DOI:10．13347/j．cnki．mkaq．2016．10．025全国煤矿瓦斯基础信息数据库平台张庆华1，2，3，王麒翔1，2，3(1．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037;2．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037;3．贵州安和矿业科技工程股份有限公司，贵州贵阳550023)摘要:概要地介绍了建立全国煤矿瓦斯基础信息数据库平台的目的、平台的运行环境及平台的构成、功能和技术特点。平台拥有可动态更新的大型数据库、专业网站和配套的软件系统。数据库目前录入全国10000余对矿井60余万组煤矿瓦斯基础信息。平台可实现长期为政府、企业和科研单位提供服务的目的。关键词:矿井瓦斯;瓦斯基础信息;数据库平台;监控系统;系统联网中图分类号:TD672文献标志码:A文章编号:1003－496X(2016)10－0093－04BasicInformationDatabasePlatformofNationalCoalMineGasZHANGQinghua1，2，3，WANGQixiang1，2，3(1．ChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupChongqingＲesearchInstitute，Chongqing400037，China;2．StateKeyLaboratoryofGasDisasterMonitoringandEmergencyTechnologies，Chongqing400037，China;3．GuizhouAnheMiningTechnologyandEngineeringLimitedCompany，Guiyang550023，China)Abstract:Weproposethepurpose，theoperatingenvironmentandthestructure，functionsandtechnicalcharacteristicsofestablishingthebasicinformationdatabaseplatformofnationalcoalminegas．Theplatformisconstitutedbyalargedatabasewhichcanbedynami-callyupdated，professionalwebsiteandsupportingsoftwaresystems．Thedatabasecurrentlycontainsmorethantenthousandpairsofminesandmorethan60millionunitsoncoalminegas．Theplatformhasthemonitoringsystem，dataacquisitionsystems，anddatasharingsystems，whichprovideslong－termservicesforthegovernment，enterprisesandresearchinstitutes．Keywords:coalminegas;gasbasicinformation;databaseplatform;monitoringsystem;systemnetworking基金项目:“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2012BAK04B01);中煤科工集团有限公司科技创新基金资助项目(2013ZD002)我国是煤炭大国，瓦斯灾害是煤矿常见灾害之一，同时瓦斯(煤层气)也是可开发利用的清洁能源。加快煤矿瓦斯开发利用，是保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应、促进节能减排、保护生态环境的重要途径［1－5］。而我国瓦斯分布非常广泛，赋存条件区域性差别极大，这种天然条件决定了全国煤矿瓦斯基础信息量必然极其庞大，这些信息包括煤炭资源信息、煤矿企业信息、煤炭采掘技术条件、瓦斯基础信息、瓦斯地质基础信息、瓦斯防治技术措施、瓦斯事故信息、煤层气开发利用信息、瓦斯抽排信息、瓦斯灾害危险区域分布信息等，上述信息是政府、企业以及科研单位进行煤层气开发相关的政策制定、顶层设计、监督监管、资源配置、投资安排、科研立项等工作的关键所在，只有实时、动态的掌握这些信息，才能快速、准确的做出更为科学的决策［6－7］。目前，我国瓦斯防治和瓦斯开发面临的困难之一就是瓦斯基础信息十分零散、而且非常复杂，虽然省、市及县级的煤矿安全监察机构对其所管辖区域内矿井的基本信息资料都进行专门的存档管理，但是由于管理层次多、信息化水平低等原因，瓦斯防治和开发利用信息大而分散，基础信息的获取极为困难［8－10］，基础数据不全、长期得不到更新，甚至缺失是经常遇到的问题，这势必给瓦斯防治和瓦斯开发利用相关重要决策的制定带来不利因素。为此，十分有必要建立一个综合、动态和权威的、全国统一管理、统一格式的煤矿瓦斯基础信息平台，以便全面、准确、动态、快速的掌握和综合分析我国瓦斯灾害防治和瓦斯开发利用现状。1硬件和软件建设建立服务器实验室和平台客户端展示实验室。·39·第47卷第10期2016年10月SafetyinCoalMinesVol．47No．10Oct．2016中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

设置专用服务器用于全国煤矿瓦斯基础信息数据的录入、储存和读取，统计与计算，图形显示。设置客户端可以提供更新、查询等功能进行数据的全面统一管理。采用Web开发方式建立数据库平台，实现对全国范围各个省份、集团公司、煤矿以及各个煤层对应的各类业务数据进行在线管理、加载、查询、统计，实现客户端信息查询、使用，信息反馈及信息补充更新的网络化数据交换。实验室配置专职人员进行平台及网站日常维护并逐渐建设专家技术咨询体系等。2数据种类及数据库的构成全国煤矿瓦斯基础信息数据库管理平台已登记软件著作权(登记号2013SＲ102212)，可提供瓦斯基础信息空间关联的所有数据的更新、查询、读取、计算和图形显示等服务。数据库信息主要分地图信息和数据信息2类。地图信息主要包括地理底图、全国瓦斯地质图、全国构造纲要图、煤层沉积期层序岩相古地理图、全国各省市、矿区、集团公司、矿井瓦斯地质图等等;数据信息包括煤矿煤炭资源信息、煤矿企业信息、煤炭采掘技术条件、瓦斯基础信息、瓦斯地质基础信息、瓦斯防治技术措施、瓦斯事故信息、煤层气开发利用信息、瓦斯抽采信息、瓦斯灾害危险区域分布信息等。数据库具体根据数据更新条件、图形显示等因素将数据划分成煤矿基本信息、通风信息、煤层信息等10类信息进行管理［7］，每类信息包含6～9种内容的数据。目前收录全国10000余对煤矿矿井60余万组数据，所有数据统一关联到矿井正式登记名称，地理坐标统一关联定位于井口坐标并可进行图形展示，并且在后期维护过程中可以不断更新与增补。平台10类表格表头设计见表1，煤矿瓦斯等级录入数据展示界面如图1，煤炭资源量录入数据展示界面如图2。表1平台10类表格表头设计信息类别信息种类基本信息类别主要灾害瓦斯等级设计产量通风信息通风方法通风方式总回风\进风风排瓦斯煤层信息煤层所属地层煤种平均厚度开采信息开采深度年产量瓦斯等级灾害类型事故信息事故位置事故类型死亡人数受伤人数突出事故突出时间地点突出煤量突出瓦斯瓦斯抽采抽采泵设计能力资源量可抽采量防突信息区域措施局部措施S指标值K1值工业分析煤层吸附常数工业分析透气性瓦斯参数煤层位置标高\埋深瓦斯含量图1煤矿瓦斯等级录入数据展示界面图2煤炭资源量录入数据展示界面3平台总体结构及主要功能平台拥有平台监管系统、数据采集系统(平台维护人员录入与通信员远程录入)、数据共享系统、专业分析及工具类软件系统(数据库统计分析类、宏观预警类、专业分析及咨询工具类)，客户端可根据不同权限调用其中任何一个子系统。通过该平台的运行，可以对不同时期、不同范围的瓦斯基础信息进行查询、统计和分析，并能以图形、曲线和表格等形式表示。瓦斯基本信息的集中收集、管理、查询、统计和分析，同时也可根据以上基础信息进行宏观预警，全国煤矿瓦斯基础信息数据库平台主要功能示意图如图3。图3全国煤矿瓦斯基础信息数据库平台主要功能示意图·49·第47卷第10期2016年10月SafetyinCoalMinesVol．47No．10Oct．2016中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

1)平台监管系统。平台监管系统具有安全监控，性能监测，日常维护与灾难恢复，数据逻辑校验，外部用户管理等模块，对数据库从安全，性能，数据正确性、完整性、有效性，日常维护与灾害恢复等方面进行监控管理。2)数据采集系统。针对不同介质的原始瓦斯基础数据，在分析其特点基础上，采用不同的入库方式，开发相应的采集入库工具集。设计开发煤矿瓦斯信息报送软件，煤炭企业可直接上传、交换数据。对于纸质的管理类型数据，提供手工录入界面;对于纸质的矢量类型数据，提供相应的矢量化，配准，接边，属性提取工具。对于电子格式数据，如通过电子问卷，电子表格收集的数据，提供相应的格式转换工具，以实现自动化或半自动化方式批量入库。对于多种格式的电子地图数据，提供相应的空间数据适配器。3)数据共享系统。数据共享系统逻辑框图如图4。数据共享系统均衡体现可用性、友好性、稳定性、客户端兼容性、安全性，采用“Web服务器+应用服务器+数据库服务器”架构。Web服务器承载所有用户交互页面(包括普通页面和WebGIS页面)，为提高页面可维护性，采用ASP．NET开发，并运行于IIS服务器中。应用服务器可以Windows服务方式运行，使用VisualStudioC#语言开发，长期在后台运行接受Web服务器进程访问。应用服务器与Web服务器间采用基于TCP/IP协议的．NETＲe-moting机制进行通信，以提高代码可维护性和数据传输性能。应用服务器通过ADO．NET直接访问数据库，从中抽取数据挖掘与分析所需信息。4)专业分析工具与专家工作站系统。专用分图4数据共享系统逻辑框图析工具包括:数据深度挖掘分析类软件、宏观预警类软件、煤矿级、区域级瓦斯灾害危险性评估与预警，微观与宏观瓦斯赋存预测、在线技术咨询与交流、瓦斯治理措施设计等，可以作为系统投入运行后的一种增值服务，以远程专家系统方式运行。本地专家通过专家工作站系统，根据用户提供的基础信息，通过分析决策提交评估原则与经验性参数，由应用服务器后台处理，再通过Web服务器反馈给矿用专业分析工具或第3方软件系统。4系统技术特点1)数据库规模大，并实时更新来自全国的各种瓦斯基础信息数据。2)网络化存储与共享，平台具有Web格式，可实现远程网络操控;信息按统一的管理、统一的格式存放在数据库中。3)安全性能好，平台设计多种安全模式和子模式来控制用户对数据库的存取。4)平台具有较完整的数据库管理和瓦斯基础数据处理功能，不仅具有完善的数据库日常维护、查询和调用等功能，而且还具有瓦斯基础参数统计、分析、预警、专业化咨询等功能。5)平台属于自主研发，系统结构、功能针对性强，操作简单，可输出多种格式的数据表格、曲线、统计图、等值线、云图等。6)实现了空间图形数据、业务文字数据的有机融合，所有信息具有ID和坐标，方便准确地理定位;可实现全国级、省级、矿区级、矿井级数据图形显示的无缝连接。5数据库平台的应用前景在“十二五”国家专项资金支持下，数据库平台从2009年开始设计研发，至2013年完成开发并取得软件著作权，于2014年投入使用，配置专职人员·59·第47卷第10期2016年10月SafetyinCoalMinesVol．47No．10Oct．2016中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

进行数据库维护和数据更新。现已成为能够自行运转的全国煤矿瓦斯基础信息平台，拥有包括可动态更新的大型数据库、专业网站和配套的软件系统。同时，该平台的建立将为今后逐步建立各省级的瓦斯基础信息站或煤矿资源与安全基础信息中心奠定基础。平台通过多种途径获取数据，建立政府鼓励制度、通信员制度、数据交换制度、重点信息收集制度、省级分站设立制度、数据核实制度等，保证数据的获取、核实与更新。按权限，通讯员或用户也可进行数据、图形信息的管理和更新。在信息中心推广方面，在各个煤矿/部门建立一个集成煤矿CAD图件、文档、图片等相关信息的资源共享平台，并为该煤矿提供具体的瓦斯地质、煤层气开发等相关专家模型、范例，为煤层气开发利用技术与装备提供一个展现平台，并在不同煤矿的业务开展中丰富、完善有关技术成果，推进区域煤层气开发利用评价，实现相互促进。6结语全国煤矿瓦斯基础信息数据库平台可实现数据的网络交互与动态更新、煤矿瓦斯开发相关信息融合。平台已在国家制定煤层气开发相关政策过程中提供了数据支撑，如产能调整、煤层气开发潜力评价等方面。参考文献:［1］王麒翔．弧形构造带控气特征［J］．河南理工大学学报(自然科学版)，2015，34(4):451－454．［2］王麒翔．深部矿井瓦斯赋存非线性特征［J］．煤矿安全，2015，46(10):193－195．［3］王麒翔．煤与瓦斯突出主控地质体分析与应用［J］．煤矿安全，2015，46(6):156－159．［4］王麒翔．典型瓦斯主控构造特征分析［J］．煤矿安全，2015，46(11):168－170．［5］王麒翔，董国伟，崔俊飞，等．芦岭煤矿II88采区瓦斯地质规律分析［J］．成都理工大学学报(自然科学版)，2012，39(1):27－31．［6］张庆华，林辉钦，王麒翔，等．基于瓦斯地质信息平台对瓦斯赋存及分布可行性探讨［J］．矿业安全与环保，2014，47(5):101－10［7］张庆华，李明建，王麒翔，等．基于大数据思维的瓦斯地质分析方法［J］．煤炭技术，2015，34(2):75－76．［8］王麒翔．平煤十矿瓦斯涌出量分布规律分析［C］//第十届全国采矿学术会议论文集．北京:中国岩石力学与工程学会，2015．［9］董国伟，胡千庭，王麒翔，等．隔档式褶皱演化及其对煤与瓦斯突出灾害的影响［J］．中国矿业大学学报，2012，41(6):912－916．［10］王麒翔，韩文骥，高原，等．瓦斯地质信息化编图的思考及关键技术［J］．矿业安全与环保，2015，42(6):93－95．作者简介:张庆华(1979－)，山西运城人，副研究员，硕士，2015年毕业于山东科技大学，主要从事矿井灾害预警理论、技术及装备等方面的研究工作。(收稿日期:2016－01－08;责任编辑:李力欣)·69·第47卷第10期2016年10月SafetyinCoalMinesVol．47No．10Oct．2016中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net