葉喜平

(山西汾西正文煤業(yè)有限公司，山西 孝義 032300)

引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)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(guó)煤礦生產(chǎn)取得不小成效，煤礦產(chǎn)量呈上行趨勢(shì)。而取得如此成績(jī)的背后，卻是地測(cè)信息管理系統(tǒng)等技術(shù)手段的改進(jìn)與優(yōu)化。

一、煤層底板等高線(xiàn)圖應(yīng)用現(xiàn)狀與出現(xiàn)問(wèn)題

正文煤業(yè)在經(jīng)過(guò)七年的開(kāi)采，煤層建井前的煤層底板等高線(xiàn)已發(fā)生了很大變化，其等高線(xiàn)圖沒(méi)有適時(shí)更新，便難以達(dá)到生產(chǎn)的基本條件。所以利用這樣的煤層底板等高線(xiàn)圖，便難以全面反應(yīng)煤層空間形態(tài)與構(gòu)造的變化。那么，基于此，會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的煤礦設(shè)計(jì)不合理，煤礦生產(chǎn)事故頻發(fā)，以及儲(chǔ)量監(jiān)測(cè)與煤礦產(chǎn)量低等問(wèn)題。這無(wú)疑給正文煤業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了不少的阻礙。

二、煤層底板等高線(xiàn)的重要性

煤層底板等高線(xiàn)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(shè)計(jì)、工作面開(kāi)拓設(shè)計(jì)、礦井提升運(yùn)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(xiàn)圖等地質(zhì)信息，那么便容易進(jìn)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(xiàn)圖的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)靈活的繪制煤層底板等高線(xiàn)，這對(duì)于煤礦工作面開(kāi)拓設(shè)計(jì)等工作的開(kāi)展有十分重要的意義。在建井前，我們繪制煤層底板等高線(xiàn)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(biāo)高。

而正文煤業(yè)地測(cè)科主要從鉆孔資料中的煤層底板標(biāo)高和采掘過(guò)程實(shí)測(cè)的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)高程這個(gè)基本點(diǎn)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(xiàn)圖，對(duì)此進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與加工，彌補(bǔ)原有煤層底板等高線(xiàn)圖與現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)條件不對(duì)稱(chēng)等缺點(diǎn)，從而提高煤層底板等高線(xiàn)圖的實(shí)用性，提高煤礦生產(chǎn)安全性，最后達(dá)到生產(chǎn)需要的目的。

三、地測(cè)信息管理系統(tǒng)的基本概況

地測(cè)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(yīng)用于煤礦生產(chǎn)工作。而且其管理系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，是具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、完全實(shí)用化的煤礦專(zhuān)用地理信息系統(tǒng)[3]。因此，該系統(tǒng)有很多優(yōu)勢(shì)，即功能強(qiáng)大、又實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)性等。比如，它在充分分析國(guó)內(nèi)外礦山計(jì)算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，吸取最新的地理信息系統(tǒng)(GIS)、計(jì)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(shí)用性強(qiáng)，對(duì)原有數(shù)據(jù)與信息能夠進(jìn)行再加工、處理等，并形成對(duì)應(yīng)的礦山地測(cè)工作需要的各類(lèi)圖件。即實(shí)現(xiàn)了從原始的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(如鉆孔數(shù)據(jù)、導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)等)自動(dòng)生成并動(dòng)態(tài)優(yōu)化礦山地測(cè)工作的各類(lèi)圖件，如地質(zhì)勘探線(xiàn)剖面圖、采掘工程平面圖、底板等高線(xiàn)及儲(chǔ)量計(jì)算圖、工作面地質(zhì)說(shuō)明書(shū)、任意剖面的切割等。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化的煤層底板等高線(xiàn)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(xiàn)圖的應(yīng)用

煤礦底板等高線(xiàn)圖的應(yīng)用，需在之前固有的煤層底板等高線(xiàn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善。所以，下面先了解原有煤層底板等高線(xiàn)圖，再進(jìn)行優(yōu)化煤層底板等高線(xiàn)圖。

圖1 正文煤業(yè)原有煤層底板等高線(xiàn)圖

1 正文煤業(yè)原有煤層底板等高線(xiàn)圖

正文煤業(yè)原有煤層底板等高線(xiàn)圖，經(jīng)過(guò)煤層開(kāi)采時(shí)間與開(kāi)采深度的推進(jìn)，原有煤層底板等高線(xiàn)圖已顯示出了相應(yīng)的弊端。

2 煤層底板等高線(xiàn)優(yōu)化

1)數(shù)據(jù)處理

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

圖2 煤層底板等高線(xiàn)優(yōu)化

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

3)建立模型，即搭建不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)模型。點(diǎn)擊“等值線(xiàn)”菜單下的“三角網(wǎng)模型-生成三角網(wǎng)”命令，系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)圖形上的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)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(xiàng)任務(wù)是生成等值線(xiàn)，然后在此基礎(chǔ)上備注等值線(xiàn)。執(zhí)行菜單“等值線(xiàn)圖”-“等值線(xiàn)”-“生成等值線(xiàn)”及“等值線(xiàn)注記”。

圖4 生成等值線(xiàn)

五、煤層底板等高線(xiàn)圖優(yōu)化的必要性

基于地測(cè)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(kāi)拓設(shè)計(jì)，煤礦生產(chǎn)設(shè)備的管理等提供了重要的依據(jù)。因此，應(yīng)用此系統(tǒng)，我們對(duì)原有煤層底板等高線(xiàn)圖進(jìn)行了優(yōu)化。因?yàn)?，其能提高煤層底板等高線(xiàn)圖在煤礦生產(chǎn)的實(shí)用性，以更加可靠與真實(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)，為煤礦設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，以及煤礦儲(chǔ)量提供預(yù)先的信息參考，從而有了精密度的煤礦底板等高線(xiàn)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。