基于地測信息管理系統(tǒng)GIS3.2的煤層底板等高線的優(yōu)化

葉喜平

(山西汾西正文煤業(yè)有限公司，山西 孝義 032300)

引言

進入21世紀，我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，使得煤礦生產(chǎn)技術(shù)不斷更新?lián)Q代。因此，有了相關(guān)煤礦生產(chǎn)技術(shù)的保障，我國煤礦生產(chǎn)取得不小成效，煤礦產(chǎn)量呈上行趨勢。而取得如此成績的背后，卻是地測信息管理系統(tǒng)等技術(shù)手段的改進與優(yōu)化。

一、煤層底板等高線圖應用現(xiàn)狀與出現(xiàn)問題

正文煤業(yè)在經(jīng)過七年的開采，煤層建井前的煤層底板等高線已發(fā)生了很大變化，其等高線圖沒有適時更新，便難以達到生產(chǎn)的基本條件。所以利用這樣的煤層底板等高線圖，便難以全面反應煤層空間形態(tài)與構(gòu)造的變化。那么，基于此，會出現(xiàn)越來越多的煤礦設計不合理，煤礦生產(chǎn)事故頻發(fā)，以及儲量監(jiān)測與煤礦產(chǎn)量低等問題。這無疑給正文煤業(yè)的發(fā)展帶來了不少的阻礙。

二、煤層底板等高線的重要性

煤層底板等高線圖在礦井生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，它為礦井生產(chǎn)提供了最基本地質(zhì)圖件。像采區(qū)設計、工作面開拓設計、礦井提升運輸、供排水[1]，以及許多礦井生產(chǎn)中需要用到此地質(zhì)圖件。有了最基本的煤層底板等高線圖等地質(zhì)信息，那么便容易進行煤礦生產(chǎn)工作了。所以，我們需要在了解原有的煤層底板等高線圖的基礎上，學會靈活的繪制煤層底板等高線，這對于煤礦工作面開拓設計等工作的開展有十分重要的意義。在建井前，我們繪制煤層底板等高線的依據(jù)，很大程度上是依靠鉆孔資料中提供的煤層底板標高。

而正文煤業(yè)地測科主要從鉆孔資料中的煤層底板標高和采掘過程實測的導線點高程這個基本點出發(fā)[2]，根據(jù)相關(guān)資料中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化建井前煤層底板等高線圖，對此進行數(shù)據(jù)處理與加工，彌補原有煤層底板等高線圖與現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)條件不對稱等缺點，從而提高煤層底板等高線圖的實用性，提高煤礦生產(chǎn)安全性，最后達到生產(chǎn)需要的目的。

三、地測信息管理系統(tǒng)的基本概況

地測信息管理系統(tǒng)GIS3.2是北京龍軟科技發(fā)展有限公司研發(fā)的，主要應用于煤礦生產(chǎn)工作。而且其管理系統(tǒng)技術(shù)先進，是具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、完全實用化的煤礦專用地理信息系統(tǒng)[3]。因此，該系統(tǒng)有很多優(yōu)勢，即功能強大、又實用、技術(shù)先進性等。比如，它在充分分析國內(nèi)外礦山計算機應用現(xiàn)狀的基礎上，吸取最新的地理信息系統(tǒng)(GIS)、計算幾何、礦山各領(lǐng)域?qū)ｎ}研究的理論和方法，在Windows環(huán)境下，利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)研制而成。

其次，該系統(tǒng)在實用性強，對原有數(shù)據(jù)與信息能夠進行再加工、處理等，并形成對應的礦山地測工作需要的各類圖件。即實現(xiàn)了從原始的基礎數(shù)據(jù)(如鉆孔數(shù)據(jù)、導線點數(shù)據(jù)等)自動生成并動態(tài)優(yōu)化礦山地測工作的各類圖件，如地質(zhì)勘探線剖面圖、采掘工程平面圖、底板等高線及儲量計算圖、工作面地質(zhì)說明書、任意剖面的切割等。經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化的煤層底板等高線圖等地質(zhì)圖件，那么便大大減少了煤礦生產(chǎn)中遇到的阻礙。

四、煤層底板等高線圖的應用

煤礦底板等高線圖的應用，需在之前固有的煤層底板等高線圖的基礎上進行完善。所以，下面先了解原有煤層底板等高線圖，再進行優(yōu)化煤層底板等高線圖。

圖1 正文煤業(yè)原有煤層底板等高線圖

1 正文煤業(yè)原有煤層底板等高線圖

正文煤業(yè)原有煤層底板等高線圖，經(jīng)過煤層開采時間與開采深度的推進，原有煤層底板等高線圖已顯示出了相應的弊端。

2 煤層底板等高線優(yōu)化

1)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)原有煤層底板等高線圖，提取未采掘區(qū)域數(shù)據(jù)采用原煤層底板等高線上的等值線點。具體方法為：點擊地測信息管理系統(tǒng)GIS3.2界面進入等值線圖，進入等值線，最后點擊采集等值線點，即為下圖中的洋紅色點；其次，在采掘區(qū)域，做好數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的工作，即將實際測量的測量點高程數(shù)值進行相應轉(zhuǎn)換，換成煤層底板數(shù)據(jù)，即為圖2中的藍色點。

圖2 煤層底板等高線優(yōu)化

2)在未完成的煤層底板等高線圖中，做好第二項設置任務，設置好邊界和控制點搜索條件。在地測信息管理系統(tǒng)GIS3.2界面下選中“等值線圖”菜單，點擊在等值線圖中菜單下的欄目“三角網(wǎng)模型”，然后設置。

3)建立模型，即搭建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)模型。點擊“等值線”菜單下的“三角網(wǎng)模型-生成三角網(wǎng)”命令，系統(tǒng)自動根據(jù)圖形上的數(shù)據(jù)點進行插值并建立不規(guī)則三角網(wǎng)模型。

圖3 三角網(wǎng)模型

最后一項任務是生成等值線，然后在此基礎上備注等值線。執(zhí)行菜單“等值線圖”-“等值線”-“生成等值線”及“等值線注記”。

圖4 生成等值線

五、煤層底板等高線圖優(yōu)化的必要性

基于地測信息管理系統(tǒng)GIS3.2技術(shù)，主要作用是為煤礦生產(chǎn)工作而存在的。它為工作面開拓設計，煤礦生產(chǎn)設備的管理等提供了重要的依據(jù)。因此，應用此系統(tǒng)，我們對原有煤層底板等高線圖進行了優(yōu)化。因為，其能提高煤層底板等高線圖在煤礦生產(chǎn)的實用性，以更加可靠與真實的相關(guān)數(shù)據(jù)，為煤礦設計、生產(chǎn)，以及煤礦儲量提供預先的信息參考，從而有了精密度的煤礦底板等高線圖等地質(zhì)信息，為煤礦企業(yè)生產(chǎn)提供必要的保障，提高生產(chǎn)安全性。