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1、GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.6基于GIS的矿山地质灾害管理系统构想张以文樊雷付明勇李桂森马义华(山东省淮河流域水利管理局规划设计院)摘要利用GIS在多源数据组织与管理、空间分析、动态监测和模拟等方面的优势,建立矿山地质灾害管理系统,实现对矿井突水、煤与瓦斯突出、采空区塌陷、泥石流与滑坡、冲击地压等地质灾害的管理、预测和预报。使地质灾害的预测、预报向多因素、多目标和多维的方向发展,实现预测与管理决策的一体化,提高地质灾害管理、预测、预报的准确性和决策的科学性。关键词G
2、IS矿山地质灾害管理及预测地质灾害管理系统[3]煤炭是我国的主要能源之一,目前占我国能源间数据库和属性数据库,使该问题迎刃而解。[1]结构的72%以上。由于工作环境的恶劣、技术水(2)空间分析功能GIS的空间分析功能是GIS[4]平的不足以及煤炭行业的特殊性,由煤矿引发的矿区别于其它计算机系统的主要标志。在矿山防山地质灾害也特别严重。矿山资料的收集和地质灾灾减灾的工程中,利用其距离分析、标量分析、网格害的管理目前还主要依赖于传统的手工模式,周期叠加分析等GIS众多的空间分析工具以及各种灾害长、成本高、管理滞后,
3、很难对矿山地质灾害进行有模型库,能够详细、迅速地分析灾情。效、科学、准确的预测、预报和防治,严重危害了矿山(3)动态检测和模拟功能GIS能够对各种地质的正常安全生产,制约了煤矿的可持续发展。地理灾害进行有效的动态监测和分析,并且在耦合各种信息系统作为一种专门用于管理空间分布数据的计专业模型的基础上,实现对灾害的模拟。算机系统,是采集、储存、管理、分析和描述有关数据2地质灾害管理系统的构建的空间信息系统,其强大之处在于它将空间信息的处理与属性信息完美结合起来,能够研究其在空间211基础数据类型及特点与时间上的变化
4、,用现代计算机技术管理和分析空矿山的基础数据系统为整个灾害管理系统的基[2]间数据,并将结果可视化,为矿山地质灾害的预础数据,是进行灾害分析的基础,一般包括地质、采测、预报和管理提供了一种非常重要的技术手段。掘、测量、资源管理四个方面,虽然数据类型复杂,数据量也较大,但总体来说可以抽象为以下三种基本1GIS用于矿山地质灾害管理的突出优势的类型:随着矿山生产的发展,开采规模的增大,各种地点源数据主要集中于矿区内钻孔综合成果资质灾害发生的频率也日益增大,加之对地质灾害的料:钻孔名称、钻孔标高、煤层底板标高、煤层底板
5、厚防治工作投入大,又没有直接的经济产出,导致了矿度、钻孔级别、涌水量、瓦斯指标以及主井、副井、风山在防灾、减灾方面缺少必要的技术支持。GIS作井的井口标高,煤层厚度、煤质煤岩类型等。为一种新兴的交叉学科,在数据的采集、整理、分析线源数据主要包括:和输出方面,具有空间性和动态性,能够有效的满足(1)构造线:为实测断层的煤交线,陷落柱、火地质灾害预测、预报和防治的技术要求。成岩、古河床冲刷等;(1)数据的组织与管理地质数据具有复杂性、(2)界限:煤层露头、风氧化带、煤厚界线、煤层空间性、动态性和多样性的特点,在对其
6、组织、管理分叉线、勘探线、煤层底板等高线、各类永久煤柱线、的过程中既有数据信息又有图形信息,信息量非常矿井边界线、矿区边界线等;庞杂,运用传统的处理方式显得非常困难有时甚至(3)井上地物线:主要是河流、堤坝、国家铁路、无能为力。而借助于GIS的强大的数据管理、空间公路等;分析运算功能则可以根据灾害数据类型建立地理空(4)其他线:方格网、采空区主要大巷、储量计1收稿日期22007-11-2882岩土工程界第11卷第6期算级别边界线、见煤钻孔煤层小柱状。进行智能化、自动化的系统分析,并对结果进行评估面源数据主要是矿
7、山周围的工业广场、村庄、城和模拟,例如根据瓦斯的指标对其爆炸可能性的3D镇、城市、湖泊以及各级别储量范围等可以构成多边模拟、预测和防治对策等功能。形的地物。输出模块由图形输出、数据输出以及数据图形灾害数据具有多源性、时空性、多时相性、不确转换等子模块组成,实现信息的多介质、多类型的输定性、相关性、多尺度、多分辨率性等特点。数据采出。集要兼顾各个领域、各种状态、各类媒质的特点,实3地质灾害管理功能的实现施合理有效的采集和组合、迭加方案,保证系统中数利用GIS强大的数据组织能力、空间分析能力据的质量和数量达到最优配
8、置。和方便快捷的模拟与可视化技术,建立矿井灾害预212系统类型模块报模型,能够实现对煤矿突水、瓦斯及煤尘突出、采依据系统的目标、具体任务以及行业的特殊性,空区塌陷、冲击地压等矿山地质灾害事故的管理、预对其数据信息本着科学的分解归类和系统有效管理测和预报。的原则,拟将灾害管理系统进行模块式的规划。具311矿井水害防治体包括以下几个模块设计(图1):影响矿井突水的因素包括众多,主要受矿区的
