煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

雷立杰

(山西南煤集團(tuán)南莊分公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，很多管理部門將其運(yùn)用至管理規(guī)劃中，改善了傳統(tǒng)的管理規(guī)劃理念，例如電子文圖替代手工圖紙以及制作文件等。針對(duì)煤礦采掘工作而言，采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛，可有效改善工作過程中所存在的不良問題，并對(duì)各項(xiàng)管理工作以及決策起到一定的輔助效果，促使煤礦企業(yè)朝向生產(chǎn)管理一體化的方向前進(jìn)，不僅可有效提高安全質(zhì)量，同時(shí)也能夠積極提升生產(chǎn)效率，減少各項(xiàng)成本費(fèi)用的支出，所以數(shù)字化管理系統(tǒng)在煤礦領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景[1]。文中主要介紹了煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，并闡述了其設(shè)計(jì)理念，為今后煤礦行業(yè)的發(fā)展提供相應(yīng)的參考。

1 背景技術(shù)

針對(duì)井上下對(duì)照?qǐng)D而言，其主要體現(xiàn)了井下采掘工程和地形地物的聯(lián)系，通過應(yīng)用對(duì)照?qǐng)D，能夠準(zhǔn)確掌握地面地形與礦區(qū)之間的關(guān)系，有利于各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作的展開，同時(shí)也能明確礦井的開采深度及巖層在移動(dòng)過程中對(duì)地表產(chǎn)生影響的范圍，可有效改善采煤對(duì)鐵路及建筑物等的影響，也能使排水等問題得到解決，有利于測(cè)量以及采掘等工作的開展。通過對(duì)井上下對(duì)照?qǐng)D進(jìn)行分析后可發(fā)現(xiàn)，其所應(yīng)用的底圖為井田地形圖，應(yīng)用采掘工程測(cè)量資料填繪各個(gè)相關(guān)巷道，并明確采掘條件，也是進(jìn)行采礦工作的重要圖件，基本上應(yīng)用在地下工程布局以及明確地面地形與地物之間的聯(lián)系，促使工程師與管理工作者可以準(zhǔn)確了解采礦會(huì)對(duì)地面以及地物所造成的影響，并提前采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)事故，進(jìn)而造成不可預(yù)估的后果，提高安全質(zhì)量[2]。

2 技術(shù)方案

2.1 技術(shù)手段

通過對(duì)煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)進(jìn)行分析后可發(fā)現(xiàn)，其主要應(yīng)用了地理信息系統(tǒng)，人機(jī)交互以及互聯(lián)網(wǎng)資源共享等技術(shù)手段，而對(duì)礦井地面子系統(tǒng)以及井下子系統(tǒng)進(jìn)行正確規(guī)劃，并采用科學(xué)手段而進(jìn)行有效管理，為礦區(qū)各項(xiàng)工作的開展提供有利幫助，同時(shí)也對(duì)決策及管理工作起到輔助作用，進(jìn)而提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)[3]。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

針對(duì)這一系統(tǒng)而言，其主要結(jié)構(gòu)有以下幾項(xiàng)子系統(tǒng)，具體如圖1所示。

圖1 數(shù)字化管理系統(tǒng)組成

這一系統(tǒng)主要包括以下子系統(tǒng)，①井下采掘進(jìn)度信息協(xié)同在線子系統(tǒng)；②井下瓦斯抽放工程信息子系統(tǒng)；③井下底板注漿改造工程信息子系統(tǒng)；④地表建筑物情況信息子系統(tǒng)。

從圖1可以看出，第一項(xiàng)子系統(tǒng)2主要包括基礎(chǔ)層6、傳輸層7以及應(yīng)用層8。基礎(chǔ)層6則包含基本圖元、生產(chǎn)進(jìn)度以及信息，其是獲取各項(xiàng)信息內(nèi)容的基礎(chǔ)條件，在所有采掘作業(yè)中，均由這一基礎(chǔ)層而負(fù)責(zé)采集巷道輪廓等數(shù)據(jù)，并按照采掘作業(yè)進(jìn)度及生產(chǎn)狀況而獲取相關(guān)巷道的作業(yè)信息，并把采掘作業(yè)進(jìn)度能夠及時(shí)地反饋在平面圖中。傳輸層7則主要負(fù)責(zé)傳輸基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及各種圖形，并利用網(wǎng)絡(luò)共享途徑而傳遞至用戶界面。在應(yīng)用層8中則對(duì)其他兩層的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查看與搜索，并了解采掘進(jìn)度，進(jìn)而合理安排生產(chǎn)作業(yè)內(nèi)容，并調(diào)控作業(yè)進(jìn)度；第二項(xiàng)子系統(tǒng)3則負(fù)責(zé)錄入井下瓦斯抽放工程的相關(guān)內(nèi)容，其中主要包含瓦斯抽放鉆孔的實(shí)際操作狀況以及抽放管路的相關(guān)信息，并為各項(xiàng)工作的展開提供相應(yīng)的參考，并予以一定的技術(shù)指導(dǎo)，合理做好宏觀調(diào)控；第三項(xiàng)子系統(tǒng)4主要負(fù)責(zé)采集井下底板注漿改造工程的相關(guān)數(shù)據(jù)及信息內(nèi)容，其中主要可包含巷道開挖數(shù)據(jù)等，通過采集巷道開挖數(shù)據(jù)后，可為注漿作業(yè)的開展提供一定的技術(shù)支持，不但能夠防止出現(xiàn)二次作業(yè)時(shí)底板反拱的情況，同時(shí)也可有效改善一些不良現(xiàn)象；第四項(xiàng)子系統(tǒng)5中，則創(chuàng)建了礦井各個(gè)位置的對(duì)照衛(wèi)星圖，在這一圖件的作用下能夠正確進(jìn)行操作，同時(shí)也能夠精準(zhǔn)地判斷建筑物與工作面之間的距離，進(jìn)而明確切眼等位置，同時(shí)也可以密切監(jiān)測(cè)地表建筑水平，防止出現(xiàn)危險(xiǎn)事故[4]。

2.3 模塊要件

實(shí)際系統(tǒng)開發(fā)過程中，在基礎(chǔ)層6利用GIS創(chuàng)建了所有采掘工作的CAD文件，并包括了很多相關(guān)的設(shè)計(jì)巷道輪廓。在每項(xiàng)采掘工作中，均將每日的工程進(jìn)度以及作業(yè)情況記錄到相對(duì)應(yīng)的文件中，并標(biāo)記好施工時(shí)間、通尺以及地形地勢(shì)等內(nèi)容，進(jìn)而利用這一文件而掌握采掘工作的實(shí)際狀況，為擬定采掘管理規(guī)劃提供相應(yīng)的參考。在傳輸層7中則利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)資源共享，擴(kuò)大用戶們的數(shù)據(jù)范圍，加強(qiáng)彼此之間的交流。對(duì)于應(yīng)用層8來說，主要?jiǎng)t是可以準(zhǔn)確呈現(xiàn)出井下采掘作業(yè)的實(shí)際情況，并利用多種功能而將其作業(yè)情況進(jìn)行有效集合，通過對(duì)外部參照進(jìn)行分析后可發(fā)現(xiàn)，子圖形和主圖形之間的距離比較穩(wěn)定，并且比例無過多變化，當(dāng)子圖形發(fā)生變化時(shí)，主圖形也會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的改善。在第四項(xiàng)子系統(tǒng)5中，其所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)資料是不收取任何費(fèi)用的，在應(yīng)用 PHOTOSHOP等辦公軟件后可對(duì)其進(jìn)行有效處理，進(jìn)而制作出相應(yīng)的圖件，為后期各項(xiàng)工作的展開提供相應(yīng)的參考[5]。

3 結(jié)論

(1)煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)中，采掘信息可在采掘工程平面圖中得到集合，進(jìn)而有效展現(xiàn)出其空間屬性，有利于管理工作者各項(xiàng)工作的開展。

(2)可利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)資源共享，不僅能夠及時(shí)傳遞各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也可有效減少反饋時(shí)間，極大程度地提升了工作效率，有利于各個(gè)部門的工作人員能夠動(dòng)態(tài)化地了解采掘進(jìn)度情況，對(duì)各項(xiàng)決策及管理工作的開展提供技術(shù)支撐。

(3)可利用辦公軟件而制作出礦井上下對(duì)照衛(wèi)星圖，不僅可以減少成本費(fèi)用的支出，并且誤差較小，圖面清晰，直觀形象，方便全面掌握煤礦的生產(chǎn)進(jìn)度。

(4)經(jīng)過應(yīng)用井上下對(duì)照衛(wèi)星圖之后，能夠準(zhǔn)確地了解到建筑與采掘工作面的位置，并合理判斷出順槽以及切眼距離，也能夠密切監(jiān)測(cè)地表建筑的相關(guān)信息，不僅可以保障建筑的安全質(zhì)量，同時(shí)也可有效提高煤礦的回收量，避免產(chǎn)生一些危險(xiǎn)情況。