煤礦地測空間管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用與探討

0 引言

根據(jù)三維模型及數(shù)據(jù)兼容的參數(shù)，為安全生產(chǎn)的決策提供參考依據(jù)。

1 基本功能介紹

煤礦地測空間管理信息系統(tǒng)是主要功能就是，將礦井的煤層、地層、巷道等三維化處理，實現(xiàn)二維、三維化管理，此功能，一方面，可以管理礦體和巷道，另一方面，可以將礦井生產(chǎn)安全有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行三維化管理，由此實現(xiàn)礦井的三維動態(tài)信息管理。

2 二維地測系統(tǒng)

①功能全面，界面友好，操作簡便。②成圖自動化：幾乎所有地測基礎(chǔ)圖件均可自動生成。③ 儲量動態(tài)計算，鼠標(biāo)動，面積就動，儲量就動，一次計算范圍不受限制，方便快捷。④完善的各種基本圖元、點型、線型、圖案符號以及自定義功能。⑤可以輸出DXF、WMF等多種通用格式，并可信息無損的轉(zhuǎn)換為MapGIS格式的圖形文件。⑥結(jié)點參數(shù)直接鼠標(biāo)修改和圖形屬性頁技術(shù)。⑦動態(tài)、自由放縮技術(shù)。⑧柱狀圖格式、煤巖層對比圖的輸出格式等。⑨直接讀取測井?dāng)?shù)據(jù)繪制測井曲線。⑩支持粘貼板功能：使圖形文件間圖形對象的拷貝變得方便。■比例縮放技術(shù)?！鋈我獗壤摺！鑫募纳蟼骱拖螺d功能?！?任意剖面：多層，且可切出地層厚度，投影附近的鉆孔。■各種符號（基本圖元、點型、線型、圖案符號）的整體替換功能。■能夠?qū)崿F(xiàn)對于圖中巷道、鉆孔、儲量塊段等的定位查找。

3 建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫

將煤礦采礦權(quán)范圍所有鉆孔和周邊合理范圍內(nèi)鉆孔的基礎(chǔ)資料（孔口坐標(biāo)、孔口標(biāo)高、終孔深度）和全部分層資料;錄入所有勘探線的基礎(chǔ)資料、斷層資料，形成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，并能生規(guī)定格式的統(tǒng)計臺帳。

4 建立測量數(shù)據(jù)庫

將煤礦建礦以來的所有巷道的導(dǎo)線點資料，形成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫，并能生成規(guī)定格式的統(tǒng)計臺帳。

5 三維基本功能

5.1 地測數(shù)據(jù)導(dǎo)入

根據(jù)測量導(dǎo)線數(shù)據(jù)，可以很方便的生成基礎(chǔ)巷道數(shù)據(jù)，并提供多種選擇，可以根據(jù)根據(jù)整個水平、某個采區(qū)、工作面名稱、巷道名稱等來生成。第一次使用該系統(tǒng)，一般采用整個水平面生成，同時可以將該系統(tǒng)與其余安全生產(chǎn)的其余系統(tǒng)進(jìn)行對接，將其余安全生產(chǎn)的系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)兼容至該系統(tǒng)中，形成綜合性數(shù)字化調(diào)度平臺。

5.2 三維圖層功能

三維可視化包括如下圖層： ①地形地貌圖層：表示地形、建筑、水體、道路、管路、植被、煤巖層、地質(zhì)構(gòu)造、礦巷、采掘面的位置等地形地貌信息;②攝像機圖層：井下電視監(jiān)控攝像頭的位置信息及監(jiān)控圖像;③礦井安全檢測設(shè)備圖層：檢測井下氣象（溫度、風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊龋┑脑O(shè)備位置信息;④定位設(shè)備圖層：井下人員、車輛配備定位設(shè)備作為移動目標(biāo)在地圖上顯示;⑤火災(zāi)報警探測器圖層：地圖上設(shè)置此圖層，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，監(jiān)控人員能夠及時了解發(fā)生火情的地理位置;⑥生產(chǎn)調(diào)度電話圖層：地圖上設(shè)置此圖層，以監(jiān)視井下生產(chǎn)電話的使用情況;⑦其他設(shè)備圖層：包括井上、下的需要在三維虛擬可視化信息系統(tǒng)上作綜合管理和監(jiān)控的設(shè)備，主要包括運輸提升設(shè)備、通防設(shè)備、機電設(shè)備、供排水設(shè)備等。

6 基礎(chǔ)三維虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)功能

系統(tǒng)包含以下功能：①顯示全礦井原始比例尺寸;②對三維虛擬現(xiàn)實場景的放大顯示操作;③對三維虛擬現(xiàn)實場景的縮小顯示操作;④對三維虛擬現(xiàn)實場景的漫游操作;⑤提供鷹眼功能，以供快速定位;⑥可以全局查看巷道，也可以從全局點擊任意一條巷道的任意位置進(jìn)入巷道內(nèi)部，進(jìn)入內(nèi)部可以在巷道內(nèi)部行走，可以對巷道內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行點檢（傳感器、變壓器、綜保、電機、局扇、風(fēng)門等），可以實時查看當(dāng)前傳感器的實時值（如瓦斯、風(fēng)速、電壓、電流、局扇開停、風(fēng)門狀態(tài)等）;⑦提供行走相機和自動漫游巡檢相機功能;⑧ 自動巡檢相機可以手工設(shè)置巡檢路徑，也可以刪除路徑后重新設(shè)定巡檢路徑;⑨可以將三維虛擬現(xiàn)實場景保存成圖片格式輸出，如BMP，JPG格式。

7 三維對象信息功能

①顯示整個礦井區(qū)域的三維空間地理信息;②實時跟蹤井下作業(yè)人員和車輛;③回放人員和車輛的歷史軌跡;④可以提供設(shè)施設(shè)備信息查詢定位;⑤選擇顯示設(shè)施設(shè)備重要屬性信息;⑥為每個監(jiān)控設(shè)備或設(shè)施進(jìn)行TAG點配置，與二維同步。

8 三維空間系統(tǒng)信息查詢功能

通過該界面，可以實現(xiàn)以下功能：①關(guān)聯(lián)：設(shè)備或設(shè)施的屬性信息與數(shù)據(jù)庫的字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，與二維同步;②點查詢：點擊某一設(shè)備或設(shè)施查詢該設(shè)備或設(shè)施的信息;③矩形區(qū)域查詢：在地圖上劃一個矩形區(qū)域，查詢該矩形區(qū)域內(nèi)的設(shè)備或設(shè)施信息;④關(guān)聯(lián)查詢：實現(xiàn)重點局部區(qū)域詳細(xì)信息的超級關(guān)聯(lián)查詢;⑤組合查詢：可以對不同的圖形進(jìn)行自動疊置和拼接查詢，例如可以查詢井田邊界以外的實施、煤礦與本礦的接觸、連接和關(guān)聯(lián)情況。

9 三維對象的狀態(tài)反饋功能

①顯示設(shè)備的運行狀態(tài);②在設(shè)備狀態(tài)滿足預(yù)先設(shè)定的報警條件時，采用動態(tài)或色彩標(biāo)示出報警點，及時提醒管理人員加以處理。

10 三維場景的編輯功能

①可以在三維虛擬現(xiàn)實場景中增加傳感器和設(shè)備，與二維基礎(chǔ)信息平臺數(shù)據(jù)同步;②可以手動增加巷道、鉆孔數(shù)據(jù);③可以在三維場景動態(tài)增加實時數(shù)據(jù)，如：瓦斯、風(fēng)速、開停等;④可以對三維場景中不需要或已經(jīng)撤除的傳感器或點位進(jìn)行刪除、移動操作;⑤可以在組態(tài)環(huán)境中實時監(jiān)控數(shù)據(jù)。

11 結(jié)論

根據(jù)三維及二維的轉(zhuǎn)換，可以在視覺上形成一個清晰的觀感，同時根據(jù)三維數(shù)據(jù)參數(shù)及其余系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)對照，可以為下一步的安全生產(chǎn)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

作者簡介：賈華憲，男，漢，1964年7月12日出生，畢業(yè)于新疆工業(yè)高等專科學(xué)校，助理工程師，目前在新疆烏蘇四棵樹煤炭有限責(zé)任公司八號井任職。