基于gis的礦井自然災(zāi)害隱患識別、預(yù)警模型研究

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1、基于GIS的礦井自然災(zāi)害隱患識別、預(yù)警模型研究張佰慧1楊明強(qiáng)21.平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南平頂山4670012.平頂山工學(xué)院，河南平頂山467001摘要：本文詳細(xì)研究了基于GIS的煤礦自然災(zāi)害隱患識別單體評判預(yù)警模型、區(qū)域評判預(yù)警模型以及二者綜合的區(qū)域-單體聯(lián)合評判預(yù)警模型的數(shù)據(jù)要求和模型實(shí)現(xiàn)流程等關(guān)鍵問題。關(guān)鍵詞：礦井GIS隱患識別預(yù)警模型Researchonthenaturalminedisaster　hidden　trouble　recognizingandearlywarningmodebased

2、onGISZhangBai-hui1YangMing-qiang21.PingDingShanInstituteofIndustrialProfessionTechnology，PingDingShanHeNan4670012.PingDingShanInstituteofTechnology，PingDingShanHeNan467001Abstract:Naturalminedisaster　hidden　trouble　recognizingearlywarningmodeofsinglejudging

3、,areajudgingandarea-singleunitedjudgingbasedonGISareproposedindetail.Meanwhile，Somekeyproblemssuchasthedatarequireandtherealizedprocessofthemodelarestudied.Keywords:mineGIS;hiddentroublerecognizing;earlywarningmode1引言我國煤炭生產(chǎn)是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，瓦斯、礦壓與頂板、煤塵、水火等自然

4、災(zāi)害因素是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要因素。近幾年來，我國煤礦瓦斯爆炸、井下透水等事故頻頻發(fā)生，給人民的生命和國家財產(chǎn)造成了巨大的損失，嚴(yán)重影響了煤炭企業(yè)生產(chǎn)能力的發(fā)揮和煤炭企業(yè)的形象。識別與防治礦井自然災(zāi)害隱患是減少礦井自然災(zāi)害事故發(fā)生的根本途徑，而新興的空間數(shù)據(jù)庫、GIS技術(shù)等為解決礦井瓦斯、水害防治問題提供了有效的技術(shù)手段與相應(yīng)的理論支撐。煤礦地理空間數(shù)據(jù)的存儲與管理以及相關(guān)評價指標(biāo)體系庫是礦井瓦斯、水害隱患識別、決策分析的基礎(chǔ)，但是要真正解決這一問題還需要一定的空間分析模型與方法，即基于GIS的礦井瓦斯、水

5、害隱患識別預(yù)警模型。實(shí)際應(yīng)用GIS對自然災(zāi)害識別、預(yù)警預(yù)報主要有三類GIS模型，主要是基于GIS的單體評判預(yù)警模型、基于GIS的區(qū)域評判預(yù)警模型以及基于GIS的區(qū)域—單體聯(lián)合評判預(yù)警模型。2基于GIS的單體評判預(yù)警模型基于GIS的單體評判預(yù)警模型是采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)與原理，依據(jù)礦井自然災(zāi)害的某一評價指標(biāo)及其超標(biāo)臨界值評判相關(guān)災(zāi)害在未來相關(guān)條件下可能發(fā)生的情況，為提前采取必要的預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。2.1模型數(shù)據(jù)要求單體評判預(yù)警模型的實(shí)現(xiàn)需要依托大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：①礦井自然災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)；

6、②礦井自然災(zāi)害隱患點(diǎn)分布圖；③礦井水文地質(zhì)圖與礦井充水性圖；④礦井瓦斯地質(zhì)圖、瓦斯等值線圖、瓦斯區(qū)域分布圖；⑤礦井巷道布置圖；⑥礦井地表水體分布。實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)：①礦井瓦斯歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)；②降雨量歷史數(shù)據(jù)與雨量監(jiān)測數(shù)據(jù)；③災(zāi)害點(diǎn)歷史水文數(shù)據(jù)與實(shí)時水文監(jiān)測數(shù)據(jù)；④礦井頂板壓力監(jiān)測實(shí)時數(shù)據(jù)。2.2模型實(shí)現(xiàn)流程礦井自然災(zāi)害單體評判預(yù)警模型主要是針對自然災(zāi)害引發(fā)主導(dǎo)因素實(shí)現(xiàn)單一指標(biāo)評判預(yù)警，主要實(shí)現(xiàn)流程如圖2-1。2.2.1評判預(yù)警指標(biāo)的選取基于GIS的單體隱患識別預(yù)警的指標(biāo)選取主要結(jié)合礦井自然災(zāi)害預(yù)警預(yù)報判據(jù)

7、的研究選取合理的單一評判指標(biāo)，并最終為評判預(yù)警模型服務(wù)。2.2.2評判預(yù)警數(shù)據(jù)的獲取歷史數(shù)據(jù)主要來源于相關(guān)礦井空間數(shù)據(jù)庫中心，主要包括各類圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)等；實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過監(jiān)控硬件設(shè)備與系統(tǒng)獲取實(shí)時傳輸?shù)奖O(jiān)控數(shù)據(jù)中心，并發(fā)送到礦井空間數(shù)據(jù)庫中心供評判預(yù)警服務(wù)與應(yīng)用。不同單體的評判預(yù)警對數(shù)據(jù)具有不同的要求，對于不同的單體、單體的不同位置以及單體所處的不同階段，監(jiān)測不同精度的數(shù)據(jù)。因此，對于瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)、水文監(jiān)測數(shù)據(jù)以及頂板壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)以及其它基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)，必須符合標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。2.2.3數(shù)據(jù)的預(yù)處理

8、針對監(jiān)測數(shù)據(jù)，必須將歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)和實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)合并，并且為了增強(qiáng)監(jiān)測時序資料的有效信息，削弱干擾信息和系統(tǒng)噪聲，需要采用插值、濾波、累加生成、歸一化、關(guān)聯(lián)度分析等數(shù)學(xué)方法對量化信息進(jìn)行處理，分析實(shí)時的監(jiān)測信息。是否得出結(jié)果數(shù)據(jù)處理判據(jù)選擇預(yù)報結(jié)果發(fā)布基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)插值關(guān)聯(lián)度分析歸一化結(jié)果檢驗(yàn)滿意否檢驗(yàn)反饋處理數(shù)據(jù)修改模型改進(jìn)濾波累加生成模型選擇與計(jì)算空間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器圖2-1基于GIS的單體評判