地测防治水信息管理系统实践运用

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摘要：山西焦煤地测防治水工作与时俱进，提前部署实施了地测防治水动态信息管理系统。该系统很好地实现了地测图纸、地测数据的统一，将各矿井的数据按分项汇总，同时，基于统一的标准化体系和GIS工作平台，将防治水图件、数据等高度集成，解决了图纸和各类防治水数据的精细化管理问题。

关键词：地测防治水；矿图管理；数据集成；山西焦煤

随着信息化时代、5G时代的到来，山西焦煤地测防治水工作与时俱进，提前部署实施地测防治水动态信息系统管理系统，系统基于统一的标准化体系和GIS工作平台[1]，很好地实现了地测图纸与地测数据的统一，将各矿井的数据按分项汇总，将防治水图件、数据等高度集成，解决了图纸和各类防治水数据的精细化管理问题，但也存在部分数据关联性差，个别系统需要根据实际工作改进等问题。

1系统建设的背景及工作中存在的问题

山西焦煤集团现有煤矿96座，分布在山西省8个地市30个县，矿区面积2375.22km2。为切实加强煤矿安全管理，确保矿井生产安全，提出了建设地测防治水动态信息系统的初步愿景。山西焦煤集团现有煤矿矿图种类多，各图件之间的数据共享和统一管理是煤矿矿图管理工作中的一个重点问题。各级地测管理部门之间的空间数据支撑能力还需加强，数据准确性、现势性、完整性有待提高，数据获取、更新渠道还应更加顺畅[2]。同时，由于原有系统图形和属性数据分散在单个图形文件中，缺乏统一标准和组织规范，数据表现形式单一，也形成了矿图数据内部物理上的“数据孤岛”现象[3]，难以充分发挥地测为煤矿安全高效生产提供基础数据服务的职能。在具体工作过程中，主要存在以下问题。

1.1煤矿矿图交流共享和更新时效性低

煤矿各专业各类图件本身有大量相同的内容，例如：“井巷”在各类矿图中都是基础内容之一，但鉴于传统单文件的作业方式，造成各业务部门间的共享十分困难，更新周期也较长。

1.2矿井单位多矿图难以集成及深度应用

在矿图管理方面，由于山西焦煤集团下属矿井分布范围广，现有标准规定和管理平台无法从更高的层面进行集成管理和深度应用，其他相关业务系统很难利用矿图资源。1.3现有矿图管理查找使用不便由于矿图的专业种类多，存在大量不同比例尺、分煤层的矿图文件，其统一管理非常困难，特别是对特定图件的查找、特定内容的搜索很不方便，且无法随时随地使用矿图。同时，由于矿图文件存储格式不统一，图形数据和属性数据分散在单个图形文件中，缺乏统一标准和组织规范，数据表现形式单一，形成了矿图数据内部物理上的“数据孤岛”现象。随着煤矿生产管理的不断深入，集团公司对下属矿井的资源信息掌控要求越来越精细，同时从煤矿防灾救灾的要求出发，对矿井地理信息的动态管理和导航越来越精准、及时。结合移动互联网技术，开发山西焦煤资源信息智能动态管理系统势在必行。建设山西焦煤资源信息智能动态管理系统，基于统一的标准化体系和GIS工作平台，将各类信息高度集成，解决各部门之间数据孤岛严重、时效性差以及“用图难、看图难、管图难”等问题，实行统一的数据平台、统一的制图标准、统一的决策分析，实现信息的高度集成和精细化管理[4]，实现“以图管矿、以图管量、以图避灾”，为领导层提供决策支持信息，使应用更加便捷。

2系统功能

2.1总体框架

通过建设基于B/S架构的地测远程管理信息系统，各矿井按照公司地测工作管理要求将各矿井地测信息及时、准确地传输到二级公司中心服务器进行集中管理，各矿井、公司相关领导和部门通过网络根据权限的不同进行检索、查询、浏览，各矿井也可通过系统及时获得上级部门的反馈信息，从而实现地测信息的网络化远程管理。地测远程管理信息系统结构如图1所示。

2.2功能

地测远程管理信息系统可实现以下功能：a)矿上领导、总工、相关生产部门可以基于浏览器获取相关图形和数据，不同的用户具有不同的权限。矿上领导、总工从图形和报表数据中及时做出准确分析与判断，一旦发现问题快速决策，并向生产单位发出紧急信息。b)对于各矿地质环境重大隐患，例如断层、陷落柱等，可网上查询获得相应信息，并组织处理。同时，在实际工作中，工作人员可以及时查阅往年的地测数据，生成相应的图表，以便做出更准确的分析预测，并反馈给矿井生产现场。c)实现对采掘工程平面图、数据报表等资料的远程管理，实现图形、报表的网上传输。用户通过浏览器直接打开图形进行查看、分析，同时获取各种地测数据，供管理单位查询和管理，无需人工上报交换图和其他报表资料[5]。d)公司领导（比如董事长、总经理、总工程师，地测部门和其他部门）通过浏览器或客户端实时查看公司各矿地测工作运行情况，各矿地测数据、图形、人员等情况，通过监督管理给出反馈信息，并提出新的议案，做出相应的决策。e)基于采掘工程平面图和WebGIS实现动态信息查询。地测远程管理信息系统主要由图文管理、地测数据、在线填报、法律法规、个人中心五大部分组成。模块结构如图2所示。

2.2.1图文管理一级菜单图文管理下包括地测图件、地测文档、地质工程和矿权管理4个二级菜单目录。二级菜单目录地测图件下包含矿井基本矿图、矿井测量图、矿井地质图、三量管理图、水文地质图、其他图件6个三级目录。二级菜单目录地测文档下包含地质资料、水文资料、测量资料、储量资料、小窑及沉陷、物探资料6个三级目录。二级菜单目录矿权管理下包含施工进展、成果报告2个三级目录，并能上传相关信息。

2.2.2地测数据一级菜单地测数据下包括地质数据、测量数据2个二级菜单目录。二级菜单目录地质数据下包含钻孔基础资料、煤层综合成果、断层资料3个三级目录。二级菜单目录测量数据下包含导线成果资料1个三级目录。

2.2.3在线填报一级菜单在线填报下包含22种需要在线填报的集团台账、报表。菜单二级目录根据附录中各表名称建立，22种台账报表需要根据其格式在系统中一一建立，根据不同的登录用户和权限，只显示相应用户权限下的内容，而不在权限控制下的组织机构不再显示。同时，设计“新增”“修改”“删除”“输出”4项功能键，分别对应增加填报内容、修改填报内容、删除填报内容、将报表台账输出为Excel格式的功能。

2.2.4法律法规一级菜单法律法规下包括国家法规、省市法规、公司法规、公文公告4个二级菜单目录，可将对应文件上传到目录下。

2.2.5个人中心一级菜单个人中心具备智能图形管理、角色管理、用户管理、组织机构、系统日志和公文公告等功能。

3资源信息智能动态管理系统

3.1资源信息智能动态管理系统移动平台

资源信息智能动态管理系统是管理系统的移动版，可以实现大多数资源信息智能动态管理系统的业务功能。移动平台主要采用Android技术、视频技术、计算机网络技术、数据库技术、计算机图形学、GIS技术等，实现基于Android移动设备的随时随地浏览，支持任意放大缩小，查询最新的图形、属性信息等。

3.2资源信息智能动态管理系统在工作中的应用

集团公司自2016年7月底建设“资源信息智能动态管理系统”，经过近半年的设计开发与一年多的实施应用，实现了集团、子分公司、下属矿井基于统一的地理信息系统LRGIS平台的资源信息管理规范化、信息化，具体表现在以下几个方面：a)规范了基础地理信息（地形、工业广场建筑、地层巷道、工作面、断层、致灾因素等）的分类、编码、存储格式和共享标准，编制基础地理信息平台建设标准，统一基础地理信息平台结构，规范集团下属各矿使用地理信息系统；b)实现集团下属各矿井地测、水文、储量等专业部门的数据更新，搭建三级联动更新的基础地理数据维护平台和数据展示系统，建设开放的资源信息智能动态管理系统，实现基于统一地理信息系统平台的全集团空间数据管理，实现集团下属生产矿井相关地测图件的集中、统一可视化展示，实现所属矿井、各井口、瓦斯抽采站关键位置导航等功能；c)实现基础地理数据的标准化处理、入库、管理维护，将下属各矿最新的“采掘工程平面图”“充水性图”“储量计算图”“井上下对照图”等地测图件进行数字化处理，建立“一张图”数据库，将地理空间相关的其他应用系统数据也逐步纳入到资源信息智能动态管理系统的管理体系中；d)地测远程管理信息系统，对地质、测量、水文、储量图纸、数据、文档和台账实行一体化管理，使公司管理层、技术业务层可以随时随地通过Internet了解、查询、分析矿井动态地测信息[6]；e)移动端地理信息系统（GIS）可通过手机端（安卓）展示煤矿生产矿图信息，可查看矿井各类生产矿图信息，可进行放大、缩小、量测距离等操作，并能在图上集成展示各类参数属性、状态信息。

3.3系统目前存在的问题

3.3.1实时更新问题山西焦煤现有生产基建矿井61座，地质图件种类、测量、水文等数据量大，采掘面基本每天都会有进尺，如果每月只更新一次图纸资料，不能使集团领导充分了解矿井采掘情况，无法预测、判断具体的工作并做出决策。

3.3.2无数据分析灾害预警功能矿井隐蔽地质灾害频发，采空水、奥灰水、太灰水、地表水等是矿井防治的重点，按照防治水“物探先行，钻探验证，化探跟进”的原则，本系统并不能合理分析物探、钻探、化探数据，并提示灾害情况。

3.3.3在线填报功能表单单一在实际工作中，需要统计多种临时性数据资料，比如采掘开进尺、“四量”、地质预报、贯通等情况，但该系统无简单便捷的操作，还需要专业人员制作表单，无法及时准确收集需要的数据。3.3.4矿图下载目录需简化各生产矿井上传图纸资料后，没有一定的数据规整，只是按上传时间将矿图列在表单中。

3.3.5没有分矿井统计各类数据各矿井上传图纸、储量、测量数据、水文数据后，不能对各矿上传数据做统计，数据是否已上传，哪些数据已上传，还需要上传哪些数据，并不能做出判断。

4系统二次开发展望

笔者根据实际工作中发现的问题，就系统二次开发提出一些想法，具体如下：a)实时更新问题。该系统是软件系统，笔者建议开发配套的传感器和无线传输系统，及时将现场数据经现场人员修正审核后上传，使集团领导及相关部室能够准确了解矿井采掘情况，预测、判断工作中存在的问题，并提出决策。b)解决数据分析、灾害预警方面的问题。自动化的目的就是为了预警可能发生的灾害，及时做出判断。以往各类准确的地质数据应该能够帮助系统程序做出初步判断，并对可能发生的灾害做出预判，从而指导防治水工作的进行。c)在线填报功能表单单一问题的解决。地质应用系统的开发有其特殊性，在线填报功能应该设置简单、易于操作的表单功能，方便多种表单、多种内容临时填报。d)矿图下载目录需简化。矿图上传以后需要下载使用，各生产矿井上传图纸资料后，没有一定的数据规整，只是按上传时间将矿图列在表单中[7]。针对这个问题，可以添加Excel表单，表单内容为各矿井名称和图纸类型，超链接到图纸。e)分矿井对各类数据进行统计。本系统也是管理系统，图纸资料、数据是否已上传，哪些数据已上传，还需要上传哪些数据，应该做出统计，及时提醒各生产单位补充。

5结语

系统很好地解决了地测图纸、地测数据统一方面存在的问题，将各矿井的数据按分项汇总，但在数据的后期处理、分析和其他功能方面还需进一步完善。希望系统在未来的升级中能增加更多的功能，尤其是希望可以结合各类数据对灾害提出预警。

参考文献：

［1］李娜.互联网+与煤矿大数据及其应用分析［J］.企业改革与管理，2018(5)：58-59.

［2］王国法，王虹，任怀伟，等.智慧煤矿2025情景目标和发展路径［J］.煤炭学报，2018，43(2)：295-305.

［3］孙继平.煤矿信息化自动化新技术与发展［J］.煤炭科学技术，2016，44(1)：19-23.

［4］霍中刚，武先利.互联网+智慧矿山发展方向［J］.煤炭科学技术，2016，44(7)：28-33.

［5］马小平，胡延军，缪燕子.联网、大数据及云计算技术在煤矿安全生产中的应用研究［J］.工矿自动化，2014，40(4)：5-9.

［6］解海东，李松林，王春雷.基于物联网的智能矿山体系研究［J］.工矿自动化，2011，37(3)：63-66.

［7］彭宇，庞景月，刘大同，等.大数据：内涵、技术体系与展望［J］.电子测量与仪器学报，2015，29(4)：469-482.

作者：王永飞 单位：山西焦煤集团有限责任公司