基于GIS的煤矿瓦斯地质信息系统研究

发布时间：2017-10-20 01:25

  本文关键词：基于GIS的煤矿瓦斯地质信息系统研究

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【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。
【关键词】：瓦斯地质 信息化 煤矿瓦斯地质信息系统 地理信息系统(GIS) 涌出量预测
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-25
• 1.1 选题背景11-13
• 1.2 瓦斯地质研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 矿山信息化研究现状16-19
• 1.3.1 国外研究现状16
• 1.3.2 国内研究现状16-19
• 1.4 矿井监测与预测预警研究现状19-21
• 1.5 存在的问题21-22
• 1.6 研究内容及技术路线22-24
• 1.6.1 研究内容22-23
• 1.6.2 研究方法及技术路线23-24
• 1.7 本章小结24-25
• 2 煤矿瓦斯地质信息系统架构25-45
• 2.1 煤矿瓦斯地质信息系统总体设计25-31
• 2.1.1 需求分析25-26
• 2.1.2 设计目标26
• 2.1.3 开发平台选择26-29
• 2.1.4 平台架构29-31
• 2.2 系统模块结构分析31-40
• 2.2.1 瓦斯地质图编制子系统31-32
• 2.2.2 瓦斯地质协同设计子系统32-36
• 2.2.3 基于WebGIS的瓦斯地质综合管理子系统36-39
• 2.2.4 瓦斯地质预测子系统39-40
• 2.3 系统开发关键技术40-43
• 2.3.1 COM组件技术40
• 2.3.2 ASP.NET技术40-41
• 2.3.3 组件式GIS技术41
• 2.3.4 WebGIS技术41-42
• 2.3.5 AutoCAD二次开发工具42-43
• 2.4 本章小结43-45
• 3 目标区瓦斯地质规律研究45-71
• 3.1 平顶山矿区瓦斯赋存构造控制规律研究45-54
• 3.1.1 矿区构造应力场演化及控制特征45-48
• 3.1.2 矿区瓦斯赋存地质构造逐级控制特征48-49
• 3.1.3 矿区瓦斯地质单元49-54
• 3.2 十二矿瓦斯地质规律研究54-60
• 3.2.1 矿井瓦斯分布规律54-57
• 3.2.2 矿井煤与瓦斯突出构造控制特征57-60
• 3.3 现代应力作用下褶皱对煤与瓦斯突出的影响60-69
• 3.3.1 平顶山矿区地应力分布规律61-63
• 3.3.2 现代构造应力场对瓦斯突出的影响63-64
• 3.3.3 褶皱构造应力对煤与瓦斯突出的影响64-69
• 3.4 本章小结69-71
• 4 煤矿基础空间数据融合技术71-81
• 4.1 传统的煤矿数据管理模式及存在问题71-72
• 4.2 基础空间数据融合的概念与特点72-74
• 4.2.1 国土信息“一张图”概述72-73
• 4.2.2 基础空间数据融合概念73-74
• 4.2.3 建设目标74
• 4.3 煤矿基础空间数据融合的架构74-80
• 4.3.1 煤矿基础空间数据融合体系结构74-76
• 4.3.2 构建煤矿基础空间数据融合底图76-80
• 4.4 本章小结80-81
• 5 煤矿瓦斯涌出量预测方法研究81-109
• 5.1 瓦斯涌出相关数据来源81-84
• 5.2 瓦斯涌出量数据筛选84-87
• 5.3 工作面瓦斯涌出量预测方法研究87-96
• 5.3.1 灰色关联度分析88-92
• 5.3.2 灰色系统预测92-96
• 5.4 工作面瓦斯涌出量预警方法研究96-101
• 5.4.1 R/S分析法97-99
• 5.4.2 分形预警方法99-101
• 5.5 过构造的TIN构网算法101-106
• 5.5.1 Delaunay三角网性质101-102
• 5.5.2 数据结构102-103
• 5.5.3 构网算法103-105
• 5.5.4 等值点计算与追踪105-106
• 5.6 本章小结106-109
• 6 煤矿瓦斯地质信息系统实现与应用109-133
• 6.1 系统概述109-111
• 6.1.1 系统特点109-110
• 6.1.2 数据库建设110-111
• 6.2 工程应用111-132
• 6.2.1 瓦斯地质协同设计子系统111-118
• 6.2.2 瓦斯地质图编制子系统118-120
• 6.2.3 基于WebGIS的瓦斯地质综合管理子系统120-122
• 6.2.4 瓦斯地质预测子系统122-132
• 6.3 本章小结132-133
• 7 结论与展望133-137
• 7.1 主要结论133-134
• 7.2 主要创新点134
• 7.3 进一步打算和展望134-137
• 参考文献137-149
• 作者简历149-151
• 学位论文数据集151

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1 袁明风;贵州煤矿瓦斯利用量今年将达1亿立方米[N];中国经济导报;2006年

2 谭琼辉;我州部署相关工作[N];恩施日报;2007年

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5 唐成选;煤矿瓦斯综合利用取得新进展[N];辽宁日报;2008年

6 刘铮;我国煤矿瓦斯资源，，量可“敌”天然气[N];新华每日电讯;2005年

7 杨林国;贵州联合英美专家开发煤矿瓦斯[N];中国能源报;2012年

8 本报记者 王琼杰;美国,煤矿瓦斯回收利用走在前[N];中国矿业报;2013年

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8 崔秀伟;煤矿瓦斯灾害的安全控制理论及应用[D];西安科技大学;2011年

9 黄冬梅;基于危险源理论的煤矿瓦斯预警管理系统研究[D];山东科技大学;2008年

10 罗文渊;煤矿瓦斯无线预警网络设计[D];成都理工大学;2010年

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