煤礦中3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

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摘要：近年來，我國工業(yè)化進展迅速，在煤礦上主要表現(xiàn)在信息系統(tǒng)集成化、井下機械化、工作面無人化與礦井智能化等方面。其中，“3S”技術(shù)作為信息系統(tǒng)集成中的重要部分，其在煤礦上的應(yīng)用已經(jīng)愈發(fā)成熟，但仍存在不足。文中對“3S”技術(shù)的原理以及3S技術(shù)在我國煤礦中應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析。

關(guān)鍵詞：“3s”技術(shù)；煤礦；現(xiàn)狀分析

引言

過去幾年，我國經(jīng)濟總體運行平穩(wěn)，能源生產(chǎn)總量不斷提升。其中，天然氣、水力、風(fēng)能、核電等清潔能源消費量占我國能源消費總量的20%左右，而煤炭作為傳統(tǒng)型能源，在我國能源消費量中仍占主體地位。據(jù)統(tǒng)計，今年國內(nèi)能源500強企業(yè)中，煤炭企業(yè)不僅上榜數(shù)量最多，而且煤炭行業(yè)的經(jīng)營情況在逐步好轉(zhuǎn)。這在一定程度上表明：煤炭行業(yè)在經(jīng)歷“去產(chǎn)能”后，已經(jīng)走出低谷，效益穩(wěn)步有升［1］。因此，煤炭作為我國社會現(xiàn)代化發(fā)展的主要能源，地位是舉足輕重的。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的背景下，當(dāng)前我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)運行少不了科學(xué)技術(shù)的支撐。因為自身的科技便捷性，“3S”技術(shù)無疑是在現(xiàn)代化礦山建設(shè)中最為基礎(chǔ)的一個環(huán)節(jié)。目前“3S”技術(shù)多用于煤礦地質(zhì)災(zāi)害評估、煤礦環(huán)境數(shù)據(jù)收集與監(jiān)測、礦區(qū)地形圖測繪與數(shù)據(jù)可視化等方面，并為煤礦企業(yè)的管理與生產(chǎn)決策提供幫助。

1“3S”技術(shù)原理

“3S”技術(shù)依托于計算機系統(tǒng)平臺的發(fā)展而誕生，最初的“3S”技術(shù)包括GIS（地理信息系統(tǒng)）、RS（遙感）以及GPS（全球定位系統(tǒng)）。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，有些國家發(fā)展出了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，因而如今的3S技術(shù)被重新定義為：包含GIS、RS、GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）三大系統(tǒng)，集空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)、通信與計算機技術(shù)為一體，多學(xué)科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)的總稱［2］。簡而言之，“3S”技術(shù)就是由一個“大腦”和兩個“眼睛”組成。

1.1一個“大腦”：GIS（地理信息系統(tǒng)）

顧名思義，地理信息系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng)并專用于管理地理信息，它不但可以收集、存儲由兩個“眼睛”（遙感、衛(wèi)星定位系統(tǒng)）獲取到的各種數(shù)據(jù)信息，而且可以根據(jù)不同需求，從多方面、多角度對信息進行組合分析，并通過計算機屏幕與相關(guān)設(shè)備，使分析得出的結(jié)果直觀、清晰的反映在計算機屏幕上，實現(xiàn)信息的可視化與實時監(jiān)測。簡言之，地理信息系統(tǒng)相當(dāng)于人的大腦：接收信息、分析處理、傳輸信息。

1.2“左眼”：RS（遙感）

遙感是一種通過光學(xué)儀器、電子設(shè)備和航空航天平臺上的實驗儀器或設(shè)備，遠距離、非接觸的探測技術(shù)?，F(xiàn)代化的遙感技術(shù)多用人造地球衛(wèi)星、星載遙感、機載遙感和地面遙感傳感器等設(shè)備，并利用這類設(shè)備對電磁波的反射以及輻射等特性實現(xiàn)對目標(biāo)的遠距離探測任務(wù)。因此，人們在使用遙感進行工作時，可以利用遙感對工作過程中的實時數(shù)據(jù)進行記錄、傳輸和分析，有利于工作輕松、高效的進行。簡言之，遙感相當(dāng)于人的一只眼睛：發(fā)現(xiàn)信息、獲取信息、傳輸信息。

1.3“右眼”：GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)是指世界上主要的軍事大國競相發(fā)展的獨立自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅包括中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和美國GPS這4大GNSS系統(tǒng)，還包括一些國家或地區(qū)的增強系統(tǒng)與區(qū)域系統(tǒng)。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)利用衛(wèi)星發(fā)射時間、星歷等觀測量，結(jié)合使用者的鐘差，為全球的使用者提供坐標(biāo)位置、速度以及時間等全天候精確信息的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。同時還擁有著其他的運用功能和較大的適用范圍，具有較高的使用質(zhì)量［3］。簡言之，衛(wèi)星定位系統(tǒng)也相當(dāng)于人的一只眼睛：發(fā)現(xiàn)信息、獲取信息、傳輸信息。

2“3S”技術(shù)在我國煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

當(dāng)前，隨著我國科技水平長足的發(fā)展，為了幫助煤炭企業(yè)更加安全、高效的進行煤炭生產(chǎn)工作，進而在保障國家對煤炭資源的需求量的同時提高煤礦產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益，我國已經(jīng)將“3S”技術(shù)運用到了煤礦企業(yè)在煤炭生產(chǎn)時所對應(yīng)的各環(huán)節(jié)之中。

2.1GIS（地理信息系統(tǒng)）在我國煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

2.1.1煤礦環(huán)境地質(zhì)評估技術(shù)人員在將地理信息系統(tǒng)運用到煤礦環(huán)境地質(zhì)評估中時，通過地理信息系統(tǒng)來建立煤礦環(huán)境地質(zhì)環(huán)境評價模型，并根據(jù)煤礦的實際情況，采取不同的方法分析地質(zhì)災(zāi)害危險性指數(shù)，從而對煤礦潛在的危害采取有效地防治措施。同時也可充分分析災(zāi)害發(fā)生的原因，極大的促進了煤礦環(huán)境地質(zhì)評估工作的有效進行。

2.1.2煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全地理信息系統(tǒng)對目標(biāo)位置的精準(zhǔn)分析有著極其強大的功能，因而有助于煤礦企業(yè)對煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行實時地把控與監(jiān)測。在配合其他設(shè)備的條件下，可實現(xiàn)安全事故、井下工人與井下機車的可視化定位并促進煤礦企業(yè)管理的信息化與煤炭生產(chǎn)安全、高效的進行［4］。

2.2RS（遙感）在我國煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

2.2.1煤礦環(huán)境地質(zhì)評估遙感可以通過災(zāi)前與災(zāi)后的影像數(shù)據(jù)分析對比的方式，提高煤礦環(huán)境地質(zhì)評估工作的水平。同時，遙感可實時收集目標(biāo)煤礦的信息，以災(zāi)情分布圖的形式呈現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害特征，從而為技術(shù)人員根據(jù)劃定的災(zāi)害危險等級，做好災(zāi)害防治與應(yīng)急預(yù)案的兩手準(zhǔn)備提供了依據(jù)［5］。

2.2.2煤礦資源的勘探隨著遙感技術(shù)與衛(wèi)星分辨率的不斷提升，技術(shù)人員可利用遙感對目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)信息及二者的相關(guān)性等方面作出判斷，以此提高煤礦資源勘探時的精度和可信度并獲取較為可靠的礦區(qū)地質(zhì)資料。

2.3GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）在我國煤礦中的應(yīng)用現(xiàn)狀與分析

2.3.1煤礦環(huán)境地質(zhì)評估全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可通過精準(zhǔn)的實時定位，使技術(shù)人員在監(jiān)測煤礦環(huán)境地質(zhì)的實時變化的情況下，對煤礦環(huán)境地質(zhì)進行高質(zhì)量的評估，從而避免因信息不及時、不準(zhǔn)確所造成的地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)。并通過這種方式加深了人們對煤礦地質(zhì)災(zāi)害成因的認(rèn)識。

2.3.2煤礦資源的勘探全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在目前的地質(zhì)勘探工作中是有十分有效的技術(shù)手段，可以在確保精度的前提下，向技術(shù)人員提供實時的地面點坐標(biāo)位置。以全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)與傳統(tǒng)資源勘探技術(shù)相結(jié)合的方式進行煤炭資源的探查，有助于提高煤礦資源勘探的效率，降低勘探過程中的資源浪費，使煤炭行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

3結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“3S”技術(shù)不但對我國的煤炭生產(chǎn)與煤炭企業(yè)的發(fā)展起到十分重要的作用而且在其他方面也有著可發(fā)掘的潛力。因此，“3S”技術(shù)作為我國智慧礦山建設(shè)中不可或缺的一環(huán)，未來將會與煤礦智能化、煤礦物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的三大關(guān)鍵技術(shù)緊密結(jié)合，并會在其中發(fā)揮更為積極、有效的作用。因此，我們應(yīng)結(jié)合社會與企業(yè)需求，增加研究力度，推進我國煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和社會的現(xiàn)代化建設(shè)。

參考文獻

［1］鄭超.2019年中國能源（集團）500強分析報告［N］.中國能源報，2019-12-16.

［2］項偉.巖石工程勘察［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

［3］趙立國.3S技術(shù)在環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟.2016，10（21）：10-11.

［4］劉麗.GIS技術(shù)在煤礦企業(yè)管理中的應(yīng)用［J］.中國新通信.2019，21（16），103.

［5］彭學(xué)銳.李軍強.試述3S技術(shù)在環(huán)境地質(zhì)綜合調(diào)查中的應(yīng)用［J］.工程技術(shù)：全文版，2017，4（02）：268.

作者：張宇 單位：山東科技大學(xué)