地测数字化制图在煤矿智能化中的应用分析

地测数字化制图在煤矿智能化中的应用分析

张祥明

中煤科工集团重庆研究院有限公司 重庆市  400039

摘要：随着信息技术的不断发展，煤矿智能化建设已成为提高煤炭资源综合利用效益和降低生产成本的重要途径。其中，地测数字化制图技术在煤矿智能化建设中发挥着重要的作用。本文旨在分析地测数字化制图在煤矿智能化中的应用，探究其在提高煤矿安全生产和管理水平方面的作用，为推进煤矿智能化建设提供科学依据和参考。

关键词：地测数字化制图；煤矿智能化；应用分析

1.地测数字化制图的概念及发展历程

地测数字化制图是指利用计算机技术，将地形图、地质图、勘探成果图等地质资料通过数字化手段进行处理和分析，制成高质量的数字制图产品的过程。地测数字化制图是数字地图制作的一项重要内容，在煤矿智能化中也发挥着重要作用。

其发展历程可以追溯到上世纪60年代初，在那个时期，数字制图技术还处于萌芽状态，只能实现简单的图形处理。随着计算机技术、数字图像处理技术等技术的不断发展，数字地图制作技术也逐渐成熟。在煤矿安全生产方面，数字地图制作技术的应用可以提高地质勘探效率，帮助工程师更好地了解煤矿地质情况，提高矿井安全生产水平。

地测数字化制图的技术体系主要包括：数字化采集技术、数字图像处理技术、数字地图绘制技术等。其中数字化采集技术是制作数字地图的第一步，通过该技术将地质图、地形图等纸质图形数字化，为数字地图绘制和后续处理提供数据支持。数字图像处理技术是数字地图制作中最主要的步骤之一，其主要功能包括对不同的地质图形进行处理，如增强、压缩、滤波、纠正等，从而得到高质量的地质数据。数字地图绘制技术是制作数字地图的最后一步，通过该技术将采集并处理完毕的地质数据绘制成数字地图。

2. 地测数字化制图在煤矿智能化中的应用

2.1煤矿智能化的发展现状及需求

煤矿智能化已经成为当今煤炭工业的一项重要发展趋势。在市场经济大环境下，煤矿企业需要提高生产效率和质量，降低生产成本，提高安全生产水平。因此，煤矿智能化成为煤矿企业必须走的一条路。

在煤矿智能化的发展过程中，数字化技术一直是煤矿企业的重要选择之一。数字化技术的应用，通过对数据的采集、分析和加工，可以形成各种煤矿生产和管理的信息系统，从而提高生产效率和质量，降低生产成本。

但是，目前煤矿智能化的数字化程度仍然较低，主要体现在煤炭采掘的各个环节上都存在处理数据、信息化程度不足、生产效率低和成本过高的问题。这些问题是阻碍煤矿智能化发展的主要瓶颈。

因此，推进地测数字化制图技术在煤矿智能化中的应用，不仅能够解决煤矿数据处理、信息化程度不足、生产效率低、成本过高等问题，还能够进一步促进煤炭行业产业结构转型，达到煤炭行业可持续发展的目标。

2.2地测数字化制图的实现

在数字化制图过程中，相关数据的获取是重点，获取的数据越多，矿图的结果越能反映真实的矿区情况。过去多采用钻探的方法获取数据，不仅获取的数据量少，而且效率低。随着科学技术的发展，一些先进的勘探手段被应用，大大提高了获取数据的数量和效率。这些勘探设备主要有瞬变电磁仪（见图 1）、无线电波探测仪、测井分析仪、钻孔轨迹仪等。

图1 成套瞬变电磁勘探装备

目前，这些地质探测设备具备数据自动采集与上传功能，能够实现地质模型的构建与实时更新，地质模型建模精度小于 1m。地质数据、工程数据实现了数字化存储。地质数据与工程数据能够实现融合、共享，满足智能化煤矿主要生产系统地理信息服务要求。此外，实现对矿井待开采（掘进）区域含煤地层结构、地质构造、煤层及顶板和底板岩层岩性、厚度、矿井瓦斯和水富集区的勘探，探测数据实现数字化存储。

2.3在煤矿智能化中的应用

数字化制图的最终目的是构建地质保障系统，从而服务于煤矿智能化开采。将地质图导入到智能设备控制系统中，结合相应的井下定位，可以实现对煤层的精准掘进和开采。同时，构建的地质保障系统可用于地质数据推演、地质建模、地质数据可视化等，矿井地质数据的基础信息、关联信息、预测信息等能够用可视化的方式直观展示。支持 C/S、B/S架构的空间信息可视化系统，对空间数据、属性数据以及时态数据进行存储、转换、管理、查询、分析和可视化，具体如图 5所示。地质模型的精度满足智能化采煤、智能化掘进、智能化通风、智能化安全监控等系统的需要。

此外，通过统一虚拟化资源池部署，使用云管理系统进行统一管理和调度，可以极大地方便煤矿的智能化开采。基于地质模型与工程数据模型，对煤矿地层、地质构造、煤层、煤质、瓦斯、水文地质和其他地质条件、地质特征及变化规律进行展示，可以为开采过程中地质灾害的预防提供极大的帮助。

3.地测数字化制图在煤矿智能化中的潜力及发展方向

地测数字化制图是数字矿山建设中不可或缺的环节，它能够有效地提高煤矿勘探开发的效率。在煤矿智能化建设中，地测数字化制图有广阔的应用前景。

首先，地测数字化制图可以更高效地管理煤矿资源。数字化制图可以将煤矿地质、矿井、采煤、运输等信息搜集整理，制作成数字模型。这些信息数字模型可被存储为同一标准的电子档案，达到多功能、多平台共享的目的。数字模型能够方便煤矿生产管理和矿山规划、设计和评估，为煤矿科学合理管理提供数据支撑。

其次，地测数字化制图有助于煤矿生产的安全保障。数字化制图能够尽早发现煤矿地质环境的变化，及时预警工程灾害风险，预防化解灾害隐患。同时，在煤矿生产经营风险评估中，能够依据数字模型进行合理分析、估算和风险控制。

再次，数字化制图可以为煤矿智能化提供良好的数据支撑。在煤矿智能化系统建设中，数字化制图作为煤矿信息的重要来源，可以为煤矿当量投入、开采效益、矿产资源量等数据的采集提供支撑。因此，地测数字化制图不仅能够对煤矿智能化建设实现数据全面可视化、信息标准化；同时也能够促进数字化、网络化运营的实现。

结语：

综合而言，随着数字矿山技术的发展，地测数字化制图应用将不断提高数据采集、处理和管理的效率，为煤矿智能化建设的推进提供重要帮助。未来，数字化制图在数字矿山智能化方面将有更广阔的空间和机遇，带来质的飞跃。

参考文献：

[1]潘建鹏.煤矿地质测量中数字化制图技术的应用分析[J].能源与节能,2022:164-165.

[2]刘慧.数字化制图技术在煤矿地质测量中的运用[J].当代化工研究,2019:143-144.

[3]秦娜定.数字化制图技术在煤矿地质测量中的应用[J].当代化工研究,2020:73-74.