基于MapGIS的煤礦水源信息數(shù)據(jù)研究

馮富壽，杜 寧*，吳桂義，王圓圓，駱 林

（1.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

基于MapGIS的煤礦水源信息數(shù)據(jù)研究

馮富壽1，杜 寧1*，吳桂義1，王圓圓1，駱 林1

（1.貴州大學(xué) 礦業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

為實(shí)現(xiàn)煤礦水源信息的可視化管理，沖破YSYF6識(shí)別儀對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)顯示的極限性，以Visual Basic 6.0為平臺(tái)，對(duì)MapGIS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦水源信息的統(tǒng)一管理和礦井圖到水源信息表的一體化管理?？蔀榈V井地形圖的管理和礦井的水害預(yù)測(cè)及防治提供一定的幫助。

水源信息；可視化；Visual Basic6.0；MapGIS；一體化

1 研究區(qū)概況

大龍煤礦位于貴州省中南部的惠水縣城西南面，距縣城約9 km，屬惠水縣大龍鎮(zhèn)所轄，309省道從礦區(qū)的北西面通過，礦區(qū)有簡(jiǎn)易公路與之相連，距離1.5 km。礦區(qū)范圍內(nèi)無河流分布，地表水大多為季節(jié)性沖溝水，沖溝流程短，水量較小，旱季時(shí)干涸，流量受季節(jié)性控制明顯。礦區(qū)內(nèi)出露泉點(diǎn)3個(gè)，流量變化在0.1～0.3 L/s。區(qū)域內(nèi)巖溶水和碎屑巖裂隙水均以大氣降水作為主要補(bǔ)給來源，地下水動(dòng)態(tài)隨季節(jié)變化明顯，一般每年3月地下水流量、水位開始回升；8～9月為最高值，其間出現(xiàn)1～3次峰值；10～12月份進(jìn)入平水期，水位、流量開始逐漸遞減；到次年3、4月份降為最低值。主要充水水源為大氣降水、地下水和老空積水。其中大氣降水是礦區(qū)主要充水因素之一。大氣降水通過落水洞、漏斗等巖溶負(fù)地形灌入地下及裂隙、孔隙滲入地下成為井巷的主要充水水源。礦區(qū)內(nèi)的主要含水層有P2m、P3w、P3c+d的灰?guī)r、含燧石灰?guī)r及硅質(zhì)巖[1-3]，因此該礦區(qū)多以老空水及巖溶裂隙水為主。

2 信息數(shù)據(jù)預(yù)處理

1）資料收集。根據(jù)大龍煤礦水源信息數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)目的，大龍煤礦水文地質(zhì)資料、井下水分布情況及不同出水點(diǎn)的水質(zhì)成分都是較為重要的資料。本次除了收集到大龍煤礦安全專篇、水文地質(zhì)報(bào)告、井下分布圖等紙質(zhì)資料外，還到井下1101回風(fēng)巷、1102回風(fēng)巷中段、1103運(yùn)輸巷迎頭等7個(gè)出水點(diǎn)采集了多個(gè)水樣，為數(shù)據(jù)庫(kù)的建立奠定了理論基礎(chǔ)。

2）資料整理。根據(jù)需要，首先將取水點(diǎn)位置在大龍煤礦井下圖上標(biāo)出，并將其矢量化，在CAD中將其保存為dxf格式文件，通過MapGIS轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的點(diǎn)文件、線文件及區(qū)文件，用于對(duì)礦井圖的管理。

3）實(shí)驗(yàn)原理及方法。將井下所提取的水樣，利用 YSYF6識(shí)別儀監(jiān)測(cè)出Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、 NH4+等6種陽(yáng)離子；Cl-等5種陰離子以及PH值、溫度、礦化度等技術(shù)指標(biāo)。其中種離子是利用水質(zhì)中的該離子在一定條件下與檢測(cè)液發(fā)生反應(yīng)，并生成某些產(chǎn)物，在一定范圍內(nèi)，通過檢測(cè)產(chǎn)物的透光率間接得到離子的濃度；Ca2+、Mg2+、及總硬度是用指示劑進(jìn)行滴定，根據(jù)終點(diǎn)到達(dá)時(shí)所消耗的滴定溶液的量來計(jì)算離子濃度；PH值采用PH試紙直接檢測(cè)；礦化度利用電導(dǎo)電極電頭進(jìn)行檢測(cè)；氧化還原電位的檢測(cè)通過ORP電極探頭進(jìn)行。

4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。將YSYF6識(shí)別儀對(duì)7個(gè)取水點(diǎn)的水樣進(jìn)行各離子成分的分析后，分析數(shù)據(jù)保存在Access數(shù)據(jù)表中，利于系統(tǒng)的調(diào)用、查詢和管理。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路以及主要實(shí)現(xiàn)代碼

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程見圖1。

圖1 程序設(shè)計(jì)流程圖

該系統(tǒng)主要功能包括礦井圖形的編輯、各水樣信息查詢、添加、刪除、水源識(shí)別以及分析成果的輸出等。部分主要代碼展示如下[4]：

LinA.Save ‘新建線文件

EV.LinArea = LinA

LinA.AppendFile ‘打開線文件

EV.LinArea = LinA

LinA.Clear ‘關(guān)閉線文件

EV.RestoreWindow

EV.SelectLine ‘選擇線

EV.DeleteLine ‘刪除線

EV.MakeLine ‘輸入線

EV.EditGiveLine ‘修改線參數(shù)

EV.UpdateWindow

EV.EditLineAttStru ‘修改線屬性

其他對(duì)點(diǎn)文件、區(qū)文件的編輯代碼跟線文件的基本一樣。

/對(duì)水樣各離子成分的查詢/[5,6]

Dim z As String

Dim Q As String

z = Trim(Text1.Text)

Q = Trim(Text2.Text)

Connstring = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0; data source=" & App.Path & "礦井水質(zhì)分析結(jié)果數(shù)據(jù).mdb"

With conn

conn.ConnectionString = Connstring

conn.CommandTimeout = 10

conn.Open

End With

Set Cmd.ActiveConnection = conn

StrSQL = "select * from " & z & " where 采樣地點(diǎn)='" & Q & " '"

rs.Open StrSQL, conn, adOpenKeyset, adLockPessimistic

If rs.EOF = True Then

MsgBox "沒有找到記錄！", 48, "友情提示"

rs.Close

Set rs = Nothing

Set conn = Nothing

Text1.Text = ""

Text2.Text = ""

Exit Sub

Else

StrSQL = "select 氧化還原電位（mV）from " & z & " where 地名='" & Q & " '"

Cmd.CommandText = StrSQL

Cmd.CommandType = adCmdText

/對(duì)水樣水源識(shí)別/

If Text3.Text 〉 92.14 And Text3.Text 〈 95.18 And……And Text34.Text 〈 0.1 Or Text34.Text = 0.1 Then

Text37.Text = "老窯水"

ElseIf Text3.Text 〉 88.97 And Text3.Text 〈 92.36 And……And Text34.Text 〈 0.1 Or Text34.Text = 0.1 Then

Text37.Text = "巖溶裂隙水"

4 系統(tǒng)的調(diào)試

為了保證程序正常運(yùn)行，要注意各種類型實(shí)體的類型和屬性、方法與事件，名稱要簡(jiǎn)潔明了。該程序在Microsoft Windows XP系統(tǒng)、Microsoft Visual Basic6.0、MapGIS6.7 sdk環(huán)境下已調(diào)試通過[7]。貴州省礦井水源信息數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)程序界面按照設(shè)計(jì)的構(gòu)思，突出了“所想即所查”的初衷。程序界面簡(jiǎn)潔、美觀，提供了大尺度的快捷鍵按鈕，操作簡(jiǎn)單易行。

該系統(tǒng)主要應(yīng)用于管理煤礦礦井圖和井下水的化學(xué)信息存儲(chǔ)、查詢、添加、刪除及水源識(shí)別工作，便以大龍煤礦水源信息庫(kù)命名，密碼為DLmine，登錄系統(tǒng)之后主界面上會(huì)顯示“大龍煤礦水源信息系統(tǒng)”。

1）礦井取水點(diǎn)位置顯示功能。以大龍煤礦2號(hào)水樣為例，進(jìn)行該系統(tǒng)登錄之后功能演示。運(yùn)用大龍煤礦水源信息系統(tǒng)得到大龍煤礦井下取水點(diǎn)位置圖，可以顯示出各取水點(diǎn)位置、井下巷道布設(shè)、采空區(qū)位置等，如圖2所示。

圖2 大龍煤礦井下取水點(diǎn)位置圖

2）各取水點(diǎn)水樣化學(xué)信息及水源識(shí)別功能。以大龍煤礦2號(hào)水樣進(jìn)行水樣化學(xué)信息的查詢及水患預(yù)測(cè)演示。在大龍煤礦井下簡(jiǎn)圖上用鼠標(biāo)選中2號(hào)取水點(diǎn)，單擊編輯菜單，選擇“查詢”，即可進(jìn)入水樣信息查詢及水質(zhì)分析界面，如圖3所示。

3）打印功能。為方便煤礦安全監(jiān)管部門對(duì)下級(jí)部門的指示下達(dá)，同時(shí)保證紙質(zhì)信息的及時(shí)獲取，該系統(tǒng)特意實(shí)現(xiàn)了水源信息的打印功能。打印格式為“Excel”文檔，方便廣大用戶的使用。以大龍煤礦2號(hào)水樣為例演示該系統(tǒng)的打印功能。在查詢及水源識(shí)別界面點(diǎn)擊“打印”按鈕，即可自動(dòng)生成如圖4所示的“Excel”格式文檔。

圖3 大龍煤礦1101回風(fēng)巷中段水質(zhì)分析結(jié)果

圖4 “大龍煤礦1101回風(fēng)巷中段水樣水質(zhì)分析結(jié)果表”打印圖

5 結(jié) 語(yǔ)

以VB為開發(fā)平臺(tái)，對(duì)MapGIS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，用YSYF6識(shí)別儀對(duì)水樣的各種離子成分含量的數(shù)據(jù)來建立水源信息數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大龍煤礦礦井圖的管理，同時(shí)對(duì)該礦井的水源信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了由礦井圖到水源信息表的一體化管理，為礦井的水害預(yù)測(cè)及防治提供了一定的輔助決策手段。

[1] 郭民.貴州煤礦水害的特點(diǎn)與防治[J].煤礦安全,2010(5):53-55

[2] Wu Q, Wang M, Wu X. Investigations of Groundwater Bursting into Coal Mine Seams Floors from Zones [J].International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences , 2004(41):557-571

[3] O'Nions R K, Pankhurst R J. Rare Earth Element Distribution in Archean Gneisses and Anorthosites[J]. Godthab Area，West Greenland, 1974 (22): 328-338

[4] 武漢中地信息工程有限公司.MapGIS 地理信息系統(tǒng)開發(fā)手冊(cè)[Z].武漢：武漢中地信息工程有限公司，2000

[5] 韓麗蓉,過靜. 利用VB進(jìn)行二次開發(fā)建立房屋管理系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào), 2000(11):15-17

[6] 劉仁義，劉南. 圖形數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合及其應(yīng)用[J].測(cè)繪學(xué)報(bào), 2000(4):329-334

[7] 張富凱.礦井突水水源判別系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].西安：西安建筑科技大學(xué),2011

P208

B

1672-4623（2015）04-0058-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.021

馮富壽,碩士，主要從事地理信息數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用。

2014-07-10。

項(xiàng)目來源：貴州省工業(yè)攻關(guān)資助項(xiàng)目（黔科合GY字（2011）3054）；貴陽(yáng)市工業(yè)攻關(guān)資助項(xiàng)目（[2009]筑科2合同字第1—067號(hào)）。（*為通訊作者）