對(duì)柱狀圖的繪制，可有效促進(jìn)地質(zhì)信息的分析工作。2.3.2剖面類圖分析剖面圖主要是在石門方向進(jìn)行一定的切繪工作，利用剖面圖對(duì)各個(gè)層之間的關(guān)系進(jìn)行了解，包括煤層、地層接線、含水層等內(nèi)容，在進(jìn)行煤礦地質(zhì)情況分析的同時(shí)，也可以進(jìn)行一定的儲(chǔ)存量計(jì)算工作。工作人員通過對(duì)剖面圖的分析，可以更好地進(jìn)行煤礦的挖掘設(shè)計(jì)工作，并且對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)工作進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃，有效促進(jìn)煤礦開采工作的高效實(shí)施。在進(jìn)行剖面圖的繪制時(shí)，需要對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)、斷層數(shù)據(jù)、邊界數(shù)據(jù)的顯示，還需要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行體現(xiàn)。在進(jìn)行剖面處理時(shí)，需要利用鉆孔數(shù)據(jù)和采礦信息繪制剖面圖，能夠更好地進(jìn)行不同地層的協(xié)調(diào)，同時(shí)還能體現(xiàn)出剖面圖的作用。首先，需要更好地對(duì)地質(zhì)斷層之間的關(guān)系進(jìn)行錘煉，還需要對(duì)斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。其次，利用計(jì)算出的平錯(cuò)和落差來進(jìn)行地層連續(xù)性的恢復(fù)，并且進(jìn)行地層擴(kuò)展工作，計(jì)算出所有斷層的平錯(cuò)和落差以及斷層之間的交點(diǎn)[3]。最后，需要進(jìn)行前面步驟的不斷重復(fù)，一直到平錯(cuò)和落差能夠滿足要求，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。2.3.3平面類圖分析平面類圖主要是對(duì)一些比較關(guān)鍵性的地物、邊界、文字標(biāo)注等方面進(jìn)行一定的結(jié)合，再進(jìn)行圖形的繪制[4]。繪制成的圖形不僅包括鉆孔標(biāo)志、圖框等多種等值線，還需要對(duì)采掘工程的情況進(jìn)行了解。利用平面類圖可以進(jìn)行復(fù)雜條件下的數(shù)據(jù)獲取，可以進(jìn)行TIN的自動(dòng)生成；還能夠?qū)ο锏揽臻g的交叉關(guān)系進(jìn)行有效的自動(dòng)化處理工作，進(jìn)而有效輔助解決煤礦生產(chǎn)工作中有部分問題[5]；不僅能夠進(jìn)行3D模型的建設(shè)，還能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的數(shù)據(jù)支撐，有利于促進(jìn)多煤層數(shù)據(jù)的體現(xiàn)。

3煤礦地質(zhì)測量空間系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

以某煤礦的地勘空間為例進(jìn)行研究，該煤礦建設(shè)工作從2019年3月開始，到2020年6月完工，整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)周期為403個(gè)工作日，項(xiàng)目的建設(shè)費(fèi)用為10532萬元。該煤礦建成后，得到了有效的開發(fā)，目前尚未發(fā)生重大的安全隱患和事故。該礦區(qū)具體現(xiàn)狀及其地質(zhì)測量主要應(yīng)用技術(shù)如下。

3.1礦區(qū)現(xiàn)狀分析

目前，該礦區(qū)現(xiàn)場地質(zhì)情況復(fù)雜，為了確保項(xiàng)目的安全，必須進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測。為此，公司采用了施工斷面圖與方案圖相結(jié)合的方法，通過MOT程序，對(duì)該礦的施工情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過與其他煤礦地質(zhì)情況進(jìn)行比較分析，提出了一種可行方案。另外，在該礦開工之前，公司管理層有一個(gè)很好的信息化管理體系，把項(xiàng)目的全部資料都輸入進(jìn)去；在項(xiàng)目建設(shè)中，通過對(duì)信息化的應(yīng)用，在日常的生產(chǎn)中，通過B-S將煤礦的采礦資料輸入到企業(yè)的系統(tǒng)中，通過專家的分析和數(shù)據(jù)繪制，得出的結(jié)果是，在第一個(gè)月內(nèi)，每日的采礦總量為3145t。與一般的市場相比，煤礦的品質(zhì)要好；每天的人員成本是176523元。根據(jù)煤礦的實(shí)際銷售量，管理層在考慮在第二季度擴(kuò)大職工人數(shù)，提高煤礦的采掘水平，以提高總體效益。

3.2信息采集與分析的關(guān)鍵技術(shù)

在煤礦地質(zhì)調(diào)查中，將會(huì)生成許多實(shí)測資料，需要利用相應(yīng)的技術(shù)來構(gòu)建這些資料。由于數(shù)據(jù)采集、測量條件、水文、地質(zhì)等信息的多樣性，數(shù)據(jù)庫建設(shè)具有動(dòng)態(tài)、多變的特點(diǎn)。在煤礦的開發(fā)、生產(chǎn)中，要地進(jìn)行綜合、及時(shí)的更新采集到的地質(zhì)數(shù)據(jù)，以便為煤礦的生產(chǎn)和經(jīng)營管理提供可靠的依據(jù)，確保生產(chǎn)和開采工作的正常進(jìn)行。因此，GPS、遙感、數(shù)字照相等技術(shù)被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)測繪[6]。數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和先決條件，在數(shù)據(jù)創(chuàng)建過程中要考慮到用戶對(duì)數(shù)據(jù)的基本要求，并為其提供了可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)界面，這就需要在現(xiàn)有的運(yùn)行平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)。目前的數(shù)據(jù)庫管理方式有B-S和C-S兩大類。B-S系統(tǒng)的工作是為有關(guān)的各部門和后勤部門的工作人員進(jìn)行支持，能夠?qū)Ω黝悢?shù)據(jù)進(jìn)行檢索和存取，以適應(yīng)企業(yè)的工作需要。C-S管理模式的核心是為計(jì)量工作者提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)，包括修改、更新和管理數(shù)據(jù)。在煤礦的地勘工作中，必然會(huì)出現(xiàn)許多影像與數(shù)據(jù)，利用數(shù)字掃描儀與手工追蹤技術(shù)，將已有的影像資料加以補(bǔ)充與更新。同時(shí)為其他專用的軟件提供了一個(gè)數(shù)據(jù)界面，其主要功能是從數(shù)據(jù)庫中抽取出圖像和數(shù)據(jù)。

3.3GIS平臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

GIS是一套面向煤礦地質(zhì)調(diào)查的地理信息系統(tǒng)，其功能是通過對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)的種類和特性，構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)的、可視的數(shù)據(jù)庫，使各類數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)能夠按照生產(chǎn)需要自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的圖形。例如，平面圖與煤層氣組成的比較圖，其圖解的可視化，能很好地解決煤礦生產(chǎn)與開采的實(shí)際需要。為了方便用戶的管理和利用，GIS系統(tǒng)必須采用分層的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。要增強(qiáng)GIS系統(tǒng)的可維護(hù)性、可操作性、穩(wěn)定性和模塊性，就需要采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)來促進(jìn)GIS系統(tǒng)的性能和性能。此外，GIS平臺(tái)的開發(fā)工作也是以煤炭為主體，必須具備動(dòng)態(tài)、空間性、時(shí)代性、成化性等特點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)其特殊性。

4結(jié)語

綜上所述，針對(duì)地質(zhì)測量空間系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，利用地質(zhì)測量空間系統(tǒng)進(jìn)行一定的地質(zhì)信息采集，通過對(duì)測量平臺(tái)的設(shè)計(jì)與相應(yīng)測量圖的分析，有效促進(jìn)煤礦地質(zhì)測量工作質(zhì)量的提升。

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作者：苑飛龍 單位：晉能控股集團(tuán)煤業(yè)公司同家梁礦地質(zhì)部