煤矿三维地理信息系统
新疆煤矿地理信息系统建设构思
新疆煤矿地理信息系统建设构思摘要:阐述新疆煤矿资源开发的现状和未来的发展势态，构思了新疆煤矿地理信息系统的结构和基本功能。
关键词:煤炭资源;新疆煤矿地理信息系统在新疆广袤的戈壁滩上蕴藏着2.19万亿吨煤炭，占全国预测储量的四分之一，如此丰富的煤炭资源正在成为全国能源界的焦点。
一个个投资巨大的煤电、煤化工项目正在悄然酝酿。
根据新疆“十一五”规划，到2020年，新疆煤炭产量要达到10亿吨，占全国总产量的两成以上。
届时，新疆煤炭年产量将是目前年产量的20倍。
要达到上述目标，新疆平均每年需增加8000万吨煤炭产量，这预示着新疆的煤炭工业将要经历一场前所未有的“大跃进”。
未来的50年内，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重有所下降，但绝对总量呈上升趋势。
新疆煤炭资源主要分布在准噶尔盆地和天山山间盆地内，塔里木盆地北缘也有部分资源，其他地区很少或零星分布。
根据煤炭资源赋存和区域地质特征，将区内划分为5 个含煤区，27 个含煤盆地，57 个煤田( 煤产地) 和煤矿点。
从新疆煤炭资源勘查开发前景看，由于小煤矿的大量开发，煤炭资源损失严重，保有储量严重不足，与煤炭工业的持续发展不相适应。
这在资源保护、安全管理、推广应用现代化采煤方法和环境保护等方面都存在诸多问题。
随着开采深度加大，接续困难，不利于持续发展。
据专家分析，以煤为主的一次性能源结构至少要维持50年。
为了合理有效地保护和开发煤炭资源，保护生态环境，实现资源转换战略，把资源优势转化为经济优势，国家实施西部大开发，新疆要抓住这个机遇，争取国家的优惠政策，加速查明煤炭赋存状况。
同时要依靠科技进步，促进煤田地质可持续发展。
积极开展煤炭及相关领域地质理论和技术方法研究，加强煤田地质基础研究，为煤炭资源调查、煤田地质勘查以及相关的煤层气、水资源评价提供理论支撑和技术支撑。
并且把煤矿管理研究提到一定的高度，要应用当前GIS的发展，建立全疆系统的煤矿管理地理信息系统，使煤矿管理达到一种分层、全面、动态模式，为新疆的煤炭工业可持续发展更好的服务。
煤矿井下作业场景复杂环境三维建模与重构方法
煤矿井下作业场景复杂环境三维建模与重构
方法
煤矿井下作业场景具有复杂的环境条件，为确保矿工的安全和提高作业效率，需要进行三维建模和重构。
下面将介绍一些常用的方法和技术。
首先，采用激光扫描技术进行数据采集。
激光扫描技术可以快速、精确地获取井下作业场景的点云数据。
这些数据包含了地面、支护结构、工具设备等元素的准确位置信息。
其次，利用点云数据进行三维重构。
基于点云数据，可以使用点云配准算法将多个扫描数据进行配准和拼接，生成一个完整的三维场景模型。
在重构过程中，可以利用图像处理技术对数据进行滤波和去噪，提高重建模型的准确性和清晰度。
此外，为了更好地展示井下作业场景，可以进行纹理映射和贴图处理。
纹理映射技术可以将高清图片和现实场景相结合，使三维模型更加真实。
同时，可以利用贴图处理技术将相关信息，如安全标识、设备位置等标注在模型上，提高可视化效果和操作指引。
最后，为了方便管理和使用，可以将建立的三维模型导入到专业的数据管理平台中。
通过数据管理平台，可以实现对井下作业场景的远程访问、分享和更新。
同时，还可以进行模型的浏览、分析和优化，为井下作业的决策提供支持。
总结起来，煤矿井下作业场景复杂环境的三维建模和重构是一项重要的工作。
采用激光扫描技术进行数据采集，利用点云配准和拼接生成三维场景模型，结合纹理映射和贴图处理进行模型增强，最后将模型导入数据管理平台，可以有效地提高作业安全和效率。
煤矿智能化实施方案设计
实用标准文档贵州钰祥矿业集团投资有限公司水城县比德乡河坝煤矿矿山智能化建设实施方案二O一九年六月二十五日矿山智能化建设实施方案一、智能化矿山建设简介“智能化矿山”的主要内容是把新一代信息技术充分运用在煤炭企业的管理和生产活动中，充分发掘和利用企业信息资源，实现生产安全可控乃至个性化的实时监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、决策支持等功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
建立智能化矿山既可以实现安全管理的数字化，为打造本质安全型矿井提供信息保障，也可以实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿井提供决策手段。
二、智能化矿山建设思路与目标（一）建设思路河坝煤矿实施“全面启动，重点突破”的建设原则，“总体规划、分步实施”，我矿智能化矿山建设按照集团公司统一安排，分阶段分步骤逐步完成智能化矿山建设。
（二）发展目标智能化矿山是建立在矿山数字化基础之上，能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化实用标准文档展现、自动化操作和智能化服务的数字化智慧体。
根据集团公司的统一部署，力争在两年时间内，建立矿山信息采集、处理和服务的交换共享机制,构建以信息平台为核心的煤矿信息共享体系,逐步形成覆盖整个矿区、协调统一的有线和无线网络，能够提供移动的、智能的生产管理和安全监控信息。
建立安全生产经营于一体综合管理平台和办公平台，实现智能化管理。
以便领导能够及时、全面、准确地了解和掌握相关单位的安全生产状况，实时掌握生产现场数据，实现对生产一线的实时掌控，有效地做出决策，杜绝重大事故的发生。
三、智能化矿山建设实施方案根据实际情况，我矿制定了“总体规划、分步实施”的策略，按照规划策略，充分利用现有系统资源，把现有生产系统与ERP 系统接入智能化矿山管理平台，现有系统功能不能满足智能化矿山建设要求的，进行软件升级和功能扩充，确实无法实现的，开发建设新系统。
煤矿地质测量空间信息系统及其发展趋势
郑凯（ 纳 雍 县 安 全 生 产 监 督 管 理 局
统 及其发 展 趋 势
摘 要： 在 科技 高速发展 的时代 中 ， 煤矿地质测量空间信息 系统未来 的发展趋 势会更加 数字化 ， 获取信 息的渠道 更加多 源化 ， 管 理更加网络化 ， 决策 更加 智能化。本文在简要概 述我国煤矿地质测量在 空间信息 系统 的研发和应 用现状 的基础上 ， 进一步 论述 了煤 矿地质测量空间信息 系统 的发展趋势 。 关键词 ： 煤矿 ； 地质测量 ； 信息系统 ； 现状 ； 趋势
１ 煤 矿地 质测 量 空间信 息 系统 的发展现 状
Hale Waihona Puke 息 系 信
煤矿地质测量所 获得 的信息具有活跃性 、 动态化 及不 确定 性 的 特 征 ， 它 与 空 间 的位 置 紧密 相关 。随 着 煤 矿生产 的 不 断 发展 ， 煤 矿 地 质 测 量 在 资 料 的积 累 方 面 也越来 越 丰 富 ， 相 关 的测 量 人 员 对 于 煤 矿 开 采 地 质 条 件 的认 识 也 在 逐 渐 加 深 。 因此 ， 对 于 地 质 测 量 获 取 的信息 资料 ， 再 采 用 人 工 的处 理 、 分 析、 检 测 等 方 式 已 经 很难 适应 煤矿 现代 化 的技 术管 理 和 生 产方 面 的需要 了 。特 别是 在 预 防 和处 理 矿 井 灾 害 这 一 方 面 ， 更 需 要 准 确 的基础 数据 ， 而 只有 通 过计 算 机 及 网络 技 术 ， 才 能 使 得煤 矿地 质 测 量 的数 据 实 现 自动 化 管 理 ， 从 而 能 对 这些 灾害 事故 进行一 个 更 准确 快 速 的分 析 与 处 理 。到 目前 为止 ， 国 内外 的 一些 单 位 已 经在 开发 和 推 广 煤 矿 地测 的信 息 系统 了 ， 如西 安 科 技大 学 、 龙 软 公 司及 河 南 煤 田地质 局等 。 ２煤矿 地质 测量 空 间信 息 系统 的发展 趋势 ２ ． １ 信 息 获取 渠道 多源化 随着信息化社会 的不断发展 ， 信息获取 的手段 和 途径 也 越来 越 多 样 化 ， 这 对 煤 矿 地 质 测 量 的空 间信 息 化 产生 了重 要 的 影 响 。首 先 ， 在工 作模 式上 ， 矿 井 物 探、 三维地震勘探及集遥感等为一体 的比较立体化 的 勘 探 工作 的模 式 逐 渐 取 代 了原 有 的 单 一 的钻 井 方 式 ； 其次 ， 对 于 获 取 的有 关 数 据 内 容 方 面 ， 它 是 建 立 在 测 量、 采掘、 水文地质等各种信息 的基础上 ， 融入 了测井 、 瓦斯 资料 、 地压、 地面物探、 矿 井 物 探 等各 个 方 面 的 地 质信 息 ， 此 外 还 会 通 过声 、 文、 图 等 多媒 体 的 特 征 表 现 出来 。而 这样 的技 术在 信 息处 理 方 面 的能 力 表 现得 非 常强 大 ， 具体体 现 在信息 可 视 化 的程 度 得到 提 升 ， 它 能 给现 场 的工作 人员 更加 直 观地 展 示 各 种分 析 的 处理 数 据、 测 量 模型 以及 地 质 情 况 ， 并 与 现 场 经验 、 实 际材 料 进行结合 ， 从而让工作人员能够对该煤矿 的地质条件 有 一个 更加科 学 的分 析与 判断 。 ２ ． ２系统 高度 集成 ・ 数 字矿 井建 设 的 中 心任 务 主 要 是 精 细 化 管 理 ， 会 在 制度 建立 与实 施 、 管理 规 范 、 标准 以及 矿 井技 术 等 有 关 的约束条件下 ， 去建立生产经营的管控系统、 设计服 务与计 划 系统 、 安 全监 测 系统 、 地理信息系统 、 三 维 地 质的信息模型、 数字库等各种系统 。而数 字矿井建设
煤矿智能化综采工作面三维地质建模方法
煤矿智能化综采工作面三维地质建模方法随着国家《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的出台，正在大力推进煤矿智能化发展，其中关于“构建实时、透明的煤矿采、掘、机、运、通、洗选等数据链条，实现煤矿智能化和大数据的深度融合应用”的要求，须在采、掘之前构建采煤工作面透明三维地质模型。
为此，北京中矿大地地球探测工程技术有限公司创新研发的三维全波形反演技术构建煤矿智能化综采工作面三维地质模型为目标，实现采煤工作面地质信息透明化，必将成为煤矿智能化开采的必然要求。
以下对其基本流程进行基本介绍。
1.目的与任务三维地质建模是煤矿勘查工作的延伸，目的是有效实现各种不规则地质体的三维可视化与重建，可以深入分析地质体空间结构，提取控矿信息，建立煤层分布特征与展布模式，为进一步开展勘探、开采设计、预测和成因研究提供直观、准确的数据支持，服务于后期勘探与开发工作。
三维地质建模的任务是基于普查、详查或勘探各阶段获取的各种地质、物探数据资料，基于各地区煤矿地质特征与成煤规律的研究，对相关地质信息进行提取，利用三维建模软件和计算机技术，建立并展示勘探工作范围内三维地质模型，为进行勘探区三维空间分析，进一步开展煤矿资源勘探、资源量估算、分布规律研究、开采设计服务提供数据支撑。
2.三维地质建模基本框架与流程煤矿综采工作面三维地质建模的基本工作程序划分为数据准备、模型构建、成果展示三个阶段，归纳流程为：确定建模目的及模型主要功能→确定建模环境→汇集勘查相关资料→提取与三维地质建模相关的各种空间数据和属性数据→进行数据整理及标准化处理→构建三维地质建模主题数据库—构建结构模型→构建属性一体化的三维地质模型→进行模型质量检测和评价、调整或修正模型→成果展示、编制和归档。
其中，对于数据来源主要包括：地形数据、地质填图数据、勘探线剖面数据、地球物理数据、钻孔数据、巷道素描数据、井上下对照图、工程数据等。
根据已有的资料，采用合适的数学或地统计方法进行分析，从而确定工作面三维地质模型。
浅谈基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用
浅谈基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用作者：向学成来源：《华东科技》2013年第08期【摘要】随着科学技术的发展，GIS技术为当代地球科学的一项新技术已显示出广阔的应用前景。
特别是近年来，人们对GIS技术认识的加深，在矿区地理信息系统开发的技术路线已经深入人心。
矿区作为一个复杂的地理系统，由于其地形变化中，矿体，围岩的影响，结构和围岩压力和采矿活动，以尽量减少由采矿造成的损失，预测，评价的影响，本文将从一些技术方面阐述基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用。
【关键词】GIS技术；煤矿地质测量；信息系统；具体应用当今社会，以信息技术为核心的知识经济时代，信息技术的飞速发展，由于其广泛的渗透性和先进性，可高效，和谐更好的与传统产业对接。
网络和信息已成为数字的基本手段，他们在企业中的应用起着至关重要的作用。
由于种种历史原因，我国煤炭矿山企业的信息基础设施十分落后，在粗放阶段煤矿管理，没有统一的信息标准体系和共享机制的矿井生产系统，导致在一个煤矿网络和信息工作落后于时代。
矿区作为一个复杂的地理系统，由于其地形变化中，矿体，围岩的影响，结构和围岩压力和采矿活动，以尽量减少由采矿造成的损失，预测，评价的影响，本文将从一些技术方面阐述基于GIS的煤矿地质测量信息系统的应用。
1 地理信息系统地理信息系统（GIS）是一种存储，收集，管理，和对地球和地理分布的地表空间信息系统数据描述分析。
与一般的信息系统不同的是，它收集的信息是基于地理空间分布特征反映了地理实体的结构及其动态变化规律。
从学科的角度，GIS是地理地图制图学的一个课题，测量和计算机科学的基础开始发展起来的，具有独立的学科体系；从功能上，GIS与空间数据的采集，存储，显示，编辑，分析，处理，输出和应用功能。
煤矿地理信息系统（煤矿GIS）是用来描述煤矿地质信息，地下环境和设备的应用软件。
煤矿地理信息系统可以有效地建立矿山空间数据库，实现矿山的全景显示，动态显示，真实，直观，准确，清楚地表明形成，骨折，矿体与围岩形成，表达的钻井，矿（轴，轴），道路，沟渠，采空区，采空区，采工作面表达形式，配备和各种机械设备，操作空调，表达矿井风流状况、瓦斯浓度、地应力场等现象。
基于AutoCAD的煤矿巷道三维可视化研究
基于AutoCAD的煤矿巷道三维可视化研究随着计算科学与虚拟现实技术的发展，三维矿山应用越来越广泛。
介绍了AutoCAD的主要功能和应用方向，对煤矿巷道的断面绘制方法进行了研究，并运用”断面中线法”根据断面数据和巷道中线位置实现了单一巷道的三维建模。
结果表明，使用AutoCAD可以快捷方便的实现巷道的三维建模，直观明了的表达三维信息，为数字矿山、智慧矿山的实施打下了良好基础。
标签：煤矿巷道三维可视化AutoCAD软件巷道断面近年来随着计算技术与虚拟现实技术的快速发展与广泛应用，人们对建立矿山地理信息系统及科学现代化的矿山管理提出了更高的要求。
其中地下煤矿工作面的三维建模、可视化及信息查询是提高煤矿科学化管理的重要内容和手段。
目前煤矿巷道的三维显示及内部漫游已成为国内外矿山数字化建设的一个重要研究课题，开展了深入的研究。
综合运用计算机技术、虚拟现实技术、三维建模技术，对于实现矿山测科学化、数字化管理，具有重要意义。
1 AutoCAD软件介绍及主要功能AutoCAD是美国Autodesk公司的系列产品，该软件从其使用和设计思路上都秉承了工程制图人员的绘图习惯，能够非常轻松地绘制出带有平面视图和三维渲染效果的工程图纸，是绘图人员的一个理想工具。
AutoCAD具有平面绘图、绘图辅助工具、编辑图形、标注尺寸、书写文字、图层管理、三维绘图、网络功能、数据交换、二次开发等功能。
AutoCAD提供的开放式体系结构允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩充和修改，即二次开发，能最大限度地满足用户的特殊要求，更方便、更规范、更专业的实现设计和绘图中的应用。
Autodesk公司自从AutoCADR14.01版开始，内置了VBA开发工具，功能更加强大，应用更加广泛。
新一代程序开发工具Visual Basic，不仅继承了面向对象方法的特性，同时具备可视化程序语言及程序产生器的概念。
VBA（Visual Basic For Application）是AutoCADR12以后推出的一种新的编程环境，提供了以Visual Basic为基础的面向付象的开发特性及程宇接口，能真正快速地访问AutoCAD图形数据库，能明显提高软件开发和维护的效率。
数字矿山中三维地质建模方法与应用
数字矿山中三维地质建模方法与应用摘要：在当前的矿产开采领域当中,三维地质建模是一种十分常用的方法,为我国的矿业发展提供了极大的帮助.因此,需要对其建模的方法和应用进行分析.关键词：数字矿山；三维地质；建模方法；应用一、矿山数据来源与分类地质数据是地球在长期演变过程中经历的各种地质作用的记录，是地质意义的一种表达形式。
传统的地质空间数据包括：地质图、构造图、岩浆岩石图、矿产图、地质灾害图、岩相图等及与之相应的地层信、古生物、构造和岩性资料等。
还包括各种物化探资料，如重、磁、电测量资料，以及地震资料、地球化学勘探资料，各种钻井资料等。
矿山地质数据按空间分布划分，主要包括地表空间数据和地下空间数据；按数据获取手段划分为遥感数据、测量数据、勘探工程数据、物探数据、化探数据等；按信息来源划分为原始数据和成果数据。
1.1地形地质图地形地质图是表示研究区的地形特征、地层、矿层分布、岩层产状及地质构造特征的图件。
地形地质图是以地形图为底图，通过地质调查及生产勘探而编制成的图件。
图中内容包括地形地物、地质界线、勘探工程及其它。
1.2钻孔柱状图钻孔柱状图是根据钻孔的现场编录、测试成果和室内土工试验数据整理，并以一定比例尺、图例和符号绘制出来的，自上而下对地层进行层序编号和描述的图件。
柱状图中应标出工程编号、孔号、孔口标高、地下水位、观测日期，柱状图内容应反映出土层厚度、标高、土层名称、颜色、成分、状态以及岩土物理力学性指标等。
勘探线剖面图在地质勘探过程中，勘探线剖面是通过某一勘探线所作的垂直于水平面，并与地表、地下各岩层或矿体相截的竖直断面。
描绘这种竖直断面的图件称为勘探线剖面图。
当勘探线剖面图垂直矿体走向时称为横剖面图，平行于矿体走向时称为纵剖面图。
勘探线剖面图分上下两部分：上部分为竖直断面图；下部分为水平面图。
剖面图上反映了是地质工程、矿体、构造等在竖直方向上的分布。
二、数字矿山重要技术1.三维地学建模在我国“数字矿山”这个综合完善的信息体系中，三维地学建模是体现的关键构成要素，技术最关键。
基于三维地质模型的煤矿智能开采规划截割技术研究
1322023年12月下 第24期 总第420期的位置关系如图2所示。
图2 多系统空间坐标系位置关系图坐标转换过程通常分为两步，先由公共点坐标解算转换参数，再由转换参数转换非公共点。
转换参数通常分为收稿日期：2023-06-21作者简介：孙鹏亮（1985—），男，吉林扶余人，硕士研究生，高级工程师，从事煤矿智能化研究工作。
基于三维地质模型的煤矿智能开采规划截割技术研究孙鹏亮1 宋冰清1 常圣强1 郭 刚2（1.中国煤矿机械装备有限责任公司，北京 100011；2.中煤陕西榆林大海则煤业有限公司，陕西榆林 719000）摘 要：目前，基于记忆截割的智能开采技术无法满足实际工程应用要求,由此提出一种基于地理信息的采煤机规划截割开采技术。
该技术以空间坐标变换、三维动态模型修正、规划截割控制等技术为核心，对采煤机截割路径进行建模规划,使采煤机依据截割轨迹参数进行调高控制,实现自主割煤的目标。
该项技术在大海则煤矿应用了一年多的时间，取得了良好的效果。
关键词：地质模型；规划截割；坐标变换旋转、平移和尺度参数，其中旋转参数的确定是坐标转换的核心。
在小角度旋转情况下，可对旋转矩阵作近似处理，获得线性模型，如常用的布尔莎模型。
对于大旋角的底板的修正值，同时系统模型更新等高线及模型结构，获得新的煤层底板标高。
地理信息系统将更新后的顶底板数据实时生成到数据库中，供后续规划截割程序调用。
根据更新后的动态煤层数据，重新生成三维煤层模型，如图3所示。
地理信息系统将模型数据发送给集中控制系统，集中控制系统根据三维地质模型数据，指导工作面设备的相关动作，实现规划截割开采[6-7]。
5规划截割算法集中控制系统在接收地理信息系统提供的工作面顶、底板模型数据后需进一步处理，对工作面顶、底板数据进行有效的曲线绘制[8]。
地质模型数据为离散型数据，地理信息系统提供的采高数据为离散的点位值，采煤机在工作面行走过程是连续状态，因此采煤机控制系统在接收数据时需要提供连续点位值。
煤矿通风系统三维模拟关键技术研究及其实现
本文 利用 地理信 息 系统理论 及 三维 可视化 技术 ，解 决
与矿 山通 风 系 统 密 切 相 关 的 巷 道 、通 风 构 筑 物 、通 风 设 施 等 矿 山实 体 的空 间 拓 扑 关 系 及 其 数 据 模 型 问 题 ，并 根 据 通
风数据特点 和管理需要 ，构 建通 风系统空间属性数 据库 （ 包
巷道线 。
矿 井 通 风 系 统 是 煤 矿 安 全 生 产 管 理 的 重 要 环 节 ，其 三
维模 拟具有重要 的现实 意义 。煤 矿通 风 系统三 维模 拟涉 及
矿 井 通 风 设 施 （ 机 、局 部 通 风 机 等 ） 巷 道 导 线 以及 通 风 风 、 构筑 物 等 空 间 实 体 的 三 维 表 达 与 可 视 化 等 。
括 巷 道 属 性 和通 风 属 性 ） ，最 后 利 用 相 关 开 发 工 具 实 现 矿 井
井 、竖井 与运输巷道等 ，由巷道弧与 面类 等元 素构成。
２ １２ 巷 道 数 据 模 型 ．．
通风系统 的三维模 拟 ，实 现矿井 通 风系 统三维 模拟 应用 中
巷 道 属 性 与 通 风 属 性 的 动 态 交 互 式 查 询 与 管 理 ，并 对 粒 子 系 统 原 理 进 行 改 造 进 而 实 现 巷 道 内部 风 流 的 三 维 模 拟 演 示 。
三 是 面 类 ，分 为 面 片 、断 面 与 侧 面 。 面 片 与 多 边 形 相 似 ， 由周 边 巷 道 弧 组 成 ，有 属 性 编 码 ，也 可 能 存 在 内 洞 ； 断 面 用 来 表 示 如 斜 井 、竖 井 与 运 输 巷 道 等 柱 状 体 的 基 本 元 素 ，通 常 由不 规 则 的闭 合 曲线 构 成 ；侧 面 是 巷 道 弧 的 顶 面 、 底 面 与 侧 帮 ，主 要 是 为 建 模 服 务 。 四 是 柱 状 体 类 ，描 述 的 是 一 类 复 杂 的 地 物 对 象 ，如 斜
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煤矿三维地理信息系统
1 概述
地理信息系统（GIS）是一种以采集、储存、管理、分析和描述 地
球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。与一般信息系统的 差别
是，它采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构 及其动
态变化规律的。从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测 量学和
计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的 学科体系；
从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、 处理、分
析、输出和应用等功能。
煤矿三维地理信息系统（煤矿三维GIS）是用于描述煤矿地质信
息、井下环境和设备的应用软件。煤矿三维地理信息系统能够有效 地
建立矿山空间数据库，实现矿山的全景显示、动态显示，真实、 直观、
准确、清晰地表现地层、断裂、矿体及围岩形态，表达钻孔、 矿井
（竖井、斜井）、巷道、探槽、采空区、采矿区、采矿工作面 形态，
表达各种机械设备的配备与运转状况，表达矿井风流状况、 瓦斯浓度、
地应力场等三维现象。煤矿三维地理信息系统可以有效 地利用现有资
料对未采区和采掘工作面前方、深部及外围的地质构 造、矿体变化、
矿床分带及其它开采条件进行预报预测。
2 国内现状
中国煤矿GIS 应用起步较晚，与国际水平相比有较大差距，煤矿
行业迫切需要一个适应于中国国情的专业化的矿山三维地理信息系
统。但由于到目前为止，现有的GIS系统都还只能实现空间数据的二
维或者2.5维的表达和处理，还没有真正的三维GIS系统，因此在具
有三维特性的矿山领域中的应用受到了很大的限制，国内还未见投
入工业化运行的矿山GIS系统。煤矿三维GIS是煤矿发展的迫切需要
和发展方向，三维GIS将成为煤矿生产规划和信息化管理不可缺少的
工具。
3 应用范围
3.1 矿山基础数据的图形化存储和展示
根据矿山数据的多源性、复杂性、时空性、关联性、动态性等
特点，建立矿山空间数据库，可以形象地显示地层、断裂、矿体及 围
岩形态，表达钻孔、矿井（竖井、斜井）、巷道、探槽、采空区、 采
矿区、采矿工作面形态，表达各种机械设备的配备与运转状况， 表达
矿井风流状况、瓦斯浓度、地应力场等三维现象。
3.2 矿山生产环境的风险评价
煤矿三维GIS可动态地进行生产环境的风险分析。采矿设备周围
的风险区域是动态的，例如：随着工作面的不断推进，上覆岩层的
破坏、断裂、垮落是一个动态发展的过程，同时矿山压力的重新分
配将会引发矿井水、瓦斯分布的变化等等。系统依据当前时刻虚拟
环境中所处的状态对回采工作的多个工序如割煤、支架前移等进行
风险评价。
3.3 事故模拟与调查分析
煤矿三维GIS可以快速有效地在再现事故发生的过程。因而事故
调查者可以从各种角度去观测、分析事故发生过程，从而找出事故
发生的原因并采取预防措施，防止类似事故的再次发生。
3.4 生产过程的动态模拟与技术培训
煤矿三维GIS可以动态地显示出矿井作业环境，而且可以对生产
作业过程进行模拟。系统所建立的三维环境是最忙碌且事故频发的
工作面，其危害主要来自岩体冒落、突水。
4 系统的主要功能
4.1 图形功能
矿图自动生成：能自动生成地形地质图、钻孔综合柱状图、勘探
线剖面图、中段地质平面图、巷道轴测投影图等矿山生产图形。包 括
柱状类：钻孔柱状图、综合柱状图、煤层小柱状、煤岩层对比图； 剖
面类：地质剖面图、采区剖面图、巷道素描图；平面类：煤层底 板等
高线与储量计算图，各类等值线图，三下压煤图，水平切面图， 采掘
工程平面图，井上下对照图、通风系统图、排水系统图、井下 避灾线
路图、采区布置图、采掘衔接计划图、工作面循环图表等。
根据原国家煤炭工业部颁布的《煤矿地质测量图例》、《煤矿
测量规程》、《煤田地质标准图例》等规范，主要包括井巷工程、 边
界、地层、岩石、地质勘探、地质构造、水文地质、储量圈定等 煤矿
专业符号，能够绘制绘制如下图纸：地形地质图；综合地质图； 矿床
地质横、纵剖面图；矿体投影图；开采阶段地质平面图；开采 平盘地
质平面图；品位分布图；矿体顶（底）板等高线图；矿石品
位等值线图；矿体等厚图；矿床立体图等；通过对井下巷道测量、 回
采面测量等数据绘制煤矿井上下对照图；绘制巷道布置图、采掘 工程
平面图；绘制用于煤矿安全生产的各种图件，如：通风系统图、 井下
运输系统图、井下通信系统图及各种管路系统图。
4.2 图形处理功能
回采工作面图形直接从煤层三维图上截取，生成的回采工作面立
体图在层位和倾斜度上符合煤层的变化情况，在三维煤层体视图中 不
仅可以直接观察到回采工作面的采空区，而且随回采工作面的推 进，
系统能自动根据煤层的厚度和倾角的变化进行工作面储量与回 收率的
计算。根据导线方位、长度和坡度，自动生成三维工程导线 图，并输
出各点三维坐标；使用鼠标即可完成导线闭合；系统与 CAD图形格
式相兼容，可以直接导入CAD平面图形，通过添加工程 导线变坡点
的标高和工程断面参数生成三维立体图和任意方位视图， 也可以转换
成二维双线图，因而可以充分发挥企业现有资源。
可以在三维立体图上进行任意剖切和制作有厚度的剖切体；可沿
工程导线漫游，查看工程内部的三维结构和设备布置状况；在有井
下实地录像资料时，点击三维图形工程，可以自动播发被选工程的
实况录像，便于了解井下实际情况和进行技术方案讨论。根据矿井
生产系统的现状，可以快速生成通风系统、安全避灾线路、运输系
统、排水系统、供电系统的三维线路图，标有线路运行方向，实现
三维动画显示。
4.3 三维建模功能
系统具有色彩处理、光线处理、纹理映射、动画、雾化效果、透
明处理、虚拟现实（VR）等功能，能够对任意块体进行剖分与建模。
系统能够实现涉及矿山生产各类三维目标的创建、更新、编辑、
检查等功能，完成建模基础数据更新后的岩层、煤层、断层等各类
地质目标和巷道工程、辅助管线等矿山生产目标的建模；对任意块
体进行剖分与建模；能够实现包括地形、地面建筑、地面水体、道
路、钻孔、地下巷道、地下硐室、采场、岩体、断层、矿体等对象
的三维建模，并可进行叠加合成处理，形成井上下三维空间模型；
能够检索查询三维体的属性；任意切割三维体生成不同用途的剖面
图。
具有强大的三维可视化功能，完成对三维空间模型的渲染、旋转、
移动和缩放，方便用户直观操作三维体，进行空间设计与分析。
4.4 应用模块
系统从应用上可分为采掘与工程设计、通风安全、计划与报告、
设备管理、灾害救援、生产系统模拟等应用模块。三维信息管理软
件涵盖了矿产资源勘探、开发和生产管理的各个阶段，包括：三维
地质建模；采矿工艺流程设计；采矿生产管理；各种地质图、专题
图制作；地质储量评估；钻孔数据管理；生产进度管理等。
5 系统延展性
煤矿三维GIS是将煤矿中的固有信息（即与空间位置直接有关的
相固定的信息，如地面地形、井下地质、开采方案、已完成的井下
工程等) 数字化的有力工具，用这个工具可以按三维坐标组织起来 一
个数字矿山，全面、详尽地展示矿山及矿体，并在此基础上再嵌 入所
有相关信息(即空间位置间接有关的相对变动的信息，如储量、 安全、
机电、人事、生产、技术、营销等)。通过数字化和三维建模， 实现矿
山地上地下所有对象的可视化透明管理；可通过采掘过程的 仿真模拟，
实现各种灾害的超前预警，避免灾害的发生，实现煤矿 安全生产的目
的；在煤矿三维GIS开发的应用软件可以实现企业资源 的最佳利用，
降低生产经营成本，达到高产高效；最终实现采矿过 程的可视化、自
动化、智能化。因此，煤矿三维GIS的应用在灾害预 警、节能减耗、
资源优化利用、煤矿环境的保护方面具有重大意义。