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南非世界杯足球论地理信息系统在矿井地质信息

2022-01-28 11:33    360足球直播/浦城/360足球直播

【摘 要】地质勘查和地质信息是煤矿安全高效开采的基础,影响工作面回采安全性的地质因素很多,如构造地质条件、矿井水文地质条件等。文章对如何利用地理信息系统来构建矿井地质保障信息系统进行了讨论和论述。

【关键词】地理信息系统;矿井地质;构建

矿井安全生产设计很大程度上是依赖于充分的、可靠的地质条件基础,实际工作面回采不可靠和事故因素也主要是对矿井开采地质条件缺乏全面的系统掌握以及相关技术手段的预警预报。影响工作面回采安全性的地质因素是多方面,比如构造地质条件、矿井水文地质与瓦斯地质等,它们直接关系到矿井高产高效与地质安全保障。为此,笔者结合计算机技术、GIS 技术以及空间数据库技术和相关专业模型来构建矿井地质保障信息系统,为矿井高产高效奠定基础。

1 地理信息系统技术简介

地理信息系统(GIS)技术是以地理空间为基础,采用地理模型分析方法,实时提供多种空间和动态的地理信息,是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。在资源与环境应用领域中,GIS技术发挥着技术先导的作用,它不仅可以有效地管理具有空间属性的各种资源环境信息,对资源环境管理和实践模式进行快速和重复的分析测试,便于制定决策、进行科学和政策的标准评价,而且可以有效地对多时期的资源环境状况及生产活动变化进行动态监测和分析比较,也可将数据收集、空间分析和决策过程综合为一个共同的信息流,明显地提高工作效率和经济效益,为解决资源环境问题及保障可持续发展提供技术支持。文中主要是对GIS技术应用于煤矿矿井地质保障信息系统进行着重地阐述。

2 系统驱动模型

矿井地质保障信息系统完全是一个基于分布式网络环境下的数据驱动系统,是一个基于多层数据、信息与任务的协作体系模型,如图1 所示。其顶层是目标任务层,即用户请求需要完成的目标任务组,它是基于不同专业主体成员协调解决冲突、集成数据或信息协作处理完成;中间层是信息层,即为完成不同的目标任务提供所需的信息,包括空间与非空间信息两部分,并在必要时不同信息需要相互协作;底层当然是分布于网络中的异构数据源,含空间与属性等多源数据,它是信息形成的基础,也是一切任务成功处理的基础。随数据源(煤层厚度及其变化、顶底板岩性空间分布与稳定性、构造地质、矿井水文地质与瓦斯地质等相关数据)的变化,就可能引起地质问题的产生,这必将引起相关信息层与任务层的变化,系统用户层(主体成员)必须依据不同的目标任务实现影响矿井安全生产的地质问题预测预报与决策报告分析。

图1 基于数据驱动的分布式应用模型

数据层、信息层、任务层和用户层之间的通信主要通过HTTP协议、网络技术和空间元数据等实现,即集中管理的地测部门可以通过网络通信实现不同矿井地质问题的处理,同时可以提供给更高一级的主管部门应用。

3 系统体系构造

根据上述分析及介绍可以知道,矿井地质保障信息系统属于一个以数据驱动为基础的系统,而且如果数据源不同,那么就会传达不同的地质问题的信息,那么在实际的分析过程中势必会应用不同的地质专业模型及空间分析的方法来加以实现,在实现的途中,需要紧密地联系基础地质测量数据。那么,由此可知,系统并非一个孤立的信息系统,必须要以空间数据库实现多源动态数据信息的共同驱动来加以实现。下面就是对该系统中的各个组成部分进行阐述及分析。

3.1 数据源

数据源的提出主要是基于不同地质问题的变化而提出的,这些可能会发生地质变化的问题主要包括煤层厚度、顶底板岩性空间分布及稳定性、矿井水文地质及瓦斯地质等方面。数据源是通过信息层面加以传递和反映的,那么这就使得数据源的重要性有所体现。例如煤层厚度如果超过工作面采高且撇顶煤时,由于煤层松软极易造成漏顶,导致顶板管理不便。这对于快速、准确地采取相关的措施是十分有必要的;又如构造地质数据,其反映了瓦斯在矿井中的滞留情况,那么对于预防矿井瓦斯爆炸具有很大的作用。而且,高产高效矿井地质保障信息系统的预测及分析报告、决策分析是与往常的动态地测量空间数据是分不开的,测空间数据主要包括被测图形的数据及其相关屙I生数据。所有的数据源均来源于生产技术层应用不同的技术手段获得,并依据相关专业系统实现动态存储,为矿井安全生产提供重要数据保障。

(1)顶底板岩性空间分布与稳定性相关数据。顶底板岩性及其厚度变化可能会导致顶板垮落、底鼓及煤岩层突出等危险。

(2)构造地质数据。构造是瓦斯与矿井水突出的重要地带,极其容易造成地质灾害。

(3)瓦斯地质数据。主要是瓦斯含量与富集区的预测,主要结合瓦斯地质图与实时监控系统实现预测预报。

(4)其他地质异常数据。主要是岩浆侵人体、岩溶陷落柱与煤层冲刷带等,它们的出现也将影响到综采工作面的布置等。

3.2 该模型支持的专业软件系统

一般而言,系统体系中的专业软件系统主要包括数据源管理数据库系统、以及专家会诊地质问题系统。在这其中,数据源管理数据库系统是一个基础性的数据库。数据一旦发生驱动,那么矿井发生的地质问题就能够很好地进行判断。而且还有人应有空间分析方法形成基于空间数据的地质问题决策报告,真正解决分布式环境下基于GIS的高产高效矿井地质保障问题。

3.3 空间数据存储平台

对于矿井地质保障信息系统而言,其依据是与矿井地质、保障相关的数据源、信息必须对其存储在空间等。而且,图形库主要存储13常动态变化的采掘煤矿工程的平面、瓦斯地质图及矿井水文;知识库主要是专家层形成的经验眭知识,便于地质问题的辨别与分析;方法库主要是不同数据源引发地质问题来进行判断的;根据瓦斯及水害等不同的危险数据源所建立起来的相应专业模型,可以建立起来一整套较为完整的专业模型,这个模型需要有2个依据,也就是要遵循一定的规则,这2个原则是:(1)需要建立矿井下的瓦斯地质区域图(这些区域主要包括瓦斯突出危险区域、高浓度瓦斯区域及瓦斯突出危险区等),这个瓦斯地质区域图主要是依据矿井的地质调经及煤层赋存的情况所建立的;(2)对矿井一下可以采煤的区域及将来可以采煤的区域是否可以划归为瓦斯警戒区域进行确定,这个主要依据的是采掘工程平面图的动态采掘信息及与之相关的瓦斯分区共同产生作用所建立起来的瓦斯分布区。

4 支持系统的几种关键技术

4.1 钻、物探技术

在矿井地质保障信息系统之中,钻、物探技术较为重要,而且这2种技术发展的也比较成熟,而且将这2种技术运用于实际的矿井保障信息系统之中的时间也相对较长,在实际的实践过程中,得到了成功的验证,因此成为了数据源获取的较为重要的手段。

4.2 监测监控系统

当前时期下,监测监控系统主要应用于3个方面的监测:矿井以下水位监测、瓦斯浓度监测及顶板压力监测,这就使得上述几个方面的数据源能够进行动态地监控及及时地对报表进行分析。然而,对于GIS的空间分析目前还处于研发应用的推广阶段,也是矿井地质保障信息系统的比较关键的技术。

4.3 空间数据存储

系统数据的多源性决定了其数据存储的复杂性,主要涉及的关键技术有海量数据存储技术、空间数据库和数据仓库技术。基于其数据的复杂多元化,必须采用合理的技术组织才能提高海量数据的存储、管理效率和质量。

参考文献:

[1]刘艳.GIS支持下的地图符号库系统的设计与研究[D].长春:吉林大学,2005.

[2]奚砚涛.基于开源技术的煤矿地测数据服务体系研究[D].徐州:中国矿业大学,2008.