煤矿安全地理信息系统新技术

　　摘要：煤矿安全信息是一种活跃的、动态变化的、与空间位置密切相关的信息，其预测和防治研究是一项系统工程，所涉及的数据信息量十分巨大，科学、高效、实时管理安全信息备受重视。

　　关键词：煤矿安全地理信息系统

　　矿山地质测量基础数据资料与基础图纸是矿山建设、生产、改造和编制长远规划等各项工作的基础，传统的数据处理和管理模式越来越不适应矿山现代化管理的要求，改革传统的资料管理与制图方式势在必行。对矿山地质测量数据及矿图进行系统的管理，及时为各个部门提供有关信息，就必须把资料管理与矿图管理纳入标准化、现代化的管理模式。

　　一、煤矿安全生产地理信息系统

　　地理信息系统(GIS)是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门交叉学科，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型的分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。目前，煤矿安全生产地理信息系统的开发包括两方面的内容，一是利用计算机语言(VB、VC等)结合其它软件(AutoCAD等)开发具有自己知识产权的信息系统，二是基于GIS的基础，利用它的函数库二次开发功能，开发出专用的地理信息系统软件。而煤矿安全生产地理信息系统是将地理信息技术与煤矿安全生产信息结合起来，充分发挥地理信息系统的作用，实现煤矿安全生产信息资源的共享与应用，是地理信息系统在煤矿中的具体应用。

　　二、煤矿安全生产地理信息系统结构

　　1、总体结构：煤矿安全监察地理信息系统总体结构可分为三个层次：信息基础层、专业与区域应用层和综合决策指挥层，贯穿于整个系统有两个保障体系。基础信息层由网络平台、属性和空间数据组成；专业与区域应用层由各专业应用程序组成，主要包括属性数据的操作、地理信息系统和网上发布系统；综合决策指挥层主要指指挥调度中心；两个保障体系是政策法规与管理体系、技术标准规范及信息安全。

　　2、系统网络结构：煤矿安全监察地理信息系统是一个建立在网络上的应用系统，系统结构采用基于“浏览器/服务器”的分布式结构，数据集中存放在中心站(省级矿山安全监察管理部门)内的服务器中。在中心站中，通过桌面GIS软件MicroStation+GeoGraphics进行数据更新与维护，同时进行一些复杂的统计分析运算，并将结果存入数据库中。

　　三、国内矿山地质测量信息系统开发情况

　　矿山地质测量信息系统把以前繁琐的手工劳作简化为以计算机为中心的自动化管理，使矿山地质测量资料的记录、计算、存贮、查询更加正确、方便、快速、可靠，图纸形成与绘制更加标准、清晰、准确，为领导进行分析决策提供科学依据，为设计部门提供计算机化的数据及图像信息，为上级主管部门输送快捷可靠的资料。国内煤矿安全研究和管理部门开展了不同程度的研究与系统开发工作，取得了阶段性成果。具体地说，主要进行了以下工作。①针对具体煤矿的“一通三防”信息管理，主要包括通风测量、通风设施、防瓦斯等②针对局、矿两级的矿井通风安全报表系统，主要是完成报表填报管理。③针对矿井“一通三防”中技术问题的辅助系统，主要功能是矿井通风测量、主要通风机性能测定、瓦斯等级鉴定等。④矿井监测系统以及与之相连接的数据处理系统，井下安全生产监控信息的表达主要以模拟图形为主。但是，很多研究与系统开发工作主要结合不同的专业领域来开展，并没有结合煤矿安全管理与数据共享的特点从底层设计专用的地理信息系统。这样，系统既不能与动态变化的空间图形信息发生密切的联系，也不能很好地解决数据的完全集成和决策分析。

　　四、煤矿地质测量信息系统的关键技术

　　1、煤矿地质测量信息的采集。煤矿地质测量信息的采集一般通过遥感、数字摄影、GPS(全球定位系统)，勘探、井下实测等手段获取。

　　2、煤矿地质测量专业GIS平台的设计。面向对象的软件开发方法OMT以面向对象的思想为基础，通过对问题进行抽象，构造出一组相关的模型，从而能全面地捕捉问题空间的信息。图形数据结构中的每一个对象都由其成员数据和作用于成员数据的操作所组成，面向对象技术和Windows的消息驱动结构使得软件开发有了一个根本性的飞跃。通过对象的封装性和继承性使得软件的模块化、稳定性、可操作性、可维护性以及代码的可重用性都大大地提高。

　　3、煤矿地质测量专业图形的自动生成。在煤矿的勘探、开采设计及生产过程中，地质和测量图件是设计、生产的基础资料和依据，是地测工作最终成果的重要组成部分和形象化的表现形式。常用的图件主要包括：(1)柱状类。如：钻孔柱状图、综合柱状图、煤层小柱状、煤岩层对比图。(2)剖面类。如：地质剖面图、采区剖面图、巷道素描图。(3)平面类。如：煤层底板等高线与储量计算图、各类等值线图、工作面循环图表等。

　　五、煤矿安全生产地理信息系统展望

　　从开发煤矿安全生产地理信息系统入手，运用GIS技术、数据库技术计算机网络技术实现管理信息、生产信息、安全信息一体化自动采集、共享、应用。再进一步运用数据仓库技术、模拟仿真技术、自动控制技术发展集监测、控制、和管理决策于一体的自动化安全监控体系的煤矿安全生产信息系统将是信息社会中煤矿安全生产的重要组成部分。

　　总而言之，信息技术的发展使得当今社会在信息的获取、存储、分析、处理和发布等方面取得了实质性的进展。数字煤矿的发展战略要求煤矿各生产部门在开发各自专业管理软件的同时，要制定统一的信息化标准体系和相应的共享机制。煤矿地质测量工作在煤矿企业安全生产中的基础地位，决定了发展煤矿地质测量空间信息系统的重要性。地质测量信息采集的多源化、管理的网络化、决策支持的智能化以及与其他专业系统的集成，是煤矿地质测量空间信息系统发展的方向。