煤矿地质测量信息概念数据模型探究

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煤矿地质测量信息概念数据模型探究【摘要】概念数据模型是概念设计所得的结果。所谓“概念设计”，就是通过对用户信息需求的综合归纳，形成一个不依赖于数据库管理系统的信息结构的设计。它是从用户的角度对现实世界的一种信息描述，因而，它不依赖于任何数据库管理系统软件和硬件环境。由于概念模型是一种信息模型，所以它由现实世界的基本元素以及这些元素之间的联系信息所组成。在概念设计阶段，设计人员可以致力于模拟现实世界，而不必过早地纠缠于DBMS规定的各种细节;另外，用户也可以参与和评价设计，从而有利于保证概念数据模型设计的正确性和质量。【关键词】矿山测量；数字矿山；煤矿地质；水文地质;资源回收；储量管理；概念设计0引言在煤矿地质测量的概念数据模型设计过程中，需要综合考虑两方面的问题：一是，矿山基础信息的来源，即不同的矿山地质测量分支学科；二是，矿山信息在数据库系统中的用途及相互关系，并对其进行分类。1煤矿地质测量信息的数据源及数据流程1.1煤矿地质基础工作煤矿地质基础工作主要包括编写地质报告（勘探地质报告、 建井地质报告、生产地质报告）、地质说明书（采区说明书、掘进说明书、回采说明书）以及编绘符合《煤矿测量规程》和《煤矿地质测量图例》的地质图纸，如矿井地质地形图（1：2000-1：10000）、矿井可采煤层底板等高线图及储量计算图（1:2000-1：5000）、矿井煤（岩）层对比图（1：200或1：500）、煤系地层综合柱状图（1：200或1：500）、采区地质剖面图（1：500或1：2000）、采区分煤层底板等高线图（1：500或1：2000）等，另外，还有许多成果资料、台帐、卡片和素描图，如井田大中型地质构造台帐、井筒石门煤点台帐、井上下地质钻孔成果台帐（以井下钻孔为主）、钻孔成果卡片（主要为地面钻孔）、地质构造素描卡片、井筒、石门见煤点柱状卡片、石门、斜井、岩石上下山素描图、岩石大巷素描图、主要煤巷素描图、立井素描图等。1.2煤矿测量基础工作煤矿测量基础工作除了编制日常所需的生产施工进度图（1：500-1：2000）、重要巷道施工放样图（1：500-1：1000）、地面控制网和近井点平面图、井下控制导线网图、工作交换图之外，还需编绘符合《煤矿测量规程》和《煤矿地质测量图例》要求的基本矿图，如井田区域地形图（1：2000或1：5000）、工业广场平面图（1：500或1：1000）、采掘工程平面图（1：1000或1：2000）、井上下对照图（1：2000或1：5000） 、主要保安煤柱图（1：1000或1：2000）、井筒断面图（1：200或1：500）、井底车场平面图（1：200或1：500）、主要巷道断面图（1：1000或1：2000）,以及处理许多计算成果资料，主要包括地面等级网和近井点坐标计算成果及台帐、井上下水准测量成果及台帐、井上下导线点计算成果及台帐、三量（开采、准备、回采煤量）计算成果及台帐、联系测量成果资料及台帐、陀螺仪测量成果资料及台帐、测距量边计算成果台帐、贯通测量导线计算成果台帐、工程标定解算台帐等。1.3水文地质基础工作水文地质基础工作主要包括编绘符合《煤矿水文地质规程》和《煤矿地质测量图例》的水文地质图纸，如矿井充水性图（1：2000或1：5000）、综合水文地质图（1：2000或1：5000）、水文地质剖面图（1:1000-1：5000）、综合水文地质柱状图（1：500）、主要含水层等水位（压）线图（1：2000-1：10000）.矿井涌水量与相关因素动态曲线图等，同时处理许多技术成果资料，如气象资料台帐、钻孔水位及井泉动态观测台帐、地表水文观测成果台帐、矿井涌水量观测成果台帐、抽（放）水试验成果台帐、井下水文钻孔台帐、水质分析成果台帐、封闭不良钻孔台帐、井下突水点台帐等。1.4资源回收与储量管理工作资源回收与储量管理工作除了编绘符合《生产矿井储量管理规程》和《煤矿地质测量图例》的储量图纸，如采区储 量计算图（1：1000或1:2000）、矿井储量计算图（1：1000-1：5000）、工作面损失计算图（1：500-1：1000）、分煤层损失计算图（1：1000或1：2000）外，还包括填报大量的储量计算成果动态数字台帐，如：矿井储量动态数字台帐、矿井储量计算基础和汇总数字台帐、矿井储量增减、转入、转出、注销台帐、逐年、逐月采出量台帐、分工作面、分月的各种损失分析及损失率计算台帐、分采区、分煤层、分季的各种损失分析及损失率计算基础台帐、全矿井分水平、分煤层的各种损失分析及损失率计算基础台帐、开采期末的工作面、采区、全矿井损失率台帐及开采结束后重新核算的损失率台帐、地质及水文地质损失台帐、三下压煤量台帐（水体、铁路和建筑物）、报损煤量台帐等。2煤矿地质测量信息的数据流程虽然煤矿地质测量基础工作涉及大量的各种图件、台账、报表，但是，这些图件、台账、报表等都是由基础测量、钻探、现场地质调查资料经过处理、计算、整理而加工的，对以上矿山地质测量所涉及的资料进行归类整理，形成图1所示的数据流程图，在该图中箭头指向为数据加工、处理方向。图1矿山地质测量信息的数据流程图3煤矿地质测量空间数据库的概念化设计煤矿地质测量基础工作的归类、数据源的整理，以及数据流程的分析，为构成煤矿地质测量基础信息的组成，提供 了一个基本概念。其后的工作是立足于用户需求调查分析，对煤矿地质测量实体进行概念化设计，从抽象的角度描述信息的概念模型（即构建实体的基本元素以及反映这些基本元素之间的联系），并以E-R（实体一关系模型）图的形式表示,形成概念数据库。概念数据库是反映数据存储的视图，概念数据库设计包括数据库的名称、标识、主关键字和数据内容列表等。其中,列表可以是数据元素，也可以是数据元素组，概念数据库一般用数据库名称及其内容（简单数据或复合数据）的列表来表达。概念模型可以描述实体之间的联系（包含、组成、关联等），说明实体类型归属的分类级别。最终，形成煤矿基础信息分类的思路和模式。一般地说，煤矿地质测量实体分为地上和地下两个部分。地上部分包括地形、工业广场、气象、水系、道路、勘探线、居民点等，地下部分包括地层、巷道、构造等。其中每一项内容均可细分，如地上部分的水系包括河流、池塘、井泉；构造包括断层、褶皱、侵入体等。概念化设计可以概括描述信息实体之间联系和归类级别，但不能详细的描述实体的信息结构和信息处理过程。如钻孔的数据结构包括钻孔基本信息结构、钻孔弯曲测量信息结构、钻孔的地质信息结构、钻孔孔深校正信息结构、钻孔标志面结构以及勘探线信息结构等，其中钻孔基本信息结构：=｛含义：纪录钻孔基本采集信息如类别、空间位置等； 组成：〔钻孔编号、类别、方位角、倾角、空间X,Y坐标和高程Hj｝；钻孔弯曲测量信息结构二｛含义：纪录与钻孔弯曲有关参数的实测数据；组成：［钻孔编号、实测位置、实测方位角、倾角、X,Y坐标和高程H］｝；钻孔的地质信息结构戒含义：纪录钻孔岩层、岩性及填充花纹等信息；组成：（钻孔编号、层号、岩矿芯长度、岩矿芯名称、填充花纹代号等］｝;钻孔孔深校正信息结构抓组成：钻孔编号、纪录深度、误差值｝;钻孔标志面结构：｛组成：钻孔编号、层号、孔深、标志面名称、倾角等｝;勘探线信息结构珂含义：纪录勘探线及其上钻孔点的相关信息；组成：［勘探线编号、钻孔编号、起止坐标和高程］｝。而钻孔数据处理过程包括：钻孔投影平面图=｛输入：钻孔基本信息；输出：钻孔平面图；说明：对钻孔空间位置坐标进行投影变换，生成投影平面分布图｝;交互式勘探线绘制钊输入：钻孔基本信息和平面图；输出：勘探线信息。说明：在钻孔分布平面图中交互绘制勘探线，形成地质信息基本信息文件｝;岩性柱状图绘制戒输入：钻孔地质信息和勘探基本信息；输出：岩性柱状图。说明：根据勘探线的钻孔地质信息绘制柱状图｝;勘探线剖面图绘制:｛输入：勘探线信息、钻孔弯曲测量信息、孔深校正信息和岩性柱状图；输出：剖面图。说明：采用插值拟合勘探线空间位置并精确定位钻孔的实际走向｝。因此，概念化模型不能满足煤矿基础信息的数据模型设计的基本要求，应当在此基础上对信息进行逻辑数据模型的设计，以便将信息结构或 者信息处理过程在属性表中细化。4结束语总之，从勘探到生产，随着煤矿基础数据信息的增加，对地质体控制程度、精度和认识程度越来越高。煤矿数据是海量数据，无论是地物、地貌等几何信息、拓扑信息和属性信息，煤矿系统的运作，还是在时间和空间上，时时刻刻都在发生变化。因此，如何合理、科学地对煤矿基础信息进行分类编码，有效地管理、利用煤矿基础数据，充分发挥其增值作用，是煤矿空间信息管理的一个重要内容。【参考文献】[1]王军锋，黄勇，匡勇，陈道贵，等•矿山信息化实践[J]•露天采矿技术，2004(04).[2]吴立新，朱旺喜，张瑞新.数字矿山与我国矿山未来发展[J].科技导报，2004(07).[3]姜在炳•煤矿地质测量空间信息系统及其关键技术[J].煤炭科学技术，2004(07).[4]潘俊成，杨奎奇，时志宏.数字矿山系统体系构建分析[J].煤矿现代化，2004(03).[责任编辑：丁艳]