材料7数字化煤矿地测信息技术规范1008终稿.docx

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材料7数字化煤矿地测信息技术规范1008终稿

Q/SMH

陕西煤业化工集团有限责任公司企业规范

Q/SMH0001－2014

数字化煤矿地测信息工作技术规范

TechnicalSpecificationofGeologicalandSurvey

InformationWorkinDigitalCoalmine

2014-9发布

2014-10实施

陕西煤业化工集团有限责任公司发布

目次

前言IV

引言V

1范围1

2规范性引用文件1

3术语及定义2

3.1数字化煤矿地测信息及二维图形2

3.2数字化煤矿三维地质模型4

3.3透明化地质模型6

4　总则6

4.1工作内容6

4.2工作流程6

5数据库建设6

5.1基本要求6

5.2地质数据库7

5.3测量数据库7

5.4水文数据库8

5.5储量数据库9

5.6瓦斯地质数据库10

5.7煤质数据库11

5.8数据校验11

6地测制图11

6.1基本要求11

6.2基本矿井地测制图12

6.3复杂矿井地测制图12

7三维动态地质模型13

7.1基本要求13

7.2数据采集14

7.3分析处理17

7.4三维建模18

7.5更新维护19

7.6模型应用19

8“三书”及采后总结20

8.1基本要求20

8.2掘进地质说明书20

8.3回采地质说明书20

8.4采区地质说明书21

8.5“三书”模板22

8.6采后总结22

9矿井已知致灾地质因素预警22

9.1基本要求22

9.2水害预警指标23

9.3瓦斯集聚区预警指标25

9.4陷落柱预警指标29

9.5断层预警指标29

9.6采空区预警指标29

9.7不良钻孔预警指标29

10软硬件配置30

10.1硬件环境配置要求30

10.2软件环境配置要求30

11信息化建设与管理考核31

11.1考核对象31

11.2考核办法31

附录A（规范性附录）32

A.1××采区地质说明书32

A.2××掘进地质说明书40

A.3××回采地质说明书45

前言

本标准由陕西煤业化工集团有限责任公司（简称“陕煤化集团”）提出，所有内容应符合强制性国家规范、行业规范及地方规范，若与其相抵触时，以国家规范、行业规范、地方规范为准。

本企业对本标准的合法性、真实性、准确性、技术合理性和实施后果负责。

本标准中附录A为规范性附录。

本标准由陕煤化集团安全生产协调部归口。

本标准起草单位：

陕西省煤层气开发利用有限公司、北京龙软科技股份有限公司、北京大学。

本标准主要起草人：

闵龙、毛善君、赵文革、孙斌建、李来新、张康顺、熊鹏辉、钱建峰、吴德山、宋绪贵、李梅、王艳华。

本标准首次发布确认时间：

本标准为首次提出。

引言

地质测量（简称地测）工作是煤矿安全生产的基础。

随着计算机技术的进步，信息化在地测工作中发挥了不可替代的作用。

煤矿地测信息化工作依托计算机和网络技术，利用地理信息系统，基于地测数据库，实现煤矿地测信息工作的数据库管理、专题图形的自动绘制、三维可视化和致灾地质因素预警，为煤矿安全生产提供地质保障。

目前陕煤化集团下属矿井的地测数据建库、数据处理、成果提交等工作没有统一要求和规范，地测信息的一致性、互操作性差，不利于信息共享、传输、分析与监督管理。

结合行业相关地测规范、煤矿安全规范以及陕煤化集团的具体情况，总结出一套适合陕煤化集团的数字化煤矿地测信息工作技术规范，以此作为陕煤化矿井地测数据库、地测图形、三维地质模型、致灾地质因素预警指标建立的技术标准。

数字化煤矿地测信息工作技术规范

1范围

本标准规定了数字化煤矿地测信息工作术语和定义、地测基础信息建库要求、矿井地形地质图、勘探线剖面图、煤层底板等高线及资源储量图、采掘工程平面图和地质素描图等地测专题图形的制图规范；规定了采区地质说明书、掘进地质说明书和回采地质说明书编制技术规范；规定了三维地质模型数据采集、建模、数据校验和数据更新技术规范；规定了矿井已知致灾地质因素指标体系等。

本标准适用于陕煤化集团各生产矿井地测信息化工作。

2规范性引用文件

下列文件对于本规范的制定是必不可少的。

凡是注明日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本规范；凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

GB/T7929-19951∶5001∶10001∶2000地形图图式

GB/T5791-19931∶50001∶10000地形图图式

GB12342-19901∶250001∶500001∶100000地形图图式

GB12343-19901∶250001∶50000地形图编绘规范

GB/T15663.1-2008煤矿科技术语第1部分：

煤炭地质与勘探

GB/T15663.6-2008煤矿科技术语第6部分：

矿山测量

GB/T15663.8-2008煤矿科技术语第8部分：

煤矿安全

《煤矿安全规程》（2012版）国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全生产监察局

《煤矿地质测量图例》（1989版）能源煤总[1989]第26号

《煤田地质标准图例》（1986版）煤炭工业部地质局

《煤矿地质测量图例技术管理规定》（1992版）中国统配煤矿总公司

《（煤矿地质测量图例）实施补充规定》（1992版）中国统配煤矿总公司

《煤矿防治水规定》（2009版）国家安全生产监督管理总局安全监管总局令第28号

《煤矿地质工作规定》（2013）135号国家安全监管总局、国家煤矿安监局、安监总煤调

《煤矿测量规程》（1989版）能源煤总[1989]25号

《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ／T0215-2002）中国煤田地质总局

《煤田地球物理测井规程》（DZ/T0080-2010）国土资源部

《煤炭煤层气地震勘探规范》（MT/T897-2000）国家煤炭工业局

《煤炭地质勘查报告编写规范》（MT/T1044-2007）国家安全生产监督管理总局

《生产矿井储量管理规程》（1983版）煤炭工业部

《煤矿矿井瓦斯地质图编制方法》（AQ/T1086-2011）国家安全生产监督管理总局

《防治煤与瓦斯突出规定》（2009版）国家安全生产监督管理总局

《三维地质建模技术要求》（1999版）中国石油天然气股份有限公司企业规范

3术语及定义

下列术语及定义适应于本标准。

3.1数字化煤矿地测信息及二维图形

3.1.1数字化煤矿digitalcoalmine

在国家统一地理坐标框架中，将煤矿地上地下的地形地物、资源、地层、开拓开采系统和环境及其动态变化以数字方式存储到地理信息系统中，对采掘过程及其引起的相关现象进行定量描述、二维三维表达、动态修正、模拟决策和网络共享，为煤矿的科学管理、安全生产和可持续发展服务。

3.1.2地测信息geologicalandSurveyInformation

指矿井地测部门承担的地形测绘、地质专业、测量专业、水文专业、储量专业、瓦斯地质专业等工作应具备的基础属性信息和空间信息的总称。

3.1.3钻孔柱状图boreholehistogram

根据钻孔资料编制而成，表示钻孔通过的地层、煤层、标志层等的岩性特点和层位关系的地质柱状图。

3.1.4综合柱状图generalizedboreholehistogram

对各种原始地质资料进行系统整理、研究、统计、对比分析后，综合编制的柱状图，反映地层（包括煤层、标志层）名称、层序、厚度、接触关系及岩性描述等。

3.1.5煤岩层对比图coal-seamcorrelationsection

反映各钻孔中煤层、标志层及其它煤层或岩层对比资料，用以确定煤层层位和相互关系的图件。

3.1.6勘探线剖面图geologicalprofileofexploratoryline；exploratoryprofile

根据同一勘探线上各类勘查工程相关资料编制而成，用以反映矿区地质构造特征和煤层赋存条件及变化情况的图件。

3.1.7预想剖面图anticipategeologicalsection

根据实际和推测的地质资料综合编制的剖面图件。

3.1.8水平地质切面图（煤层倾角大于25°的多煤层煤矿）horizontalcrosssection

按矿井开采设计或其它方面的需要，沿一定的标高切制或编绘出的一种水平断面图，用以表示该标高水平上煤层赋存情况和地质构造特征的图件。

3.1.9地形地质图topographic-geologicalmap

以地形图为底图，反映地层、构造、岩浆岩、煤层、标志层以及其它矿产等煤田基本地质特征及相互关系的图件。

3.1.10煤层底板等高线及资源/储量估算图coal-floorcontourmapandresource/reserveestimationmap

根据各类探采工程揭穿同一煤层所获煤层底板标高资料，用正投影法投影在水平投影面上处理而成的等值线图，用以表示倾斜、缓倾斜煤层赋存状态、底板起伏情况以及地质构造特征等，并在此基础上进行资源/储量估算，反映资源／储量估算依据、各级资源／储量分布范围和估算结果的图件。

3.1.11煤层立面投影图（急倾斜煤层）vertical-planeprojectiondiagramofcoalseam

根据探采工程控制的煤层形态和其它地质界线等数据，通过正投影法使之投影在和煤层平均走向平行的垂直投影面上编制而成，用以表示急倾斜煤层的整体分布轮廓和各部分研究程度的投影图。

3.1.12矿田区域地形图topographicmapofminefield

反映矿田范围内地貌和地物空间位置的图件。

3.1.13井田区域地形图topographicmapof（underground）minefield

反映井田范围内地貌和地物等地理要素的图件。

3.1.14工业广场平面图mineyardplan

反映工业场地内生产系统、生活设施和地貌空间位置的图件。

3.1.15井底车场平面图shaftbottomplan

反映井底车场巷道、硐室以及运输和排水系统平面位置的综合性图件。

3.1.16主要巷道平面图mainworkingsplan

为表达矿井井下主要巷道的空间位置和空间关系所绘制的平面图。

3.1.17采掘工程平面图miningengineeringplan；miningmap

反映开采矿层或开采分层内采掘工程、地质和测量信息的综合性图件。

3.1.18井上下对照图surface-undergroundcontrastMap；sitemap；locationmap

反映矿山地面的地物、地貌与井下采掘工程之间空间位置对应关系的综合性图件。

3.1.19主要保护煤柱图safetypillarmapforprotectingbuildings

为使地上（下）建（构）筑物、水体等需要保护的空间对象，不因煤层开采引起的移动变形而受到影响，按一定的理论技术方法计算和绘制的不应开采的煤层范围图。

3.1.20可采煤层等厚线图isothicknessmapofcoalseam

用等值线表示煤层厚度变化分布的平面图。

3.1.21水文地质剖面图hydro-geologicalsectionmap

水文地质剖面图是主要反映含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系图形。

3.1.22综合水文地质图generalizedhydro-geologicalmap

矿井综合水文地质图是反映矿井水文地质条件的专题图形之一，也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。

综合水文地质图一般在井田地形地质图的基础上编制而成，比例尺宜为1/2000～1/10000。

3.1.23矿井充水性图waterfillingmap

矿井充水性图是综合记录井下实测水文地质资料的专题图形，是分析矿井充水规律、开展水害预测及制定防治水措施的主要依据之一，也是矿井水害防治的必备图形。

一般以采用采掘工程平面图为底图进行编制，比例尺宜为1/2000～1/5000。

3.1.24瓦斯地质图gas-geologymap

揭示瓦斯地质规律，表达瓦斯压力、瓦斯含量、煤与瓦斯突出危险性、瓦斯涌出量预测和瓦斯（煤层气）资源量评价结果，反映瓦斯、地质和采掘工程信息的综合性图件。

3.1.25工程地质剖面图engineering-geologicalsectionmap

根据地质剖面图、勘探资料和试验成果编制而成，以揭示一定深度范围内的垂向地质结构。

3.1.26煤层顶板岩性分布图coalrooflithologicalmap

反映煤层顶板岩性分布情况的图形。

3.1.27煤层底板岩性分布图coalfloorlithologicalmap

反映煤层底板岩性分布情况的图形。

3.1.28顶板冒裂带高度图rooffallingzoneheightmap

即煤层顶板冒落带和裂隙带高度等值线图。

3.1.29煤层结构图coalStructuremap

反映煤层含有夹矸情况的图形。

3.1.30采区、工作面储量估算图workingfacereserveestimationmap

采区、工作面储量估算图与矿井储量估算图相似，只是储量估算范围不同。

一般在煤层底板等高线图基础上，根据不同的地质条件，采用地质块段法、等高线法、等高线—地质块段法确定煤层面积，然后乘以煤厚和容重，从而求得煤层储量。

3.2数字化煤矿三维地质模型

3.2.1三维地质模型3Dgeosciencemodeling

三维地质模型是描述地质体形态和属性的三维网格体的集合。

网格体包括几何模型和属性模型：

a）几何模型包括正六面体网格（Grid）、六面体网格（hexahedron）、三棱柱网格（TriangluarPrism）、四面体网格（Tetrahedron）等；

b）属性模型是依据地质解释、地质统计学等对三维网格赋予属性，用来表征各项地质参数在空间分布规律和变化特征。

3.2.2三维动态地质模型3D dynamic geological model

指在矿山开采过程中，根据实际揭露、物探和高密度或较高密度预想剖面平剖对应数据重构三维地质模型，也可根据实际情况进行局部网格的细分，从而实现动态提高模型精度的目的。

在不同生产阶段，三维动态地质模型的作用有差异。

在地质勘探阶段，三维动态地质模型能够为储量计算、勘探线布设等提供参考依据；在矿井设计阶段，三维动态地质模型为井口、工作面布置等提供参考依据；在矿井生产阶段，三维动态地质模型为地质危险源预警、矿井可视化提供基础平台。

3.2.3地形模型digitalelevationmodel

地形模型简称DEM，用于表示地形起伏形态的三维数字高程模型，也可根据高程数据叠加数字正射影像图、数字栅格图生成数字地形模型。

3.2.4建筑模型3Dbuildingmodel

根据矿井建筑设计数据、实际测量数据等绘制而成，是反映建筑及其附属设施的空间位置、几何形态、外观效果的模型。

3.2.5地层模型3Dstratummodel

依据地质钻孔数据、地震数据等，解译生成平面地质图、垂直剖面图或水平切面图，根据地质模型建模算法实现由点到面再到体的推测过程。

这一过程需要不断的进行动态修正，从而使得地质模型从原始的推断地质模型，逐步变化到较高精度、较为准确的地质模型。

3.2.6断层模型3Dfaultmodel

根据断层要素、断煤交线、煤层等高线生成，反映断层的空间位置、分布、形态和种类的模型。

3.2.7巷道模型3Dlanewaymodel

依据测量实际数据或设计数据生成，反映井下巷道的空间位置、分布、形态和种类的模型。

3.2.8工作面模型3Dworkingfacemodel

依据测量实际数据或设计数据生成，反映井下工作面的空间位置、分布、形态和种类的模型。

3.2.9采空区模型3Dminegoafmodel

依据井下测量数据生成，反映井下采空区的空间位置、分布、形态和种类的模型。

3.2.10积水区模型3Dwaterzonemodel

依据井下实测数据和推测数据生成，反映井下积水区的空间位置、分布、形态和种类的模型。

3.2.11设备模型3Dequipmentmodel

根据实地采集数据制作，反映采掘设备（如采煤机、掘进机等、液压支架、刮板运输机等）、运输设备（皮带运输机、皮带转载机、矿车、小绞车、电机车等）、通风设备（主要通风机、局部通风机、风筒等）、给排水设备（如水泵）、提升设备（主井提升机、副井提升机）以及其它机电设备（如空压机、移动变电站、矿用变压器、高压配电箱、低压馈电开关、隔爆启动器、乳化液泵站等）的模型。

3.2.12重点场所模型keysitemodel

反映井上下重点场所内部形态的模型。

3.2.13细节层次levelofdetail

Levelofdetail（简称LOD），针对同一物体建立的细节程度不同的一组模型。

不同细节程度的模型的复杂度不一样，细节程度越高的模型所包含的多边形数量越多。

3.2.14纹理texture

经过正射纠正和统一匀光处理的用于表示物体色调、饱和度、亮度等特征的图像。

3.2.15规范纹理normaltexture

具有通用性的、可重复利用的纹理，如典型的行道树、草地、铺地、屋顶、岩性纹理等。

3.2.16纹理分辨率textureresolution

纹理表现细节程度的单位，通常用一个象素代表的实际长度来表示。

3.2.17Alpha通道alphachannel

8位灰度通道，该通道用256级灰度来记录图像中的透明度信息，定义透明、不透明和半透明区域，其中黑表示全透明，白表示不透明，灰表示半透明。

3.2.18烘焙贴图barkedmapping

通过在三维动画渲染和制作软件里对模型进行打灯光渲染，明确光源的方向，使用烘焙到贴图的命令烘焙渲染出一张带有明暗关系的贴图，从而进行贴图的绘制，增强可视化效果。

3.3透明化地质模型

利用三维可视化或虚拟现实技术，实现三维动态地质模型的透明化展示、分析、查询，为煤矿安全生产提供新型决策支持平台。

4　总则

4.1工作内容

4.1.1数据库

数据库包括：

地质数据库、测量数据库、水文数据库、储量数据库、瓦斯地质数据库和煤质数据库等六方面内容。

4.1.2地测图形

地测图形包括两类：

一是基本地测矿图，井上下对照图、柱状图、剖面图、平面图、采掘工程平面图等；二是复杂矿井地质条件下需增加的地测矿图，主要指瓦斯地质图、矿井综合水文地质图、煤层地温等值线图、煤层顶底板岩性分布图、顶板冒裂带高度图等。

4.1.3三维动态地质建模

三维动态地质建模包括井上下相关的三维模型：

一是必备的基本模型，包括地表模型、地质模型、巷道模型、采空区模型、积水区模型、陷落柱模型和工作面模型等；二是可选模型，包括设备模型和建筑模型等。

4.1.4矿井已知致灾地质因素预警

致灾地质因素预警包括：

指标体系建立原则、分级体系、评价指标的量化和指标体系库的构建。

基于致灾因素评价体系的建立，实现在二维地测图形和三维模型上对矿井已知致灾地质因素预警。

4.2工作流程

数字化煤矿地测信息工作基本流程为：

数据库建设→地测制图→三维动态地质模型建模与可视化→矿井已知致灾地质因素预警。

5数据库建设

5.1基本要求

数据库指的是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。

数据库建设是地测信息管理的基础工作，虽然独立于应用系统之外，但应能够为地测图形的快速准确生成奠定数据准备。

要求各生产矿井应建立数据库系统，并做好定期维护、备份工作。

5.2地质数据库

地质数据库是指存储和管理地质信息的数据库。

按《煤矿地质工作规定》要求，应建立包括地层资料、勘探线资料、钻孔资料、煤层资料、地质构造资料等数据库，为钻孔柱状图、综合柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、煤层底板等高线图等提供可靠的地质数据。

地质数据库主要包括：

5.2.1地层资料

包括地层名称、代码、厚度、地层顺序、增加、修改、删除等。

5.2.2勘探线资料

包括勘探线名称、方位、增加、修改、删除等。

5.2.3钻孔资料

包括钻孔三维坐标、终孔深度、钻探资料、测井资料、测斜资料、综合资料、增加、修改、删除等。

5.2.4煤层资料

包括煤层名称、厚度、结构、见煤钻孔、见煤坐标、见煤位置、增加、修改、删除等。

5.2.5地质构造资料

包括勘探期间及生产阶段褶皱、断层、陷落柱的名称、位置、产状、大小、增加、修改、删除等。

5.2.6煤层综合成果表

数据库系统能自动生成煤层综合成果表。

5.2.7钻孔测量成果表

数据库系统能自动生成钻孔测量成果表。

5.2.8其它致灾地质因素资料

包括积水区、采空区、老巷、烧变岩、井下火区、导水裂缝带，地下含水体，古河床冲刷带、天窗不良地质体、增加、修改、删除等。

5.3测量数据库

测量数据库是指存储和管理采矿空间测量信息的数据库。

按《煤矿测量规程》要求，应建立包括计算台账、成果台账、导线成果整理、贯通成果整理、断层数据管理、边界数据管理、辅助计算等数据库，为主要巷道平面图、采掘工程平面图、巷道素描图等图形提供可靠的测量数据。

测量数据库主要包括：

5.3.1计算台账

包括导线级别、点号、类别、导入、导出、增加、修改、删除等。

5.3.2成果台账

包括导线级别、点号、类别、导入、导出、增加、修改、删除等。

5.3.3导线成果整理

包括计算台账可直接转换为成果台账、导入、导出、增加、修改、删除等。

5.3.4贯通成果整理

通过简单设置，系统可将两条支导线巷道合并计算，输入贯通点数据后，程序自动计算贯通成果，具有增加、修改、删除等功能。

5.3.5边界数据管理

包括勘探边界、矿井边界、采区边界、可采边界、零点边界、煤矿占地边界、导入、导出、增加、修改、删除等。

5.3.6辅助计算

包括坐标正反算、坐标转换、坐标换带等。

5.4水文数据库

水文数据库是指存储和管理矿井水文信息的数据库。

应根据《煤矿防治水规定》第十六条要求，建立十五种防治水基础台账水文数据库。

数据库数据应认真收集、更新、整理，长期保存，并为相关水文专业图形提供可靠的基础数据。

包括：

5.4.1矿井涌水量观测成果台账

矿井每月初应当及时统计上月矿井涌水量数据，并将结果录入水文数据库。

矿井涌水量观测成果台账数据与气象资料台账数据、地表水文观测成果台账数据、钻孔水位、井泉动态观测成果及河流渗漏台账数据、测量数据库数据等结合，可自动转化生成矿井涌水量与