矿山岩石力学数据库系统的构建

王 志 刘伟强 李印洪 姚银佩 李亚俊 周英烈 刘东锐

(1.湖南有色冶金劳动保护研究院；2.非煤矿山通风防尘湖南省重点实验室)

矿山岩石力学数据库系统的构建

王 志1，2刘伟强1，2李印洪1，2姚银佩1，2李亚俊1，2周英烈1，2刘东锐1，2

(1.湖南有色冶金劳动保护研究院；2.非煤矿山通风防尘湖南省重点实验室)

岩石力学参数的测试和应用贯穿于矿山建设和生产的全过程，为了便于管理、查找、分析和应用这些参数，采用关系型数据库Microsoft Access为载体，开发了岩石力学参数数据库，存储相关数据，再利用Visual Basic语言编制针对数据的编辑、查询、输出和分析处理等程序，实现了资源的数字化管理，提高了数据资料的管理和应用水平。

岩石力学参数 数据库系统 Access 数据分析

岩石力学参数在矿山的建设与生产过程中是必不可少的基础数据资料，对矿山井巷和采场的布置、支护、结构参数等有重要影响，只有即时准确地掌握这些参数，并通过定量计算和分析，才能做出既经济又安全实用的工程设计[1]。所以，在矿山建设生产过程中应重视这些参数的测试、收集和管理。

中国黄金集团河北峪耳崖金矿开采深度已达600余m，井下生产范围大，南北长1 400 m，东西宽1 200 m，矿山生产过程中空间和时间跨度均比较大。因此，在不同标高和区域生产所面临的岩石性质和地应力的差异很大，而时间跨度地增大，使岩石力学参数的收集、整理和查找的难度增大。因此，建立矿山岩石力学参数数据库系统，及时收集整理各阶段、各时期岩石力学测试数据，具有重要意义。

岩石力学数据库研究已有报道，如中国科学院武汉岩土力学研究所建立了“岩石力学参数数据库系统”[2-3]；国家地震局地壳应力研究所建立了“中国大陆地壳应力环境基础数据库”[4]；中国石油大学建立了针对油田的“岩石力学与地应力数据库系统”[5]。前者主要收集已发表于各期刊文献中的岩石主要物理力学参数作为分析岩体力学参数取值的基础，后两者与本文的研究对象不同。本文研究的数据库主要用于全面收集矿山的岩石力学参数资料，并实现必要的分析处理功能。

该数据库以关系型数据库Microsoft Access为载体，存储所测试的岩石力学参数，利用Visual Basic语言编制针对岩石力学参数的编辑、查询、输出和分析处理等程序。

1 数据库系统的构建及特点

1.1 数据库系统构建

采用模块化程序设计与分类储存数据相结合的方法构建数据库系统，既便于系统功能模块的组合，又使储存数据分类明确，便于操作和维护。根据需要设计4个功能模块：安全管理模块、数据编辑模块、数据查询模块、数据分析模块。其中数据编辑和数据查询两个模块平行置于各分类数据之下。岩石力学参数数据库系统框架如图1，软件主界面如图2。

图1 岩石力学参数数据库系统框架

图2 岩石力学参数数据库主界面

(1)安全管理模块。该模块包括用户登陆界面，系统提供两种登录权限：管理员权限和一般用户权限。管理员可以对数据库进行编辑(添加、修改、删除等)、查询、分析和修改登录密码等操作；一般用户只能进行数据查询和数据分析，可避免多人对数据库的管理，造成数据混乱。

(2)数据编辑模块。该模块包括数据添加、数据修改、数据删除等子模块，负责对数据库存储的数据本身进行操作。

(3)数据查询模块。该模块包括数据浏览、数据查询、数据输出等子模块。数据查询可根据工程名称和岩石名称两个指标进行单独查询或组合查询，数据输出子模块可将查询的结果输出为Excel格式文件，便于进一步应用。

(4)数据分析模块。该模块负责对数据库中存储的数据进行分析处理，处理方法包括对各工程岩体进行初步的CSIR分类、BQ分级、工程岩体力学参数的取值分析，以及根据地应力空间模型进行不同空间位置的地应力计算等。

1.2 系统特点

(1)数据全面。数据库系统包含所有与岩石力学有关的参数，包括现场测试数据和实验室测试的岩石物理力学参数，并可将矿山建设和生产过程不同时期测试的数据陆续录入系统中，不断完善系统数据，使之更加全面。可以满足所有对岩石力学相关数据信息的存储、查询、浏览和分析的需要。

(2)使用方便。数据库系统软件采用友好的Windows标准界面，适合大多数人的操作习惯，操作简单，无需编写程序代码，适合本专业或跨专业人员使用。

(3)数据安全。数据库中的数据全部来源于原始岩石力学相关测试报告，且在数据录入的过程中，数据库具有一定的自动检测功能：如设置组合主键，防止数据重复录入；检测数据类型是否符合要求，以防数据失真等。同时设置不同登录权限，只有管理员才能对数据进行添加、删除和更新操作，一般权限只有查询、输出和数据分析功能，保证了数据的安全可靠。

(4)可扩充和提升。测试和收集岩石力学参数是为了进行矿山工程中的岩石力学分析计算，而岩石力学分析方法是持续发展的。本系统在开发过程中为进一步的分析方法留有接口，可以根据研究进展和需要进一步开发数据分析处理功能，使本软件的功能得到进一步提升。

2 结 语

岩石力学参数是矿山生产建设中的基础性数据资料，在测试过程中往往需要花费大量的人力和财力。因此，管理和应用这些数据，使之更好地为矿山生产建设服务，是岩石力学工作者和矿山管理人员需要考虑的问题。数据库系统的建立，使岩石力学参数的存储、查找和分析更加合理、规范、便捷，提高了这些参数的管理和应用程度，节省了大量查找数据的时间。科研人员和技术人员可以根据要查找的数据类型，通过工程名称和岩石名称等指标，在不同分类数据中直接查询到符合条件的数据，并可将查询结果输出为Excel格式文件，方便应用。也可以根据数据分析的不同方法，对需要的岩组参数进行分析，为设计、计算、模拟等提供处理之后的数据，避免大量的计算工作。该系统的许多功能尚不完备，应在以后的研究工作中不断开发，并及时将后续测试得到的岩石力学参数录入数据库系统中，使之不断完整。特别是数据分析模块，可根据以后研究的分析方法对数据进行更精确合理的处理。

[1] 蔡美峰.岩石力学与工程[M].北京：科学出版社，2002.

[2] 刘 春.岩石力学参数数据库的开发与取值研究[D].武汉：中国科学院研究生院，2003.

[3] 徐高巍，白世伟，贺怀建.岩石力学参数数据库系统的开发和研究[J].岩土力学,2005,26(6):1005-1008.

[4] 谢富仁.中国大陆地壳应力环境基础数据库项目成果介绍[J].国际地震动态,2006,333(9):20-25.

[5] 吴成斌，陈 勉，张广清.岩石力学与地应力数据库系统的开发和应用[J].石油工业计算机应用,2009(1):28-33.

2015-04-13)

王 志(1985—)，男，工程师，硕士，410014 湖南省长沙市雨花区香樟路601号。