煤矿技术数据利用现状分析

摘要： 本文首先概述了煤矿企业对其技术数据的利用形式及其相互关系，并根据对我国几个典型煤业集团的信息化调查，按地测、采掘、通风以及机电等专业说明了煤炭企业技术数据利用现状。最后，论文从管理人员对煤矿信息化认识上的偏差和各专业的特点对煤炭企业技术数据利用现状进行了分析，并得出如下结论：煤矿技术数据存入数据库并进行综合利用是煤矿信息化的关键。

Abstract： This paper provides an overview of use of forms for technical data and their relationships in the coal mine enterprise， and describes current situation of using technical data of coal enterprise， according information investigation into a few typical coal group of our country， in accordance with geology， survey， mining， ventilation， machinery， electronics， etc. Finally， the present situation of using coal mine technical data is analyzed， from understanding deviation from coal mine information of the management， and from professional characteristics， and the conclusions are as follows： coal mine technical data stored in the database and comprehensive utilization of the data is the key of coal mine information.

关键词： 煤矿技术数据；煤矿信息化；技术数据库

Key words： coal mine technical data；mine information；technology database

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）10-0170-03

1 概述

地质资料、测量数据、采掘技术数据、通风安全数据和机电运输数据是煤矿技术数据。在煤矿企业管理中，离不开地质、测量、采掘、通风以及机电等专业的技术数据。煤矿企业技术数据是煤矿企业的重要资产，是实现安全高效生产和科学管理的重要依据。煤矿企业对其企业技术数据的利用程度或利用形式是其企业管理水平的体现。煤矿企业对数据的利用形式可从如下几个方面来反映[1]：

①数据的存储方式：存放在纸质图纸、文件中（传统的存储方法），存放在电子文件和电子图纸中，存放在文件数据库中，存放在普通关系数据库中，或存放在空间关系数据库中。

②数据的传输方式：手工取送，在网上以文件的方式传输，以及直接从数据库中存取。

③数据的搜索方式：手工在纸质图纸或文件中查找，在电子文件中查找，利用数据库管理系统的功能查找或通过专业软件查找。

④数据的使用方式：手工方式（用传统的方法使用数据），利用专业软件对数据进行加工和利用。

⑤数据的综合利用和挖掘：对数据进行综合分析、统计分析和综合利用。

实际上，这几个方面是相互关联的。例如，利用传统的方法进行数据存储，就不可能利用计算机进行传输、搜索和加工。使用电子文件和图纸进行存储，就不能利用数据库管理系统进行查找和数据挖掘。

2 煤炭企业技术数据利用现状

神华、宁煤、淮南、淮北、皖北、徐州等几个煤业集团是我国煤炭企业信息化建设较为先进的企业，其煤矿数字化状况基本能代表我国煤炭行业的信息化水平，代表了我国煤炭企业对生产与管理数据应用的现状。笔者因长期从事煤炭企业信息化工作，对煤炭行业信息化建设情况有所了解，以下主要从地质、采掘、通风以及机电等四个专业对煤炭企业技术数据利用进行分析。

2.1 煤矿地质测量数据利用现状 目前我国煤炭企业地测信息管理系统主要来自于北京龙软、山东蓝光、陕西地质局等数家煤矿软件开发商。使用情况如下：

①地质数据使用情况：地质数据的存储、传输、搜索和利用都能在地测管理系统中进行。管理系统利用了后台数据库存储地质数据。

②测量数据使用情况：有些煤炭企业虽有数据库系统，但是由于缺乏专业人员，软件使用者仍不习惯于将其导入数据库；有些煤炭企业虽在数据库建设方面做了一些工作，但是也仅有部分数据存入了数据库，距数字化矿井建设必须的测量数据基本数据库仍有较大差距。因此，目前煤炭企业相关专业技术人员使用测量数据时，仍需要到测量部门查抄。

应当指出的是尽管目前各矿勘测手段非常现代化，如使用了全站仪。但全站仪的勘测数据仍然是人工读取、然后到地面用计算器进行内业计算。这可能是测量人员传统的习惯和作业要求使然。

2.2 煤矿采掘数据的利用现状 在传统的煤矿技术管理中，煤矿的采掘设计和采掘技术管理工作是在地测部门绘制好的煤层底板等高线图或采掘工程平面图上进行的。大比例尺施工图（1：50，1：100，1：200，1：500）也是参照采掘工程平面图设计的。设计所需测点坐标数据需要到地测科测量组去查抄；采掘工作面作业规程和技术措施都是手写的。所以，传统煤矿的采掘技术数据都存放在作业规程、技术措施和图纸上。领导和职能部门（如计划科、工资科）需要的采掘工程数据，技术人员要在纸质图纸或电子图纸上用比例尺量取或翻阅作业规程和施工措施得到。

1995年AutoCAD绘图软件被引入国内。2000年，中国矿业大学把AutoCAD的使用作为采矿专业的教学内容。之后，国内煤炭院校的采矿专业均开设了AutoCAD课程。各煤炭设计院和煤矿采掘技术人员逐步开始用AutoCAD绘制矿图。现在从煤炭院校毕业的学生都会使用AutoCAD。同时，由于金山WPS和微软Office的使用，采掘工作面作业规程和施工技术措施开始用这些软件编辑。采掘技术数据开始存放于电子文件和电子图纸中。

目前，国内大型煤炭企业在采掘设计、制图和采掘工作面作业规程以及措施编制等方面有了一定的进展：

①绘图软件呈现多样化趋势：AutoCAD、中望CAD、北京龙软科技的生产辅助系统、蓝光三维地下工程CAD平台等。

②施工设计绘图呈现自动化趋势：龙软和蓝光的采掘软件属于采矿专业化绘图软件，能够自动绘制断面图、交叉点设计图等。AutoCAD和中望CAD是通用绘图软件，但二者都有很强的二次开发能力。经过二次开发，这些软件也能自动绘制施工图。

③开始使用采掘工作面作业规程和技术措施自动化编制软件。

但是，目前在采掘技术数据的利用方式上仍没有实质性变化：

①采掘技术数据仍然存储在电子文件和电子图纸中。更准确的说，采掘技术数据还是存放在CAD电子图和Word文档中。

②采掘技术数据的获取是在打印后的矿图中用比例尺量取，在打印后的作业规程和技术措施文件中查找。当然，也可在电子文件和电子图纸中查找。但仍然是人工查找。

③由于采掘计划软件和经营管理软件的使用，在采掘数据的使用上发生了一些变化。但这些软件使用的采掘技术数据仍然是人工输入。

2.3 煤矿通风技术数据的利用现状 目前大部分煤炭企业通风部门都引进了通风管理软件，如北京龙软的通风安全管理信息系统，山东蓝光的智能化矿井通防系统以及一些煤炭院校开发的通风管理软件。在通风技术数据管理和利用上呈现如下特点：

①通风技术数据，如通风设施属性、系统的固有数据（如风阻）和状态量（风量、风压、风流密度、湿度和温度等）、通风安全监控数据等，基本存入关系数据库。

②能够利用通风数据自动生成通风立体图、通风网络图和压能图。

③能够利用通风数据（主要是监控数据）进行瓦斯故障诊断、风速故障诊断和火灾故障诊断，阻力测定数据整理等。

④能够利用通风数据进行通风报表的自动生成。

2.4 煤矿机电技术数据的利用状况 目前，已有少数煤炭企业引进了煤矿供电管理系统，大部分煤矿使用了设备管理系统。在机电技术数据的利用上，有如下特点：

①建立了设备数据、供电设计数据、供电监控和设备运行状况动态数据采集大型数据库。

②能够利用数据库中的数据进行电力网络数字计算。

③能够利用数据库中的数据进行电网图的自动生成。

3 煤矿技术数据利用现状分析

从以上煤矿技术数据的利用现状看，在数据存储和利用上，煤矿地质数据、通风数据和机电数据基本都存入了大型数据库。而煤矿测量数据和采掘技术数据没有被放入大型数据库，仍不能被利用起来。导致这种状况的原因是多方面的。

3.1 煤矿数字化认识上的偏差 目前，煤矿测量工作使用的仪器非常先进，和国外煤矿企业差距不大。大部分煤炭企业都已装备了全站型电子速测仪，即全站仪。其优点是能够自动存储测量数据，并通过接口直接把数据导入计算机。然后通过地测管理系统存入大型数据库。由此可见，目前我国煤炭企业在煤矿测量数字化建设方面，软硬件条件都是具备的。我国煤炭企业数字化建设之所以未能取得实质性进展，主要原因在于煤矿工程技术人员在煤矿数字化建设认识方面存在偏差。由于数字化属于新生事物，工程技术人员缺乏对其了解，对数字化装备采集的数据的可靠性缺乏信心，担心使用过程中出现差错。由于这种认识上的偏差，技术人员在使用全站仪时，使用与传统测量仪器一样的操作程序，即手工抄写测量数据，然后进行外野计算，计算数据没能存入数据库[2]。这种认识上的偏差制约了我国煤矿数字化建设。

煤矿数字化建设的关键是煤矿数据的数据库建设。而数据库建设的前提是必须将煤矿相关数据，尤其是技术数据，电子化，并导入空间数据库或关系数据库管理；否则，将无法实现对数据的进一步利用。毋容否认煤矿数字软件仍存在这样或那样的问题，但是有一点是不可否认的：在数据计算方面，用软件计算要比使用普通计算器准确。

由于采掘技术管理的特殊性，引入计算机后，采矿工程技术人员（包括煤炭院校和科研部门的科研人员）首先想到的是用计算机绘图，把技术人员从手工绘图中解放出来。而对于采掘数据的使用，工程人员有查图和翻阅技术档案的习惯，不考虑采掘数据的存储和深加工问题。所以采掘软件以绘图和自动绘图为主。这本身也是认识上的问题。

3.2 专业知识结构和专业特点所致 地质和测量专业，由于与地理地貌科学有天然的联系，当与计算机科学技术结合时，很自然的想到了地理信息系统（GIS）。而地理信息作为一个学科，一开始就要考虑地理信息数据的存储和有效利用问题。实际上，各校地质和测量专业都安排“地理信息系统”课程，一般是40个学时到64个学时。所以，对地质和测量专业来说，建立数字化矿山就是使用地理信息系统[3]（GIS）。

对采矿专业工程技术人员来说，他们需要解决的采矿设计和矿图绘制问题[4]。当把专业知识与计算机结合时，很自然的想到计算机辅助设计（CAD）。而CAD一开始就没有考虑数据存储和利用问题。

对通风和机电专业来说，设计绘图（CAD）当然很重要。但由于煤矿通风线路和煤矿供电线路的一些问题可以通过地理信息系统的拓扑分析来解决，也想到了利用地理信息系统（GIS），并使用数据库来存储数据。

如果让一个计算机专业的人员来考虑数字化煤矿，他会从供应链管理（SCM）、企业资源计划（ERP）和客户关系管理（CRM）方面做起。事实上，正是如此。没有专业背景的软件公司做煤矿软件都是从这方面开始的。当然，他肯定会考虑煤矿数据的存储和利用，但不会想到位置智能问题（这是GIS的功能）。

4 结论

①由于煤矿测量数据没有进入数据库，以测量数据为基础的其它煤矿技术数据，如地质数据、采掘技术数据和通风机电数据，就不能得到进一步的利用。因为测量数据是位置智能的基础，也是GIS的基础。

②由于煤矿技术数据没有进入数据库，生产管理软件、安全管理软件和经营管理软件就成了空中楼阁。因为这些软件所需的数据要手工输入，严重降低了软件的实用性。

③煤矿的技术数据，不论是机电通风数据还是地测数据，都没有得到综合利用和挖掘。

④煤矿技术数据存入数据库，以及煤矿技术数据的综合利用是煤矿数字化的关键。

参考文献：

[1]任广民.浅析数字化矿井建设[J].陕西煤炭，2010，（1）：25-27.

[2]吴小芳，蔡忠亮，邬国峰等.基于数据引擎思想的GIS数据集成与共享[J].测绘工程，2003，12（03）：14-17.

[3]吴健华，崔秉良.CAD数据与GIS应用环境的融合方法研究[J].城市勘测，2008，（3）：26-29.

[4]林在康，王强等.利用AutoCAD帮助信息快速开发采矿软件[J].2007，（9）：134-136.