煤矿安全地理信息系统设计研究

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一基于网格GIS的煤矿安全地理信息系统的设计

1构建系统总体结构

根据上述对网格GIS的基本结构和关键技术的描述，利用网格GIS建立的煤矿安全地理信息系统除了要设置安全生产检测、辨识污染源、安全评价、相应措施、全国范围内信息交流等基本子系统外，还要设置极具特色的决策支持系统。系统的工作原理是，在安全监测和危险源辨识专家系统基础上，一旦系统发生异常，决策系统就会做出决策，并通过应急救援系统进行救治。

2设立科学的决策

支持子系统以往的煤矿安全地理信息系统一般都是有关管理、资源的规范，对人员的身体安全规范不足，而基于网格GIS的煤矿安全地理信息系统的巨大优势之一是能建立以确保煤矿生产和人身安全为目的的煤矿安全决策支持子系统，且该系统是在完全共享基础上形成的。

3危险源辨识

专家系统的应用一般而言，煤矿的危险源主要为以下几种：a)煤矿瓦斯。瓦斯是煤矿发生爆炸事故的最主要危险源，主要在一些地质构造、掘进工作面及煤层深处和厚处；b)煤矿通风。通风条件对煤矿安全生产也有重要影响，具体体现在采取通风、通风系统、掘进通风；c)火灾。这是煤矿发生安全事故的又一主要危险源，包括了自燃危险和人为危险；d)煤尘。煤尘极易造成煤矿爆炸，即煤尘爆炸、瓦斯爆炸。此外，顶板冒顶、水灾、地震等也是威胁煤矿安全的重要危险源。

二煤矿安全地理信息系统

在煤矿安全生产中的应用网格GIS与其它系统相比，在煤矿安全生产中的优越性表现在以下几点：a)网格GIS是在网格计算构架基础上的GIS应用，在互联网的基础上利用网格的节点实现资源完全共享，进而建立完善的空间信息网格。用户就能在建立好的网格内选取、访问、分析、共享资源和信息，为煤矿安全生产提供了大量的空间数据和安全信息；b)网格GIS的最大特点是能实现系统内所有资源共享，包括信息资源、计算资源、存储资源、知识资源等。

1煤矿基本概况

店坪煤矿矿区面积为134km2，东西长37km，南北宽4.9km。矿井面积为89km2，有约13层可采煤层，平均总厚度达27.58m，这其中主采层有5层，平均厚度为18.5m。该矿井的地质储量高达15.7×108t，工业储量为14.0×108t，可开采储量为6.8×108t，这其中一水平的为4.07×108t，二水平的有85×108t，整个煤层的构造并不复杂，开采条件优良。

2采取数据

煤矿开采的主要作业方式是以井下开采为主，而井下开采的作业方式与作业的现场、设备、人员和地质水文、运输系统和通风排水等因素相关，在生产过程中会产生大量作业信息。通过对这些信息的收集和整合，得到了大量有助于煤矿安全生产的数据信息。同时，网格GIS还支持各式各样的矿图管理，如通风排水图、井下采掘面工程平面图、避灾路线图、设备设施分布图等。

3设置图层

按照上述矿区的基本概况，设置以下图层：a)矿区边界图层，有盘区、矿界、勘探区的拐点连接；b)矿区构造图层，构造有断层、陷落柱、冲刷带、褶曲等；c)矿区等高线图层，有等高线及等高线标注；d)矿区储量图层，有块段、煤厚、储量数字及级别；e)矿区钻孔图层，主要是钻孔的位置信息；f)矿区采煤工程图层，主要是采煤巷道的现状信息；g)矿区生产掘进工程图层，主要是掘进巷道的现状信息；h)矿区的设备设施分布图层，主要是设备设施的型号和位置信息；i)矿区通风排水图层，有管线、通风排水巷道及管线的流向。

4连通数据与图层

适用于该矿区的煤矿安全地理信息系统数据有图形矢量数据、工程管理数据和空间属性数据。

三结语

网格GIS将地理信息系统和煤矿的安全管理信息系统进行有效集成后，给煤矿的井下安全生产提供了直观、易于操作的可视化界面，实现了煤矿安全生产的全新模式，不仅提高了煤矿的生产效率，还为煤矿的安全生产管理打下坚实基础。

作者：王鹏 单位：山西焦煤霍州煤电集团吕梁山公司店坪矿调度室