基于GIS的煤矿瓦斯地质信息系统研究

摘要

瓦斯灾害防治是煤矿安全生产工作的重点，瓦斯地质研究是治理瓦斯灾害的有效途径，越来越受到监管行业、煤矿企业和科技工作者的重视。瓦斯地质的综合学科属性和独特性决定了至今煤矿还没有一个部门来统一管理瓦斯地质信息，造成信息分布分散、更新不及时、管理混乱等问题，导致瓦斯地质信息化在数字矿山建设中的滞后。本文将瓦斯地质理论与信息化技术相结合，系统研究了煤矿瓦斯地质信息化及其管理和相关技术，提出了瓦斯涌出量数据筛选方法和预测模型，开发了基于GIS的煤矿瓦斯地质信息系统，实现了煤矿瓦斯地质的信息集成与应用、瓦斯地质图的自动编制和工作面瓦斯涌出量的预测预警。
　　论文研究的主要内容与成果如下：
　　（1）提出了基于GIS的煤矿瓦斯地质信息系统的系统架构、信息处理等功能模块的总体设计思想，以AutoCAD为开发平台，结合GIS技术和瓦斯赋存构造逐级控制理论，运用C++、.net语言编程开发了系统平台。
　　（2）研究了平顶山矿区、矿井瓦斯赋存构造逐级控制规律，受断层尤其是褶皱构造影响，矿区瓦斯赋存呈东高西低的分布特征；建立了十二矿瓦斯预测模型，并将模型应用到系统中，实现了矿井深部瓦斯地质图的自动更新。
　　（3）基于煤矿基础空间数据融合技术，建立了煤矿瓦斯地质信息协同管理模式，实现矿井地质、测量、通风、采掘、设计、调度、动态监控等部门的相关瓦斯数据信息的集成应用与管理。
　　（4）建立了瓦斯涌出量数据筛选数学模型，实现了瓦斯涌出量数据的自动筛选。从瓦斯地质观点确定瓦斯涌出量预测参数，利用灰色系统理论和基于时间序列的分形理论，建立瓦斯涌出量预测模型，提高了预测精度，实现了瓦斯涌出量的自动预测。通过建立工作面瓦斯涌出量预警模型，充分利用瓦斯监测数据对预测结果进行修正，实现工作面瓦斯涌出量超前预测。
　　（5）在平煤十二矿应用该系统平台，实现了煤矿瓦斯地质图等矿图的自动编制和工作面瓦斯涌出量预测，并验证了瓦斯涌出量预警功能。

目录

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1 绪论

1.1 选题背景

1.2 瓦斯地质研究现状

1.3 矿山信息化研究现状

1.4 矿井监测与预测预警研究现状

1.5 存在的问题

1.6 研究内容及技术路线

1.7 本章小结

2 煤矿瓦斯地质信息系统架构

2.1煤矿瓦斯地质信息系统总体设计

2.2系统模块结构分析

2.3系统开发关键技术

2.4本章小结

3 目标区瓦斯地质规律研究

3.1平顶山矿区瓦斯赋存构造控制规律研究

3.2十二矿瓦斯地质规律研究

3.3现代应力作用下褶皱对煤与瓦斯突出的影响

3.4本章小结

4 煤矿基础空间数据融合技术

4.1 传统的煤矿数据管理模式及存在问题

4.2 基础空间数据融合的概念与特点

4.3 煤矿基础空间数据融合的架构

4.4 本章小结

5煤矿瓦斯涌出量预测方法研究

5.1 瓦斯涌出相关数据来源

5.2瓦斯涌出量数据筛选

5.3工作面瓦斯涌出量预测方法研究

5.4工作面瓦斯涌出量预警方法研究

5.5过构造的TIN构网算法

5.6 本章小结

6 煤矿瓦斯地质信息系统实现与应用

6.1 系统概述

6.2 工程应用

6.3 本章小结

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 主要创新点

7.3 进一步打算和展望

参考文献

作者简历

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