一種煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦采掘信息化管理系統(tǒng)，尤其是一種煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦采掘工程平面圖是反映煤層內(nèi)巷道布置和回采情況的圖紙，其也是煤礦開(kāi)采工程的最基本圖紙。一般情況下，煤礦采掘工程平面圖反映的礦井信息包含有一對(duì)立井、水平運(yùn)輸大巷和采區(qū)石門(mén)，石門(mén)進(jìn)入煤層以后，即沿煤層掘進(jìn)煤層運(yùn)輸巷、采區(qū)上山和回風(fēng)巷等，然后開(kāi)掘開(kāi)切眼構(gòu)成回采工作面，即可進(jìn)行采煤。
[0003]現(xiàn)有的采煤工程平面圖常常根據(jù)采掘進(jìn)度和采掘區(qū)域信息用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD進(jìn)行繪制，各個(gè)采掘工程項(xiàng)目并不能及時(shí)交互的反映到整個(gè)煤礦區(qū)域的采掘工程平面圖之上，而且現(xiàn)有的采煤工程平面圖不能夠動(dòng)態(tài)的監(jiān)控整個(gè)礦區(qū)采掘進(jìn)度的情況，因此，利用現(xiàn)有的采煤工程平面圖進(jìn)行采掘進(jìn)度和采掘區(qū)域管理不能夠使得技術(shù)管理人員動(dòng)態(tài)掌握采掘活動(dòng)的全面信息，做不到對(duì)煤礦各個(gè)工作區(qū)域合理安全地組織管理，進(jìn)而也不能對(duì)礦井的計(jì)劃管理及計(jì)劃決策提供科學(xué)有利的技術(shù)支持。
[0004]井上下對(duì)照?qǐng)D是反映井下采掘工程與地表的地形地物關(guān)系的圖件，利用該圖可以了解到地面地形、地物及其與井下巷道工程、采區(qū)、采面的相互關(guān)系，便于地面建設(shè)和地下開(kāi)采的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，也可以確定井下開(kāi)采深度與巖層移動(dòng)所引起的地表影響范圍，解決鐵路、建筑物和水體下采煤?jiǎn)栴}，還可以用于解決礦井防排水設(shè)施和其他問(wèn)題，可供地質(zhì)、測(cè)量、設(shè)計(jì)和采掘等部門(mén)使用。井上下對(duì)照?qǐng)D是以井田地形圖為底圖，利用采掘工程測(cè)量資料填繪各開(kāi)采水平的主要巷道和采掘范圍，它是礦井的必備圖件，主要用于地下工程部署與地面地形、地物的對(duì)應(yīng)，使設(shè)計(jì)人員和管理人員掌握地下工程的設(shè)計(jì)和開(kāi)拓對(duì)地面地物的影響，以便采取相應(yīng)的技術(shù)措施。
[0005]現(xiàn)有的井上下對(duì)照?qǐng)D是通過(guò)航拍圖片制作的，隨著人口的聚集程度及建筑物分布狀況的變化，在設(shè)計(jì)采煤工作面時(shí)，需要充分考慮這些情況，以免采動(dòng)后造成地表沉陷、地面重要建筑物受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用人機(jī)交互及網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)，對(duì)礦井地面子系統(tǒng)和井下子系統(tǒng)的技術(shù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的計(jì)劃管理，為煤礦生產(chǎn)決策提供準(zhǔn)確、及時(shí)的參考資料。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井下采掘進(jìn)度信息協(xié)同在線子系統(tǒng)、井下瓦斯抽放工程信息子系統(tǒng)、井下底板注漿改造工程信息子系統(tǒng)及地表建筑物情況信息子系統(tǒng)；
其中，井下采掘進(jìn)度信息協(xié)同在線子系統(tǒng)由基礎(chǔ)層、傳輸層及應(yīng)用層組成，所述的基礎(chǔ)層包括基本圖元、進(jìn)度和生產(chǎn)信息，它是收集基礎(chǔ)信息的載體，該基礎(chǔ)層包括收集井下每個(gè)采掘工作面的巷道輪廓設(shè)計(jì)信息，根據(jù)采掘施工進(jìn)度以及生產(chǎn)情況收集相應(yīng)巷道的采掘進(jìn)度信息，進(jìn)而實(shí)時(shí)的將采掘進(jìn)度反映在采掘工程平面圖上；
所述的傳輸層用于將基礎(chǔ)層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖形通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)路傳輸，共享給所有用戶(hù)；
所述的應(yīng)用層對(duì)傳輸層共享的基礎(chǔ)層信息進(jìn)行查看、查詢(xún)生產(chǎn)進(jìn)度信息，從而掌握生產(chǎn)布局，安排米掘進(jìn)度；
所述的井下瓦斯抽放工程信息子系統(tǒng)用于記錄井下瓦斯抽放工程信息，包括井下采掘工作面瓦斯抽放鉆孔施工情況、井下采掘工作面瓦斯抽放管路施工信息，為井下瓦斯抽放工程的布局和調(diào)控提供指導(dǎo)；
所述的井下底板注漿改造工程信息子系統(tǒng)用于收集井下底板注漿改造工程信息，包括巷道開(kāi)挖工程信息，巷道開(kāi)挖工程信息為巷道底板巖層的注漿操作提供了技術(shù)信息的支持，既為避免二次開(kāi)挖底板反拱，又解決了注漿施工與掘進(jìn)工作面施工相互影響；
所述的地表建筑物情況信息子系統(tǒng)建立了礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖，利用該衛(wèi)星圖可指導(dǎo)礦井工程實(shí)踐，所述的礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖可以精確測(cè)量建筑物距離綜采工作面的距離，可確定礦井工作面順槽及切眼位置，而且還可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控地表建筑。
[0008]進(jìn)一步，所述的基礎(chǔ)層包括建立每個(gè)采掘工作面的CAD文件，文件中包含基本的設(shè)計(jì)巷道輪廓，各個(gè)采掘?qū)γ刻鞂⑹┕みM(jìn)度、生產(chǎn)情況標(biāo)注到對(duì)應(yīng)采掘工作面的CAD文件中，標(biāo)注內(nèi)容包括時(shí)間、通尺及地質(zhì)構(gòu)造，從而可查看采掘進(jìn)度計(jì)劃的完成情況，為制定采掘計(jì)劃提供依據(jù)；
進(jìn)一步，所述的傳輸層主要是通過(guò)金山快盤(pán)軟件和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)同步共享。
[0009]進(jìn)一步，所述的應(yīng)用層是為了能夠集中展現(xiàn)井下采掘工作面的狀況，通過(guò)CAD外部參照功能將各個(gè)采掘工作面進(jìn)度的CAD子圖形和整個(gè)采掘工程平面圖CAD主圖形集中在一起，在外部參照的過(guò)程中，子圖形與主圖形保持固定的位置關(guān)系和比例關(guān)系，子圖形修改能夠同步到主圖形中；
進(jìn)一步，所述的地表建筑物情況信息子系統(tǒng)通過(guò)獲取免費(fèi)的GoogleEarth數(shù)據(jù)，利用PHOTOSHOP, AUTOCAD免費(fèi)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成一張礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖；
進(jìn)一步，所述的地表建筑物情況信息子系統(tǒng)中礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖的實(shí)現(xiàn)方法步驟如下所示:
第一步:查看。首先查看GoogleEarth數(shù)據(jù)對(duì)礦井所在區(qū)域的地表建筑物的清晰程度，并且辨別其它建筑物、河流、橋梁及鐵路是否清晰可辨，使用更新版本或在線版本的GoogleEarth 數(shù)據(jù)；
第二步:收集免費(fèi)的數(shù)據(jù)信息。打開(kāi)GOOGLEEARTH地圖軟件，將掃描格式調(diào)節(jié)至衛(wèi)星掃描，然后將觀看形式調(diào)至距離地表200m高空的觀看距離，最后通過(guò)截屏的方式將煤礦地表地貌的圖片進(jìn)行逐個(gè)下載保存；
第三步:利用PHOTOSHOP軟件將所有圖片合為一張地表全貌圖。打開(kāi)PHOTOSHOP軟件，將圖片導(dǎo)入PHOTOSHOP操作界面，同時(shí)在每張相鄰的圖片上設(shè)置對(duì)齊線，采用裁剪命令將圖片上多余的部分裁剪掉，然后采用輕移命令將相鄰圖片銜接到一起；然后再利用分層管理命令，快速連續(xù)點(diǎn)擊圖層隱藏按鈕，檢測(cè)圖片位置是否完全精確連接，控制精度可以達(dá)到1個(gè)像素；最后將合成完畢的全貌圖導(dǎo)出為一張成果圖；
第四步:井上下對(duì)照。利用AUTOCAD軟件將礦井井下巷道布置圖與地表全貌圖合并為一體。首先將地表全貌圖至于底層，然后參照主要河流或道路的長(zhǎng)寬利用縮放命令將圖片縮放至與礦井井下巷道布置圖相一致的比例，最后參照主副井將兩者合為一體；
第五步:精度驗(yàn)證。通過(guò)礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖上地表典型建筑物如井筒、路的交岔口、河流交岔口，與航拍圖進(jìn)行驗(yàn)證，確保其精度在2m以?xún)?nèi)，以滿(mǎn)足工程使用需要。
[0010]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
本發(fā)明架構(gòu)簡(jiǎn)單、功能實(shí)現(xiàn)方便快捷，該系統(tǒng)可以即時(shí)顯示采掘信息的時(shí)空制約關(guān)系，為礦井的計(jì)劃管理、生產(chǎn)決策及技術(shù)管理提供了準(zhǔn)確、及時(shí)的參考，對(duì)礦井科學(xué)、合理的的組織生產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用。具體有益效果為:
(1)經(jīng)濟(jì)效益:井下子系統(tǒng)提高了采掘信息的傳遞速度3倍以上，節(jié)省了人工溝通900個(gè)/年以上，價(jià)值18萬(wàn)元，該系統(tǒng)提高了生產(chǎn)決策的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，確保采掘隊(duì)伍的合理布局和生產(chǎn)接替的順利銜接；
地面子系統(tǒng)實(shí)建立了井上下衛(wèi)星圖，在不需現(xiàn)場(chǎng)入戶(hù)的情況下，準(zhǔn)確地確定最新的地表重要建筑物的位置狀況，合理的確定保護(hù)煤柱范圍。
[0011](2)社會(huì)效益:該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)掌握采掘活動(dòng)中各因素之間相互制約關(guān)系，做到科學(xué)合理地組織安全生產(chǎn)，保證礦井安全可持續(xù)發(fā)展，對(duì)礦井的計(jì)劃管理、生產(chǎn)決策提供有力支持，提高了及時(shí)性和準(zhǔn)確性；而且實(shí)現(xiàn)了信息分權(quán)限共享，提高了不同專(zhuān)業(yè)人員的信息量，提高了礦井工程技術(shù)人員綜合能力，減小了專(zhuān)業(yè)隔閡，促進(jìn)了工程技術(shù)人員隊(duì)伍建設(shè)，為礦井的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展儲(chǔ)備人才資源。
[0012](3)應(yīng)用前景:該系統(tǒng)為打造數(shù)字礦山提供一個(gè)新的平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)共享技術(shù)讓生產(chǎn)信息發(fā)揮更大的作用，值得在全國(guó)礦井推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示，一種煤礦采掘數(shù)字化管理系統(tǒng)1，該系統(tǒng)包括井下采掘進(jìn)度信息協(xié)同在線子系統(tǒng)2、井下瓦斯抽放工程信息子系統(tǒng)3、井下底板注漿改造工程信息子系統(tǒng)4及地表建筑物情況信息子系統(tǒng)5 ；
其中，井下采掘進(jìn)度信息協(xié)同在線子系統(tǒng)2由基礎(chǔ)層6、傳輸層7及應(yīng)用層8組成，所述的基礎(chǔ)層6包括基本圖元、進(jìn)度和生產(chǎn)信息，它是收集基礎(chǔ)信息的載體，該基礎(chǔ)層包括收集井下每個(gè)采掘工作面的巷道輪廓設(shè)計(jì)信息，根據(jù)采掘施工進(jìn)度以及生產(chǎn)情況收集相應(yīng)巷道的采掘進(jìn)度信息，進(jìn)而實(shí)時(shí)的將采掘進(jìn)度反映在采掘工程平面圖上；
所述的傳輸層7用于將基礎(chǔ)層6的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、圖形通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)路傳輸，共享給所有用戶(hù)；
所述的應(yīng)用層8對(duì)傳輸層7共享的基礎(chǔ)層6信息進(jìn)行查看、查詢(xún)生產(chǎn)進(jìn)度信息，從而掌握生產(chǎn)布局，安排采掘進(jìn)度； 所述的井下瓦斯抽放工程信息子系統(tǒng)3用于記錄井下瓦斯抽放工程信息，包括井下采掘工作面瓦斯抽放鉆孔施工情況、井下采掘工作面瓦斯抽放管路施工信息，為井下瓦斯抽放工程的布局和調(diào)控提供指導(dǎo)；
所述的井下底板注漿改造工程信息子系統(tǒng)4用于收集井下底板注漿改造工程信息，包括巷道開(kāi)挖工程信息，巷道開(kāi)挖工程信息為巷道底板巖層的注漿操作提供了技術(shù)信息的支持，既為避免二次開(kāi)挖底板反拱，又解決了注漿施工與掘進(jìn)工作面施工相互影響；
所述的地表建筑物情況信息子系統(tǒng)5建立了礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖，利用該衛(wèi)星圖可指導(dǎo)礦井工程實(shí)踐，所述的礦井井上下對(duì)照衛(wèi)星圖可以精確測(cè)量建筑物距離綜采工作面的距離，可確定礦井工作面順槽及切眼位置，而且還可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控地表建筑。
[0016]在上