摘要：對煤礦地質(zhì)勘探領(lǐng)域來說，其技術(shù)發(fā)展方向是將地球物理方法、基礎(chǔ)地質(zhì)勘探手段、地理信息系統(tǒng)和礦山軟件技術(shù)有機的結(jié)合在一起。尤其在礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)的作用下，煤炭地質(zhì)主流程信息化和煤炭資源信息化水平將會得到快速的發(fā)展，煤炭資源的綜合勘探技術(shù)、勘探精度和煤炭綜合勘探技術(shù)體系也必將得到極大的進步。本文以此為視角，對礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)及其在煤礦地質(zhì)工作中的應(yīng)用，闡述了礦山地質(zhì)工作中的常見處理技術(shù)，分析和討論了煤礦地質(zhì)工作中的礦山關(guān)鍵技術(shù)，最后對數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)的構(gòu)建進行了探討。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì)；礦山；關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)構(gòu)建

中圖分類號：TD1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 18-0064-01

在對煤礦資源進行開發(fā)之前，需要對其地質(zhì)狀況進行勘探，通過不同的技術(shù)手段對煤層埋藏的儲量、分布等具體情況進行了解和掌握，為后期的開采設(shè)計、礦井建設(shè)以及生產(chǎn)模式提供一定的現(xiàn)實依據(jù)。而在具體的地質(zhì)勘探過程中，為了更好的揭露煤系，確定煤巖體的賦存狀態(tài)以及相應(yīng)物質(zhì)的變化規(guī)律，使不同勘探階段的目的和任務(wù)能夠得以完成，工作精度和工作效果都能夠得以實現(xiàn)，是需要將施工方法和多種技術(shù)手段進行同時應(yīng)用的[1]。近年來，我國的數(shù)字化和電子化信息技術(shù)逐漸的應(yīng)用到了煤礦地質(zhì)工作之中，煤田地質(zhì)勘探的技術(shù)和方法都有了新的飛越。對煤礦地質(zhì)勘探領(lǐng)域來說，其技術(shù)發(fā)展方向是將地球物理方法、基礎(chǔ)地質(zhì)勘探手段、地理信息系統(tǒng)和礦山軟件技術(shù)有機的結(jié)合在一起。尤其在礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)的作用下，煤炭地質(zhì)主流程信息化和煤炭資源信息化水平將會得到快速的發(fā)展，煤炭資源的綜合勘探技術(shù)、勘探精度和煤炭綜合勘探技術(shù)體系也必將得到極大的進步。本文以此為視角，對礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)及其在煤礦地質(zhì)工作中的應(yīng)用，闡述了礦山地質(zhì)工作中的常見處理技術(shù)，分析和討論了煤礦地質(zhì)工作中的礦山關(guān)鍵技術(shù)，最后對數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)的構(gòu)建進行了探討。

一、煤礦地質(zhì)工作的要求和需要使用的處理技術(shù)

（一）鞏固加強地質(zhì)保障系統(tǒng)

在煤礦地質(zhì)工作中，鞏固加強地質(zhì)保障系統(tǒng)是十分必要的。為此，需要從煤礦的特定地質(zhì)條件出發(fā)，對其地質(zhì)構(gòu)造進行全面的掌握，使用有效的技術(shù)手段，以滿足勘探先進技術(shù)為目標，最終能夠及時、準確的將可靠、客觀的地質(zhì)資料提供相應(yīng)的管理和生產(chǎn)部門，保證煤礦地質(zhì)工作的順利進行。在這一過程中，三維地震預(yù)測技術(shù)、無線電傳輸技術(shù)、鉆探技術(shù)和電法勘探技術(shù)等會綜合的應(yīng)用其中，地質(zhì)構(gòu)造的變化情況以及這種變化對煤礦生產(chǎn)的影響程度和影響范圍等將會清晰的呈現(xiàn)出來，為煤礦勘探的進行保駕護航。

（二）應(yīng)用新模式提高煤礦地質(zhì)工作的質(zhì)量

為了維持和提供啊煤礦地質(zhì)工作的效率和效果，提供工作的質(zhì)量，需要在以下幾個方面做出努力：（1）在有條件的地區(qū)，將無線電坑透儀、瑞利波探測儀、瞬變電磁等先進儀器和技術(shù)引入到進行勘探之中，提高地質(zhì)成果的質(zhì)量；（2）堅持以地質(zhì)鉆探為主的模式，在適當?shù)臅r機輔以巷探探測；（3）在地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，為了適應(yīng)塊段的縮小，需要為其配備適量的輕型支架；（4）通過對三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用，補充二維勘探的不足；（5）在采掘機械的選擇方面，要盡量選擇大功率的機械，以此來提高截割地質(zhì)構(gòu)造和煤層頂?shù)装鍘r石的能力，增加設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率，與此同時，要積極的采取措施，加強采掘機械在過傾角較大的褶曲構(gòu)造的爬坡、防滑、倒架、竄溜等的能力。

（三）通過優(yōu)化設(shè)計避讓復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造

在對采區(qū)與工作面進行設(shè)計之前，需要認真對地質(zhì)構(gòu)造的特點與可靠程度進行細致的分析。在這一過程中，需要進一步的結(jié)合采掘方法與礦井生產(chǎn)接續(xù)等相關(guān)因素，設(shè)計出最佳的設(shè)計方案，避讓復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造。具體做法包括：（1）在煤礦開采的過程中，可能會遇到斷層等特殊的地質(zhì)構(gòu)造，此時，應(yīng)該制定出相應(yīng)的具體的實施方案和措施，并對其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益進行全面的比較和評估；（2）設(shè)計規(guī)程必須嚴格按照有地質(zhì)部門正式審批的地質(zhì)說明書進行；（3）對條帶開采的實際情況進行仔細的勘測，合理安排采掘工作面，最大限度的避讓斷層構(gòu)造與煤層變薄區(qū)，然后以探明構(gòu)造的變化情況為依據(jù)，對其進行重新的設(shè)計和布置；（4）在上述工作完成之后，需要對工作面采后進行認真的總結(jié)，對生產(chǎn)和煤炭資源回收方面等存在的問題與不足進行重新討論和評價。

二、煤礦地質(zhì)工作中礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

（一）煤炭遙感技術(shù)

該技術(shù)是計算機軟件技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)有效結(jié)合的產(chǎn)物。煤炭遙感技術(shù)的工作原理是把空間遙感技術(shù)應(yīng)用到了探測與煤礦地質(zhì)工作之中，作為一種高新技術(shù)，煤炭遙感技術(shù)的實時性和準實時較強，能夠快速、客觀的反應(yīng)勘測的內(nèi)容和數(shù)據(jù)，在整體性也具有明顯的優(yōu)勢特征。尤其是近年來，隨著計算機軟件技術(shù)的不斷進步，煤炭遙感技術(shù)也得到了突破性的進展，一個更加完整的煤炭遙感科學(xué)體系基本構(gòu)建完成。在當前乃至以后的一段時期，煤炭遙感技術(shù)在煤礦地質(zhì)勘探中的應(yīng)用會進一步的繼續(xù)沿著與GIS額GPS相互融合的方向發(fā)展，在計算機軟件技術(shù)的支撐下，具有更高準實時性、具有半自動化和半智能化功能的煤礦地質(zhì)資源調(diào)查信息系統(tǒng)將會成為煤礦企業(yè)應(yīng)用的重點技術(shù)，為煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)的決策依據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)被認為是繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后計算機技術(shù)的新亮點，是計算機技術(shù)的一個重要應(yīng)用，它通過對大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的實際信息的分析和處理，從中提取出難以依靠直覺發(fā)覺知識和信息，這些知識和信息的屬性是潛在有用的，并且在一定程度上會違背人類的直覺。有可能應(yīng)用該關(guān)鍵技術(shù)的礦山地質(zhì)工作領(lǐng)域有建立成礦模型、資源儲量地質(zhì)可靠程度標準劃分、礦石質(zhì)量控制、圍巖和礦石穩(wěn)定性的分類等。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用與煤礦地質(zhì)工作之中，主要是應(yīng)用其綜合處理結(jié)構(gòu)化信息、非結(jié)構(gòu)化信息與半結(jié)構(gòu)化信息的功能。

（三）煤礦地質(zhì)鉆探技術(shù)

在新科學(xué)、新技術(shù)的影響下，在煤礦地質(zhì)工作中得到廣泛應(yīng)用的地質(zhì)鉆探技術(shù)因其較高的自動化水平、靈活的操作性能，以及較高的機械效率，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且隨著應(yīng)用范圍的不斷擴展和應(yīng)用層面的不斷深入，該技術(shù)的進展和提高程度都是十分快速的。而這一狀況的出現(xiàn)，是與其相關(guān)軟件的嵌入不可分割的。其中，使用繩索取芯技術(shù)能夠有效減少人工勞動強度，提高工作效率，滿足各項經(jīng)濟技術(shù)指標；使用和推廣鉆進參數(shù)探測技術(shù)能夠通過各傳感器實時掌握鉆桿的旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)。跟據(jù)這些參數(shù)，又能夠及時、準確的調(diào)整操作，提高鉆進質(zhì)量和工作效率。以上兩種礦山勘探技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)得到了越來越多的煤礦企業(yè)的應(yīng)用。

（四）三維地震勘探技術(shù)

近年來，三維地震勘探技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中的原因是，用戶的要求越來越高，加之大容量高速計算機的發(fā)展和在煤礦地質(zhì)工作中的應(yīng)用，人們開始傾向于對海量的地震勘探數(shù)據(jù)進行全面的處理，而這正是三維地震勘探技術(shù)得以提出和得到飛速發(fā)展的原因。三維地震勘探技術(shù)的探測精度較高，能夠?qū)π?gòu)造進行高精度的探測。這種技術(shù)應(yīng)用，使得那些條件資源優(yōu)越、較早使用該技術(shù)的礦區(qū)得到了較大的收益，在這一事實面前，越來越多的煤礦以及一些待開發(fā)井田的業(yè)主們，也開始要求進行三維地震勘探，這種對二維地質(zhì)勘探技術(shù)的升級，即向三維地質(zhì)勘探技術(shù)的轉(zhuǎn)移已經(jīng)成為大勢所趨。但是，在最初，三維地震勘探技術(shù)在應(yīng)用時工作量較大，也會產(chǎn)生較高的成本，在技術(shù)方面也并不十分成熟。但是，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，一些新的技術(shù)、方法和手段不段的應(yīng)用其中，使得該技術(shù)得到了逐步的完善和發(fā)展，工作精度得到了較大幅度的提高，工作成本也顯著的降低。

三、數(shù)字礦山軟件系統(tǒng)的構(gòu)建——基于煤礦地質(zhì)工作的分析

（一）模型的建立

數(shù)字礦山的空間數(shù)據(jù)模型是有真實依據(jù)的，是在對真實礦山空間的充分認識基礎(chǔ)上通過抽象形成的[2]。其工作原理是通過計算機軟件識別、處理真實礦山的空間實體和空間地理現(xiàn)象，尋找不同對象之間的相互聯(lián)系，可以看作是真實礦山到數(shù)字礦山的一種“直接映射”。一般情況下，數(shù)字礦山模型的組成需要以下要素：數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)的完整性約束，其內(nèi)容體現(xiàn)在以下三個方面：（1）數(shù)據(jù)操作是施加在對象上的一組操作，是對數(shù)據(jù)動態(tài)特征的描述；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于描述數(shù)據(jù)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用所涉及的對象類與對象類所具有的特征和它們之間的關(guān)系；（3）數(shù)據(jù)的完整性約束指的是對數(shù)據(jù)靜態(tài)與動態(tài)特征的某種限定，它定義了相容的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的集合與所允許的狀態(tài)改變。

（二）數(shù)字礦山信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)特性

對數(shù)字礦山信息系統(tǒng)來說，其數(shù)據(jù)具有以下特征：（1）地測數(shù)據(jù)的表征性。這是表征地質(zhì)體的狀態(tài)及其屬性的一種普遍形式，能夠?qū)Φ刭|(zhì)體的形狀、變化趨勢等方面進行描述；（2）地測數(shù)據(jù)的可用性、可處理性和可替代性；（3）地測數(shù)據(jù)的時效性，在不同時間段內(nèi)獲取，地測數(shù)據(jù)是通過長期積累、逐提增加而形成的時間序列數(shù)據(jù)[3]；（4）地測數(shù)據(jù)具有多樣性，這些數(shù)據(jù)往往涉及到不同的來源、地點、領(lǐng)域以及載體等；（5）地測數(shù)據(jù)具有不確定性、相關(guān)性和模糊性。

（三）礦山工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

（1）地質(zhì)數(shù)字化管理系統(tǒng)。地質(zhì)數(shù)字化管理系統(tǒng)運用高效率、高穩(wěn)定性的VC++作為數(shù)據(jù)庫操縱語言對數(shù)據(jù)進行管理[4]。系統(tǒng)通過良好的交互界面對煤礦的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、水文地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工程地質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的管理和維護，完成鉆孔坐標校正、各類報表及臺帳的動態(tài)管理等一系列較復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理。（2）鉆孔數(shù)據(jù)管理。鉆孔數(shù)據(jù)是通過鉆探方法獲取的地下地質(zhì)資料，包括鉆探資料、綜合成果、測井成果三類數(shù)據(jù)，每類數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)、互為補充。其中，鉆探成果涉及巖石名稱、層厚、累計深度等，綜合成果涉及地層單位、煤層編號、累計深度等，測井成果涉及累深、層厚、測井曲線等各種數(shù)據(jù)[5]。

四、結(jié)束語

隨著計算機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，礦山地質(zhì)工作也逐步實行計算機化，并漸漸走向深入。目前，煤礦地質(zhì)工作應(yīng)用計算機軟件技術(shù)的水平和綜采機械化程度都越來越高，這就對煤礦地質(zhì)條件精細勘探提出了更高的要求。因此，需要在采掘中利用先進的技術(shù)手段，查明煤礦地質(zhì)工作的詳細條件，從而保證煤礦勘測和生產(chǎn)的安全、高效?？梢姡旱V地質(zhì)工作中最重要的基礎(chǔ)就是煤礦地質(zhì)測量工作，在其中最大限度的應(yīng)用礦山關(guān)鍵軟件技術(shù)，能夠科學(xué)合理地對煤礦資源進行評價和科學(xué)開采及預(yù)測，并能夠進一步提高煤礦的生產(chǎn)率。本文基于這樣的思路，對礦山軟件關(guān)鍵技術(shù)及其在煤礦地質(zhì)工作中的應(yīng)用問題進行了系統(tǒng)的研究，得出了一些結(jié)論。當然，本文的工作還是初步的和嘗試性的，需要在今后的工作和實踐中不斷的完善和修正。

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