煤矿地测空间管理信息系统的应用与探讨

0 引言

根据三维模型及数据兼容的参数，为安全生产的决策提供参考依据。

1 基本功能介绍

煤矿地测空间管理信息系统是主要功能就是，将矿井的煤层、地层、巷道等三维化处理，实现二维、三维化管理，此功能，一方面，可以管理矿体和巷道，另一方面，可以将矿井生产安全有关的设备进行三维化管理，由此实现矿井的三维动态信息管理。

2 二维地测系统

①功能全面，界面友好，操作简便。②成图自动化：几乎所有地测基础图件均可自动生成。③ 储量动态计算，鼠标动，面积就动，储量就动，一次计算范围不受限制，方便快捷。④完善的各种基本图元、点型、线型、图案符号以及自定义功能。⑤可以输出DXF、WMF等多种通用格式，并可信息无损的转换为MapGIS格式的图形文件。⑥结点参数直接鼠标修改和图形属性页技术。⑦动态、自由放缩技术。⑧柱状图格式、煤岩层对比图的输出格式等。⑨直接读取测井数据绘制测井曲线。⑩支持粘贴板功能：使图形文件间图形对象的拷贝变得方便。■比例缩放技术。■任意比例尺。■文件的上传和下载功能。■ 任意剖面：多层，且可切出地层厚度，投影附近的钻孔。■各种符号（基本图元、点型、线型、图案符号）的整体替换功能。■能够实现对于图中巷道、钻孔、储量块段等的定位查找。

3 建立地质数据库

将煤矿采矿权范围所有钻孔和周边合理范围内钻孔的基础资料（孔口坐标、孔口标高、终孔深度）和全部分层资料;录入所有勘探线的基础资料、断层资料，形成相应数据库，并能生规定格式的统计台帐。

4 建立测量数据库

将煤矿建矿以来的所有巷道的导线点资料，形成相应数据库，并能生成规定格式的统计台帐。

5 三维基本功能

5.1 地测数据导入

根据测量导线数据，可以很方便的生成基础巷道数据，并提供多种选择，可以根据根据整个水平、某个采区、工作面名称、巷道名称等来生成。第一次使用该系统，一般采用整个水平面生成，同时可以将该系统与其余安全生产的其余系统进行对接，将其余安全生产的系统软件数据兼容至该系统中，形成综合性数字化调度平台。

5.2 三维图层功能

三维可视化包括如下图层： ①地形地貌图层：表示地形、建筑、水体、道路、管路、植被、煤岩层、地质构造、矿巷、采掘面的位置等地形地貌信息;②摄像机图层：井下电视监控摄像头的位置信息及监控图像;③矿井安全检测设备图层：检测井下气象（温度、风量、瓦斯浓度等）的设备位置信息;④定位设备图层：井下人员、车辆配备定位设备作为移动目标在地图上显示;⑤火灾报警探测器图层：地图上设置此图层，当发生火灾时，监控人员能够及时了解发生火情的地理位置;⑥生产调度电话图层：地图上设置此图层，以监视井下生产电话的使用情况;⑦其他设备图层：包括井上、下的需要在三维虚拟可视化信息系统上作综合管理和监控的设备，主要包括运输提升设备、通防设备、机电设备、供排水设备等。

6 基础三维虚拟现实系统功能

系统包含以下功能：①显示全矿井原始比例尺寸;②对三维虚拟现实场景的放大显示操作;③对三维虚拟现实场景的缩小显示操作;④对三维虚拟现实场景的漫游操作;⑤提供鹰眼功能，以供快速定位;⑥可以全局查看巷道，也可以从全局点击任意一条巷道的任意位置进入巷道内部，进入内部可以在巷道内部行走，可以对巷道内部的设备进行点检（传感器、变压器、综保、电机、局扇、风门等），可以实时查看当前传感器的实时值（如瓦斯、风速、电压、电流、局扇开停、风门状态等）;⑦提供行走相机和自动漫游巡检相机功能;⑧ 自动巡检相机可以手工设置巡检路径，也可以删除路径后重新设定巡检路径;⑨可以将三维虚拟现实场景保存成图片格式输出，如BMP，JPG格式。

7 三维对象信息功能

①显示整个矿井区域的三维空间地理信息;②实时跟踪井下作业人员和车辆;③回放人员和车辆的历史轨迹;④可以提供设施设备信息查询定位;⑤选择显示设施设备重要属性信息;⑥为每个监控设备或设施进行TAG点配置，与二维同步。

8 三维空间系统信息查询功能

通过该界面，可以实现以下功能：①关联：设备或设施的属性信息与数据库的字段进行关联，与二维同步;②点查询：点击某一设备或设施查询该设备或设施的信息;③矩形区域查询：在地图上划一个矩形区域，查询该矩形区域内的设备或设施信息;④关联查询：实现重点局部区域详细信息的超级关联查询;⑤组合查询：可以对不同的图形进行自动叠置和拼接查询，例如可以查询井田边界以外的实施、煤矿与本矿的接触、连接和关联情况。

9 三维对象的状态反馈功能

①显示设备的运行状态;②在设备状态满足预先设定的报警条件时，采用动态或色彩标示出报警点，及时提醒管理人员加以处理。

10 三维场景的编辑功能

①可以在三维虚拟现实场景中增加传感器和设备，与二维基础信息平台数据同步;②可以手动增加巷道、钻孔数据;③可以在三维场景动态增加实时数据，如：瓦斯、风速、开停等;④可以对三维场景中不需要或已经撤除的传感器或点位进行删除、移动操作;⑤可以在组态环境中实时监控数据。

11 结论

根据三维及二维的转换，可以在视觉上形成一个清晰的观感，同时根据三维数据参数及其余系统的数据参数对照，可以为下一步的安全生产提供科学的决策依据。

作者简介：贾华宪，男，汉，1964年7月12日出生，毕业于新疆工业高等专科学校，助理工程师，目前在新疆乌苏四棵树煤炭有限责任公司八号井任职。