煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术分析

卢 山 陈惠均

（四川省煤田地质工程勘察设计研究院， 四川 成都 610072）

1 我国煤矿地质测量空间信息系统的应用现状

较大型的煤矿企业中，信息系统的融入再次促进其煤矿生产工作的整体水平。而从当前大环境来看，大部分煤矿企业的信息系统运用水平较弱，实质性应用不强，集中体现在以下方面：（1）从应用方式来看，信息系统的应用具有较强的独立性，且工作内容较为单一，而大部分情况下，信息系统的应用情况却依附于多个部门，被分散开展，继而产生众多繁杂的数据。（2）应用的内容方面，对信息系统的应用并没有发挥其深层次的实质性效力，大多时候集中在一系列基础模块工作的处理，例如监测信息与生产安全的信息。具体来说，信息展示方面，对各项数据的查询收集、整合与统计分析、存储与归档仅仅用于在工作的基础信息。如此，即造成信息资源的单一性以及形成一定程度的信息孤岛现象，各信息主体之间产生一定闭塞而联动性不强，导致信息资源的严重浪费。

2 煤矿地质测量空间信息系统的关键技术

2.1 空间信息系统中数据的整合收集与分析

煤矿地质的测量与开采，其对应数据库的建立是一个动态性、随时增减的过程[1]。煤矿开采过程中，煤矿的开采情况具有不稳定性，产生大量数据信息，例如地质、水文、测量条件与开采信息、储存情况、人力资源的分配以及总体经济效益都会受其影响。这些信息必须同步进行整合分析，以满足各个部门对于信息的实时需求而保证工程的顺利开展。通常，空间信息系统主要运用C-S和B-S两种管理模式。C-S模式，主要是测量人员用于对测量数据的操作，测量人员通过C-S管理模式对数据开展日常管理、修改、更新等。B-S模式则是用于煤矿开采的后勤或相关管理部门的辅助工作，对所需数据予以访问、查询，参考数据然后对比煤矿开采情况与煤矿经营情况进行相应的分析，再根据市场变动情况以调整开采计划。大部分的国资煤矿产业，由于在建国以来就开始开采煤矿，多年的开采积攒了丰富的工作经验，但同样也形成了一定的传统固化思维。因此，空间信息系统的重要运作效能之一，即是获取对应的实质性价值的资料信息。

2.2 测量工作中融入GIS地理信息系统

在煤矿地质测量工作中融入地理信息系统（GIS系统），处理所测量出的各项数据信息，建立起直接可视化、在线处理的数据库，其数据可自动生成生产实际需求对应的图件。例如，煤岩层含量的对比图与采掘工程的平面设计图，让数据分析人员更为直观的了解到煤矿开采与生产的实际状况，对整个过程予以实时严密的监控，及早及时的进行问题的解决，时刻做到确保煤矿开采与生产的安全性。GIS系统，利用某个地区的地理空间数据信息，通过三维立体的数据具象化形式，以此更加精准的体现煤矿开采与生产的实时动态变化情况，对煤矿的地质信息进行同步检测，详细、准确地上传至总数据库中，方便后续工作的开展。此外，即是直接提升煤矿生产的安全性，增强煤矿地质测量技术水平的先进性，以此不断促进煤矿地质测量工作的效率与总体质量，为煤矿的生产提供强有力的安全保障。

2.3 制图工作中运用数字化处理技术

数字化制图技术，简单来说即是必须掌握最为基础的CAD、mapinfo等制图软件的精通使用[2]。信息化与数字化的测量体系，可有效拓展煤矿产业的真正作用与实质性价值，不断提升煤矿开采的效率与品质。精通数字化制图技术，通过对空间图形、数字的使用，对空间元素的具体性质与具体凸显进行实质具象化的处理，利用坐标轴形式对主体对象进行更为直观的描述，继而更高效地处理地质测量的数据，为煤矿的安全、稳定生产提供强有力的数据支持。为更有效的落实中国科学技术的发展理念，煤矿地质测量工作正逐步应用更为智能化、先进的设备与技术，同时对现有技术进行不断的创新优化。以煤矿生产的实际数据作为基本前提条件，根据煤矿生产的综合情况，使用对应的先进设备与技术，而后将生产数据进行整合类比分析，对煤炭资源进行科学、合理的预测框架的建立，保证煤矿的安全生产。对煤矿的生产决策进行契合实际的改进优化，确保地质信息数据的精准性基础之上，对各数据的图件进行严密的审核、验收，以此更准确的计算每月的矿岩量，制定生产验收报表，可保证煤矿处在的高效、自动化、信息化的发展道路之上。

2.4 三维模型在测量工作中的应用

煤矿地质信息的测量过程中，三维（以下简称3D）模型的运用，可对煤矿生产工作进行全过程的实时监控[3]。3D模型的制作、观察过程中，对存在问题可有效提高补救的实效性，继而有效降低煤矿生产过程中安全事故的发生率。3D结构模型最大作用即是帮助测量人员更精准的判断、分析地质情况。而囿于数据的采集与生成存在应用形式的局限性，3D模型相对存在一定程度的缺陷，无法直接性的运用到地质测量过程中。中煤科学院基于结构模型，研发了相关管理系统，主要用于对基础数据的管理，可同步联合结构模型而开展，联合其中各项数据与图件，对煤矿地质测量的数据进行系统、精确的整合收集与类比分析，并可迅速集约记录在总数据库。现今煤矿行业通常使用 MSGIS.0系统，对煤矿的测量勘察与实际开采生产等主要工作方面进行更高效的管控，有效提高了煤矿地质测量工作的效率与质量，确保煤矿地质测量工作开展的科学性、系统性、稳定有序，而相继降低煤矿生产的安全事故发生率。

3 煤矿地质测量空间信息系统的发展趋势简析

煤矿产业是我国经济建设发展的重要支柱，当前煤矿产业正在高速的开展信息化建设，煤矿地质测量的信息化管理也明确了更高层次的发展方向[3]。其主要体现：拓宽数据信息的获取渠道、决策支持的智能化开展以及矿井建设的数字化。当前全民信息时代，获取信息的门槛逐渐低廉化，煤矿地质测量的信息同样如此。当前勘察工作模式已经呈现出立体化，对测量过程中产生的各项数据信息进行多维度、更严密规范化的记录归档，对资料进行更为全面、深入、综合化、直接可视化的分析处理，且持续性的不断优化完善、创新。煤矿地质测量的机械化作业，地质条件的稳固可靠性是工作开展的基本前提，测量信息系统通过运用仿真模拟技术，使得复杂多样化的地质信息更为直观的展现在我们面前，促进技术人员进行更为精确、高效的分析处理。矿井的数字化建设，是保证矿井更高层次科学技术发展的强有力动能之一，可使得矿井的设计、规划管理能够更为多元化的展现，且同时可加强数据信息分析的精确性，保证资源得到合理的分配。鉴于此，各个管理系统的信息共享、联动处理是煤矿产业高层次发展的大趋势之一。

4 结语

煤矿地质测量工作并非固化模式，而是基于规范的操作细则，结合煤矿实际开采情况而联动开展。煤矿测量工作存在一定的不确定性、动态性，虽然人工处理较为精细，若对于各项数据的采集、整合、分析、归档等等资料处理工作都主要依托于人工，并无法全面支撑起煤矿现代化作业的高精尖要求。尤其是面对重大灾害事故，对内在信息的搜集都很难做到快速、精确，更为先进、智能化的信息技术的融合无疑是非常有效的填补了这一困境。地质测量各项数据的远端同步操作，使得煤矿地测工作更加高效性、安全性、精准性。