開灤礦區(qū)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫搭建與應(yīng)用

陳建廣,張九零,朱定

(華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063210)

0引言

瓦斯災(zāi)害是煤炭開采過程中常見的災(zāi)害之一[1，2]。近幾年來，隨著煤層開采逐漸進(jìn)入煤層深部，瓦斯的含量和壓力逐漸增大，而且煤層透氣性變差，這些因素導(dǎo)致瓦斯的治理難度也相應(yīng)增大[3-5]。傳統(tǒng)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)是由技術(shù)工人利用井下勘探、測試等方法收集到一起，并加以整理、分析和保存[6-8]，查找文件不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，分享和管理也存在很多問題，在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中，煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)的預(yù)測只能靠技術(shù)人員對已有的歷史資料分析、整理和計(jì)算，難免產(chǎn)生誤差[9-11]。而專業(yè)化的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)的信息管理和預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)，能提高收集瓦斯數(shù)據(jù)、管理相關(guān)信息的效率[12-14]。國內(nèi)已經(jīng)建立了基于Web設(shè)計(jì)的煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，使用數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和管理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[15-17]，把關(guān)于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理過程計(jì)算機(jī)化，這樣減少了數(shù)據(jù)處理的工作量，同時(shí)使計(jì)算的結(jié)果更加準(zhǔn)確，共享系統(tǒng)的優(yōu)越性在于提高了數(shù)據(jù)的安全性，便于數(shù)據(jù)管理和查詢分析[18-20]。總體來說，我國在瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)上才剛起步，需要進(jìn)一步發(fā)展并改進(jìn)。為了加強(qiáng)對開灤集團(tuán)礦井瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)的管理，搭建基于MYSQL數(shù)據(jù)庫的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)瓦斯數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、下載等功能。通過這個(gè)系統(tǒng)，能夠更清晰快速地查詢到瓦斯相關(guān)數(shù)據(jù)，為管理決策提供依據(jù)，促使礦井安全技術(shù)管理工作智能化進(jìn)程。

1概述

1.1 開灤礦區(qū)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)框架

開灤礦區(qū)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的搭建是為了實(shí)現(xiàn)瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)管理，對瓦斯參數(shù)做出下載、刪除、修改等操作。為了能夠加強(qiáng)對數(shù)據(jù)庫的管理，該系統(tǒng)設(shè)置有不同權(quán)限的用戶：員工、管理員、領(lǐng)導(dǎo)。由數(shù)據(jù)庫管理員對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析并保存，由系統(tǒng)管理員對用戶的信息，以及用戶的操作權(quán)限進(jìn)行管理。具體瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)框架

1.2 系統(tǒng)需求分析

需求分析首先需要對要研究的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查，目標(biāo)是在對搭建的數(shù)據(jù)庫概況有所了解后，了解數(shù)據(jù)庫所需要具備的功能，然后收集支持系統(tǒng)目標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)處理。需求分析分為對需求信息的收集、分析整理和評審三步。首先，系統(tǒng)為了滿足用戶的要求，要對用戶相關(guān)功能要求進(jìn)行多種方式的調(diào)查，確?？紤]周全。其次，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、加工整理，獲得一個(gè)科學(xué)、合理的業(yè)務(wù)流程。最后，評審是對上兩步的檢測，確保任務(wù)完成，避免出現(xiàn)漏洞。滿足開灤礦區(qū)自身現(xiàn)代化管理的需求系統(tǒng)應(yīng)包括完善的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)信息的監(jiān)測。系統(tǒng)具體的功能描述如下：

(1)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)查詢功能：可實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前井下任意煤層的瓦斯含量、壓力、透氣性系數(shù)、瓦斯吸附常數(shù)等基礎(chǔ)參數(shù)；

(2)下載功能：通過選擇需要的瓦斯參數(shù),將瓦斯數(shù)據(jù)整合到表格中下載到本地；

(3)修改功能：將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行修改；

(4)上傳功能：將修改好的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器；

(5)刪除功能：對數(shù)據(jù)庫存在的錯(cuò)誤或者多余的信息進(jìn)行刪除；

(6)預(yù)測功能：對已有歷史數(shù)據(jù)分析，對瓦斯含量變化進(jìn)行預(yù)測。本系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模塊

圖2中具體管理分為3個(gè)部分：

(1)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)管理。主要包括對煤層瓦斯壓力、含量、透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、煤的破壞類型、堅(jiān)固性系數(shù)、放散初速度、瓦斯吸附常數(shù)、煤層瓦斯鉆屑指標(biāo)、鉆孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采參數(shù)的測定工業(yè)分析等信息的管理，可以對具體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行操作，包括上傳、刪除、修改等。

(2)系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理主要為用戶的登陸操作管理和用戶的操作權(quán)限管理。系統(tǒng)的管理員能夠查詢用戶的信息、添加刪除用戶和修改用戶的基本信息，能對重要的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，也可以對系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行更新維護(hù)。

(3)查詢管理。查詢管理分為兩種類型：一是常規(guī)的利用下拉列表的方式，選擇礦井-煤層-水平等條件逐步查詢所需的瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)；二是利用點(diǎn)擊圖片的方式，直接在地質(zhì)圖上查詢定位到要查詢地點(diǎn)，然后選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

2功能實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)登陸

用戶登錄界面。用戶或系統(tǒng)管理員輸入賬號(hào)密碼即可登陸系統(tǒng)，新用戶需注冊后才能登陸系統(tǒng)。登陸界面如圖3所示。

圖3 登陸界面

用戶注冊：新用戶在登錄頁面點(diǎn)擊"我要注冊"按鈕進(jìn)入注冊頁面，按照要求進(jìn)行注冊。完成注冊后，在登錄頁面，輸入用戶名密碼，就可以進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。用戶注冊完畢之后，就可以正常登陸使用。

操作主界面：登錄成功后，進(jìn)入開灤礦區(qū)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫即可瀏覽系統(tǒng)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，主界面主要包括各個(gè)煤礦的地質(zhì)圖，用戶根據(jù)需求選擇煤礦、水平等到具體查詢地點(diǎn)。操作主界面如圖4所示。

圖4 操作主界面

2.2 系統(tǒng)操作

數(shù)據(jù)查詢：用戶在瓦斯地質(zhì)圖中查詢礦區(qū)，選擇采區(qū)、煤層，在列表中選擇類型，例如煤層瓦斯壓力測定報(bào)告、煤層瓦斯含量測定表、煤的堅(jiān)固性系數(shù)測定記錄、鉆孔瓦斯涌出初速度測定記錄表等。左側(cè)選擇框內(nèi)，可根據(jù)查詢目標(biāo)選擇相應(yīng)條件如孔號(hào)、測點(diǎn)、鉆孔變徑、封孔深度、封孔工藝、采樣地點(diǎn)、采樣方式、采樣深度、沖擊次數(shù)n等。也可在地質(zhì)圖上直接點(diǎn)擊需要查詢的地點(diǎn)，通過一個(gè)或多個(gè)條件逐步確定要查詢地點(diǎn)的參數(shù)，如圖5、圖6所示。

圖5 瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)查詢

圖6 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)查詢方式

如圖6所示，查詢二礦區(qū)-七煤層-瓦斯含量，系統(tǒng)會(huì)在數(shù)據(jù)庫中查詢二礦區(qū)中七煤層的瓦斯含量記錄表，并可以將查詢結(jié)果以Excel文件的方式下載查看。

用地質(zhì)圖查詢時(shí)，直接點(diǎn)擊查詢地點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)定位到該地點(diǎn)的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)，若圖片顯示比例不適合，可通過放大縮小功能對具體的煤礦、煤層、巷道等進(jìn)行選擇。如圖7所示。

圖7 放大功能

數(shù)據(jù)編輯。用戶可以將新增的數(shù)據(jù)信息錄入到瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)，也能對數(shù)據(jù)庫中已存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、保存、刪除等，使數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、完整、可靠。下載查詢的瓦斯數(shù)據(jù)表，對數(shù)據(jù)表內(nèi)容進(jìn)行修改，將修改后的數(shù)據(jù)表上傳至數(shù)據(jù)庫內(nèi)，原始數(shù)據(jù)表可進(jìn)行刪除操作，選中數(shù)據(jù)表，點(diǎn)擊"刪除"按鈕即可刪除數(shù)據(jù)。

生成報(bào)表。查到相應(yīng)地點(diǎn)后，選擇需要查詢?nèi)掌诘耐咚箙?shù)，將其添加到下載欄，通過點(diǎn)擊"生成報(bào)告"，相關(guān)數(shù)據(jù)就被搜集到一個(gè)表格內(nèi)，并按照開灤礦區(qū)規(guī)定生成符合規(guī)定的報(bào)告，如圖8所示。

圖8 規(guī)定報(bào)告圖

3結(jié)論

通過對開灤礦區(qū)瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)收集、分析整理和評審，對開灤礦區(qū)自身現(xiàn)代化管理需求進(jìn)行調(diào)查分析，搭建了一個(gè)基于MYSQL數(shù)據(jù)庫的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對開灤礦區(qū)基礎(chǔ)瓦斯參數(shù)數(shù)據(jù)的查詢、下載、修改、上傳、刪除和預(yù)測功能，通過對該系統(tǒng)應(yīng)用研究，根據(jù)用戶反饋，得出以下結(jié)論：

(1)數(shù)據(jù)查詢方便。能滿足用戶的需求，系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的條件方便快捷查詢到所需地點(diǎn)參數(shù)。

(2)數(shù)據(jù)編輯方便。用戶可將新數(shù)據(jù)錄入，將原有數(shù)據(jù)修改，使數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、完整、可靠。

(3)數(shù)據(jù)分析直觀。用戶可根據(jù)查詢時(shí)間的瓦斯參數(shù)，生成符合規(guī)定的報(bào)表，便于對參數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行分析預(yù)測。