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一基于網格GIS的煤礦安全地理信息系統的設計

1構建系統總體結構

根據上述對網格GIS的基本結構和關鍵技術的描述，利用網格GIS建立的煤礦安全地理信息系統除了要設置安全生產檢測、辨識污染源、安全評價、相應措施、全國范圍內信息交流等基本子系統外，還要設置極具特色的決策支持系統。系統的工作原理是，在安全監測和危險源辨識專家系統基礎上，一旦系統發生異常，決策系統就會做出決策，并通過應急救援系統進行救治。

2設立科學的決策

支持子系統以往的煤礦安全地理信息系統一般都是有關管理、資源的規范，對人員的身體安全規范不足，而基于網格GIS的煤礦安全地理信息系統的巨大優勢之一是能建立以確保煤礦生產和人身安全為目的的煤礦安全決策支持子系統，且該系統是在完全共享基礎上形成的。

3危險源辨識

專家系統的應用一般而言，煤礦的危險源主要為以下幾種：a)煤礦瓦斯。瓦斯是煤礦發生爆炸事故的最主要危險源，主要在一些地質構造、掘進工作面及煤層深處和厚處；b)煤礦通風。通風條件對煤礦安全生產也有重要影響，具體體現在采取通風、通風系統、掘進通風；c)火災。這是煤礦發生安全事故的又一主要危險源，包括了自燃危險和人為危險；d)煤塵。煤塵極易造成煤礦爆炸，即煤塵爆炸、瓦斯爆炸。此外，頂板冒頂、水災、地震等也是威脅煤礦安全的重要危險源。

二煤礦安全地理信息系統

在煤礦安全生產中的應用網格GIS與其它系統相比，在煤礦安全生產中的優越性表現在以下幾點：a)網格GIS是在網格計算構架基礎上的GIS應用，在互聯網的基礎上利用網格的節點實現資源完全共享，進而建立完善的空間信息網格。用戶就能在建立好的網格內選取、訪問、分析、共享資源和信息，為煤礦安全生產提供了大量的空間數據和安全信息；b)網格GIS的最大特點是能實現系統內所有資源共享，包括信息資源、計算資源、存儲資源、知識資源等。

1煤礦基本概況

店坪煤礦礦區面積為134km2，東西長37km，南北寬4.9km。礦井面積為89km2，有約13層可采煤層，平均總厚度達27.58m，這其中主采層有5層，平均厚度為18.5m。該礦井的地質儲量高達15.7×108t，工業儲量為14.0×108t，可開采儲量為6.8×108t，這其中一水平的為4.07×108t，二水平的有85×108t，整個煤層的構造并不復雜，開采條件優良。

2采取數據

煤礦開采的主要作業方式是以井下開采為主，而井下開采的作業方式與作業的現場、設備、人員和地質水文、運輸系統和通風排水等因素相關，在生產過程中會產生大量作業信息。通過對這些信息的收集和整合，得到了大量有助于煤礦安全生產的數據信息。同時，網格GIS還支持各式各樣的礦圖管理，如通風排水圖、井下采掘面工程平面圖、避災路線圖、設備設施分布圖等。

3設置圖層

按照上述礦區的基本概況，設置以下圖層：a)礦區邊界圖層，有盤區、礦界、勘探區的拐點連接；b)礦區構造圖層，構造有斷層、陷落柱、沖刷帶、褶曲等；c)礦區等高線圖層，有等高線及等高線標注；d)礦區儲量圖層，有塊段、煤厚、儲量數字及級別；e)礦區鉆孔圖層，主要是鉆孔的位置信息；f)礦區采煤工程圖層，主要是采煤巷道的現狀信息；g)礦區生產掘進工程圖層，主要是掘進巷道的現狀信息；h)礦區的設備設施分布圖層，主要是設備設施的型號和位置信息；i)礦區通風排水圖層，有管線、通風排水巷道及管線的流向。

4連通數據與圖層

適用于該礦區的煤礦安全地理信息系統數據有圖形矢量數據、工程管理數據和空間屬性數據。

三結語

網格GIS將地理信息系統和煤礦的安全管理信息系統進行有效集成后，給煤礦的井下安全生產提供了直觀、易于操作的可視化界面，實現了煤礦安全生產的全新模式，不僅提高了煤礦的生產效率，還為煤礦的安全生產管理打下堅實基礎。

作者：王鵬 單位：山西焦煤霍州煤電集團呂梁山公司店坪礦調度室