一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法技术

本发明专利技术公开了一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法，其特征在于：该方法基于GIS平台实现并结合瓦斯地质理论，建立数字化的多级瓦斯地质图编绘平台，把图形信息和瓦斯地质信息有机统一起来，实现多级瓦斯地质图的交互编辑、多级瓦斯地质信息融合、瓦斯地质规律的可视化表达及动态更新管理，本发明专利技术改变传统手工绘制模式、纸质化管理和使用瓦斯地质图件的方式，减少煤矿技术人员的工作量，提高绘图效率及精度，提高管理的现代化水平；为瓦斯参数等指标预测、管理及决策提供一个直观、便捷的全新方法。便捷的全新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法


[0001]本专利技术涉及煤矿安全以及煤矿瓦斯预测相关
，具体为一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法。

技术介绍

[0002]当前瓦斯地质图的编绘主要以手工为主，瓦斯地质信息的收集、整理与分析往往工作量大、耗时长，导致煤矿瓦斯地质信息不能及时反映在煤矿瓦斯地质图上，也不能及时进行瓦斯地质规律分析研究，不能满足煤矿安全生产的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法，解决
技术介绍
中提出的问题，克服现有技术的不足。
[0004]本专利技术通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
[0005]一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法，该方法基于GIS 平台实现并结合瓦斯地质理论，建立数字化瓦斯地质图编绘平台，把图形信息和瓦斯地质信息有机统一起来，实现瓦斯地质信息可视化表达及动态管理。
[0006]作为本专利技术进一步的方案包括以下步骤：
[0007]步骤一、收集瓦斯地质数据：收集矿井尺度下的影响瓦斯赋存的资料。
[0008]步骤二、底图的简化处理：结合行业标准并综合地质纲要图与矿井采掘工程平面图确定多级瓦斯地质图底图。
[0009]步骤三、瓦斯地质规律分析：基于步骤一中采集的瓦斯地质数据，结合煤层瓦斯地质理论，研究煤层瓦斯赋存于煤层瓦斯地质规律之间内在的本质联系；运用数理统计方法构建瓦斯参数与煤层厚度、埋藏深度、地质构造区、顶板岩性因素的多元耦合预测模型。
[0010]步骤四、多级瓦斯地质图的交互式编辑：采用基于GIS技术构建多级瓦斯地质图编辑系统，不同级别的瓦斯地质地图表达的主要信息有所差异，基于GIS的瓦斯地质图编辑系统实现多级瓦斯地质图的分级编辑、瓦斯地质信息整合。在步骤二的瓦斯地质底图上进行交互式编制多级瓦斯地质图，在工作级瓦斯地质图中，可实现对巷道、采掘进度、地质构造、瓦斯参数等信息的交互性编辑；矿井级别瓦斯地质图系统实现对工作面级别瓦斯地质图信息要素的整合，可自动删减、融合瓦斯地质要素，避免信息冗余，对瓦斯地质要素可进行交互式编辑；含煤构造单元级别瓦斯地图是整合该区域内所属矿井的瓦斯地质信息后进行交互式编辑；矿区级别瓦斯地质图需要所属含煤构造单元瓦斯地质信息后进行交互式编辑。同时步骤三中建立了瓦斯参数多因素预测模型，解决不同级别的瓦斯地质数据源完整性差异问题，分别建立多级瓦斯赋存规律的预测模型；基于GIS技术并结合行业标准将模型预测的瓦斯赋存地质规律通过点、线、面的形式表达在多级瓦斯地质图纸中。
[0011]步骤五、多级瓦斯地质图自动更新：后期随着矿井的开采会产生新的瓦斯地质资料时，将新的瓦斯地质资料重新按步骤三的多级瓦斯地质模型进行求解，即是矿井瓦斯地
质数据得到新的瓦斯参数预测模型；同时在步骤四中将瓦斯参数预测模型反应的多级地质规律在图纸中进行更新。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述瓦斯赋存的资料包括矿井地质资料和矿井瓦斯资料。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述多级瓦斯地质图底图中要突出表现煤层瓦斯分布和影响煤层瓦斯分布的地质因素主体内容。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：步骤三中影响煤层瓦斯参数的地质因素分为定性因素与定量因素两种；定性因素包括煤层的顶板岩性、底板岩性、地质构造、变质程度；定量因素包括煤层厚度、埋藏深度。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：步骤三中所述理统计方法是采用灰色预测模型和/或多因素回归两种方法建立瓦斯参数多因素预测模型。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：所述灰色预测模型是建立一种描述研究系统动态变化特征的模型GM(1，n)，括号中1表示微分方程的阶数，n表示变量的个数。
[0017]GM(1，n)模型可以反映n个影响变量对于瓦斯参数一阶倒数即变化率的影响，故称该模型为n个序列的一阶线性动态模型；
[0018]其建模步骤为：
[0019](1)将步骤1中采集到瓦斯参数与影响瓦斯赋存因素整理为序列
[0020]其中：
[0021]X
1(0)
＝(X
1(0)
(1),X
1(0)
(2),
…
,X
1(0)
(n))
[0022]为系统特征序列，即已知煤层瓦斯参数数据序列，而
[0023]X
2(0)
＝(X
2(0)
(1),X
2(0)
(2),
…
,X
2(0)
(n))
[0024]X
3(0)
＝(X
3(0)
(1),X
3(0)
(2),
…
,X
3(0)
(n))
[0025]…………………
[0026]X
n(0)
＝(X
n(0)
(1),X
n(0)
(2),
…
,X
n(0)
(n))
[0027]为相关因素序列，即影响煤层瓦斯参数的主要因素序列。
[0028](2)对原始数列分别作一次累加生成(1－AGO)，得到新的数列(2)对原始数列分别作一次累加生成(1－AGO)，得到新的数列
[0029](3)对建立白化形式的微分方程：
[0030][0031]上述方程的系数向量
[0032](4)按最小二乘法求其算式为：
[0033][0034]式中，B为累加矩阵，Y
n
为煤层瓦斯参数已知数据，分别为：
[0035][0036][0037](5)求解微分方程，得到GM(1，N)的瓦斯参数预测方程为：
[0038][0039](6)计算模型的瓦斯参数模拟值为：
[0040][0041](7)对模型精度进行检验，若精度满足要求，即可进行瓦斯参数预测。作为本专利技术进一步的方案所述多因素回归预测模型建立步骤如下：
[0042](1)整理数据：设步骤1中收集影响瓦斯赋存因素中有h个是定量变量，数据为xi(u)(u＝1，2，
…
，h；i＝1，2，
…
，n)。有m个定性变量，数据为δ(j,k) (j＝1，2，
…
，m；k＝1，2，
…
，rj；i＝1，2，
…
，n)。瓦斯参数数据为 yi(i＝1，2，
…
，n)。
[0043](2)建立模型：假定已有瓦斯参数与各因素遵从如下线性模型：
[0044][0045](3)模型求解：(1)式中bu(u＝1，2，
…
，h)、bjk(j＝1，2，
…
，m；k＝1， 2，
…
，rj)是未知系数，εi(i＝1，2，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法，其特征在于：该方法基于GIS平台实现并结合瓦斯地质理论，建立数字化瓦斯地质图编绘平台，把图形信息和瓦斯地质信息有机统一起来，实现瓦斯地质信息可视化表达及动态管理。2.根据权利要求1所述多级瓦斯地质图交互式编制与动态更新的实现方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、收集瓦斯地质数据：收集矿井尺度下的影响与控制瓦斯赋存的资料。步骤二、底图的简化处理：结合行业标准并综合地质纲要图与矿井采掘工程平面图确定多级瓦斯地质图底图。步骤三、瓦斯地质规律分析：基于步骤一中采集的瓦斯地质数据，结合煤层瓦斯地质理论，研究煤层瓦斯赋存与煤层瓦斯地质规律之间内在的本质联系；运用数理统计方法构建瓦斯参数与煤层厚度、埋藏深度、地质构造区、顶板岩性等因素的多元耦合预测模型。步骤四、多级瓦斯地质图的交互式编辑：采用基于GIS技术构建多级瓦斯地质图编辑系统，基于步骤二的瓦斯地质底图上进行交多级瓦斯地质图的互式编制，实现不同级别瓦斯地质要素的自动融合，避免信息冗余；同时步骤三中建立瓦斯参数多因素预测模型，解决不同级别的瓦斯地质数据源完整性差异问题，分别建立多级瓦斯赋存规律的预测模型；基于GIS技术并结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青松，衡献伟，左金芳，韩真理，付金磊，
申请(专利权)人：贵州省矿山安全科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：