GIS在煤矿灾害中的应用.ppt

最新档案,事件：河南平煤集团瓦斯突出致20人死 尚有17人被困 概要：2010年10月16日6时左右，中平能化集团平禹煤电公司四矿12190采面在施工防突钻孔时发生煤与瓦斯突出事故，井下当时共有276人作业，事故发生后239人安全撤至地面，初核工作面区域有37人被困。目前已发现20人死亡，井下尚有17人被困。,最近汇总档案,（09年以来） 湖南（3起） 2009年4月17日 郴州大岭煤矿炸药爆炸19人死亡、1人下落不明 1月5日 湘潭立胜煤矿电缆着火25人死亡、9人下落不明 2009年11月22日 怀化郭家湾煤矿瓦斯爆炸15人死亡 云南（2起） 2009年5月15日 昭通茶山煤矿瓦斯爆炸10人死亡 2009年12月28日 楚雄栗树煤矿煤与瓦斯突出 12人死亡 黑龙江（2起） 2009年4月4日 鸡西金利煤矿 透水4人被救 12人死亡 2009年11月21日 新兴煤矿 煤与瓦斯突出104人死亡、4人下落不明2,最近汇总档案,内蒙古 3月1日 骆驼山煤矿 透水8人被救（其中1人被救后死亡）31人遇难 辽宁 2009年10月9日 阜新中兴煤矿 火灾13人死亡 山西（3起） 3月28日 王家岭煤矿 透水115人被救 7人死亡、31人被困（截至4月7日9时） 2009年5月16日 大同麻家梁煤矿 炮烟窒息11人死亡 2009年2月22日 屯兰煤矿瓦斯爆炸 78人死亡 重庆 2009年5月30日 同华煤矿 煤与瓦斯突出30人死亡 贵州 2009年6月17日 黔西南新桥煤矿 透水 3人被救 9人死亡、4人下落不明,在这里生命的重量有多轻？,煤矿灾害何时了？,我们如何来减少灾害的发生？ 如何在灾害发生时及时有效的展开救援行动？减少人员的伤亡呢？ GIS为解决以上问题起到了有效的作用 我们一起来看看GIS在煤矿灾害事故中的应用,GIS技术在,煤矿灾害事故中的应用,提纲,1 煤矿地理信息系统( MGIS ) 概况 2 GIS 在矿井灾害事故中的应用 2.1 灾害事故预测预报 2.1.1 煤层底板突水预测 2.1.2 煤矿瓦斯监控及预报 2.2 突发事故的救灾指挥 3 结束语,煤炭行业是我国国民经济的支柱产业之一。在煤矿开采过程中, 人为的采掘活动打破了矿山系统原始的平衡状态, 导致了各种矿井灾害事故频繁发生, 主要表现为矿井顶板、底板突水; 地面塌陷;瓦斯突出等。因此, 煤矿安全管理技术还需要投入较大力度, 特别是应在安全信息管理技术方面开展不同程度的预测控制灾害的模型研究与开发工作。,1 煤矿地理信息系统( MGIS ) 概况,煤矿地理信息系统 ( MGIS) 是面向矿业领域的工程、资源、环境、经济与社会问题, 为合理开发矿产资源和维护矿区经济、社会和环境保护的协调服务的行业性 GIS。MGIS可为矿产资源的开发、生产与利用提供信息支持和辅助决策手段, 并为矿区经营和管理的定量化、定位化、科学化以及矿业社会经济可持续发展评估提供技术手段。 MGIS的总体功能是对矿业时空数据进行采集、处理、存储、共享与分发, 实现矿产资源开发、加工与利用过程的时空查询、拓扑分析、调度指挥决策支持、动态模拟与虚拟再现。,2 GIS 在矿井灾害事故中的应用,煤矿生产过程中突发性灾害事故既严重影响了矿山正常生产, 又直接对工人的人身安全造成不同程度的威胁。所以, 煤矿灾害事故的预测预报技术和救灾控制技术一直为各级管理部门及工程技术人员所重视。国外实践证明, 利用 GIS技术来完成这一工作, 不仅可以大大提高煤炭生产的安全性和可靠性, 而且具有明显的经济效益和社会效益。,2.1 灾害事故预测预报,利用 GIS进行矿井的灾害事故预测预报, 可以根据灾害类型, 选择合适的变量建立分析预测预报模型。,2.1.1 煤层底板突水预测,应用 GIS技术, 可对矿井进行突水预测, 推断下组煤开采相对安全地段, 为矿井水害防治提供决策依据。其工作方法是利用 GIS 软件, 如 ARC/INFO 组织和管理与煤矿突水有关的各种信息数据（包括遥感、物探、钻探等资料) , 通过计算机的分析处理, 建立突水模式, 进行突水预测。,煤矿突水原理图,煤层底板突水预测所涉及到的数据多是地理空间数据, 既具有空间分布特征 ( X、Y 坐标) , 又具有属性特征(水压、厚度等)。在煤矿中导致煤层底板突水的因素包括断层密度、岩溶发育程度、水压及隔水层有效厚度、开采方法、顶板管理方法等, 因此, 可以在 GIS 的支持下, 应用多源信息复合分析方法(可采取 UNION 的方式) , 把多个导致煤层底板突水的因素组合在一个模型里, 以反映多因素对底板突水的综合作用。通过与实际结果的多次拟合, 得出突水指数, 最后以图形的方式输出危险突水区。,2.1.1 煤层底板突水预测,2.1.1 煤层底板突水预测,实现原理: 将影响底板突水因素通过量化后得到的单因素等值线图, 按空间位置套叠 (配准) 在一起, 进而研究各个空间点属性数据之间的关系,建立起它们之间的统计 (相关) 模型。 具体工作步骤: 分析突水机理, 确定突水因素, 根据资料对各因素进行量化, 再依据单因素拟合结果, 确定突水预测模型, 最终进行突水预测。,煤矿突水预测流程图,2.1.2 煤矿瓦斯监控及预报,煤矿瓦斯事故一直是安全生产的大敌, 严重威胁矿工的生命财产安全。瓦斯管理中的数据多、信息量大, 且多数信息具有三维立体空间定位的特性和较强的时效性, 而这些都可以得到 GIS 的支持。在高瓦斯矿井, 可运用 GIS进行安全监测监控, 不但能对瓦斯信息实现动态管理、实时监督, 而且可以进行宏观分析和决策, 从而提高管理效率, 减少事故发生。具体应用如下:,2.1.2 煤矿瓦斯监控及预报,1) 在线监控。利用 RS传感器对矿井进行实时监控, 运用 GIS对传感器传入的数据进行存储、查询、管理, 实时监测煤矿全部传感器的工作情况以及井下设备的工作状态。对每个传感器当时的瓦斯浓度数据进行实时监督, 在瓦斯超限时结合铃声报警提示。MGIS还可以对矿井中的风速、风量、风向、变化趋势等相关数据进行分析和实时处理。对所采集数据进行实时显示和查询监控, 并做出超限警报。,2.1.2 煤矿瓦斯监控及预报,2) 瓦斯超限。瓦斯浓度直接涉及生产的安全性, GIS支持实时的瓦斯浓度、变化趋势等相关的具有时态特征数据的处理、分析功能。可据所采集数据生成相应专题图, 并进一步实现超限警报提示。 3) 曲线分析。可以对煤矿的瓦斯情况进行实时数据、分钟数据、小时数据的查询, 生成针对一个瓦斯传感器的部分数据的图形曲线, 有助于瓦斯数据信息的实时监督。,2.1.2 煤矿瓦斯监控及预报,GIS的应用使矿井中瓦斯状况数据具备了直观性、实时性, 有效降低了事故隐患, 做到防患于未然。同样, 对于矿井中煤尘爆炸、顶板冒落、煤层自燃发火、冲击地压等灾害事故也可以通过多源数据融合技术实现多元数据的无缝缝合, 选择合适的影响因素建立分析预测预报模型和实时监控系统。,煤矿瓦斯监控系统,2.2 突发事故的救灾指挥,GIS 也可用于突发事故的救灾指挥中, 运用GIS的空间分析和网络分析等功能, 对矿井灾害实时数据进行分析, 做出该事故可能波及的范围, 疏散人员的最佳路径, 确定最佳风流控制措施, 以及该事故可能造成的损失等, 管理人员将 MGIS提供的资料与现场实际情况相结合进行调度指挥, 把事故的损失尽可能减小。,2.2 突发事故的救灾指挥,具体实施方法如下: 1) 将矿井数据中边要素的长度属性作为权重值字段加以标志, 进行与路径长度相关的智能分析。比如, 最短路径分析, 只要给定特定的起点和终点, 系统就会自动寻找出路径长度的最短路径。 2) 将边要素的方向属性作为权重值字段加以标志, 进行与风向相关的智能分析。比如, 火灾后各巷道的新鲜风流与乏风分析, 高温烟流及有害烟流分析, 通过对烟流的分析, 可以预测人员的所在位置与安全程度, 并确定最佳的人员撤离及救援方案。,2.2 突发事故的救灾指挥,3) 将节点要素的连通性作为权重值字段加以标志, 进行环路的连通性分析, 在发生火灾时, 对与火灾发生地点相连接的所有巷道的节点的连通性立即得到确定。 总之, GIS 在灾害事故的救灾指挥应用中, 可将实际矿井巷道的各种参数输入 GIS 矿井数据库中, 通过路径分析、节点环路分析、风向分析等,可以迅速、准确地确定人员的最佳撤离路线和救灾方案。如, 在某一已构建好的通风网络中, 可以选择认为安全的几个地点, 然后以火灾地点为起点,以选定的安全地点为终点, 通过已确定的通风网络确定人员的最佳撤离路线和救灾方案。,3 结束语,在煤矿灾害事故中, GIS 技术能够综合、全面地利用多种信息渠道, 具有处理快速、预测精确、实时决策等优点,