开滦矿区瓦斯基础参数数据库搭建与应用

陈建广,张九零,朱定

(华北理工大学 矿业工程学院，河北 唐山 063210)

0引言

瓦斯灾害是煤炭开采过程中常见的灾害之一[1，2]。近几年来，随着煤层开采逐渐进入煤层深部，瓦斯的含量和压力逐渐增大，而且煤层透气性变差，这些因素导致瓦斯的治理难度也相应增大[3-5]。传统瓦斯基础参数是由技术工人利用井下勘探、测试等方法收集到一起，并加以整理、分析和保存[6-8]，查找文件不仅费时费力，分享和管理也存在很多问题，在煤矿实际生产中，煤层瓦斯基础参数的预测只能靠技术人员对已有的历史资料分析、整理和计算，难免产生误差[9-11]。而专业化的瓦斯基础参数的信息管理和预测系统的开发，能提高收集瓦斯数据、管理相关信息的效率[12-14]。国内已经建立了基于Web设计的煤层瓦斯基础参数数据共享系统，使用数据库存储和管理实验数据[15-17]，把关于实验的数据处理过程计算机化，这样减少了数据处理的工作量，同时使计算的结果更加准确，共享系统的优越性在于提高了数据的安全性，便于数据管理和查询分析[18-20]。总体来说，我国在瓦斯参数数据库设计上才刚起步，需要进一步发展并改进。为了加强对开滦集团矿井瓦斯基础参数的管理，搭建基于MYSQL数据库的瓦斯基础参数数据库系统，充分利用计算机技术来实现瓦斯数据的存储、查询、下载等功能。通过这个系统，能够更清晰快速地查询到瓦斯相关数据，为管理决策提供依据，促使矿井安全技术管理工作智能化进程。

1概述

1.1 开滦矿区瓦斯基础参数数据库系统框架

开滦矿区瓦斯基础参数数据库系统的搭建是为了实现瓦斯参数数据管理，对瓦斯参数做出下载、删除、修改等操作。为了能够加强对数据库的管理，该系统设置有不同权限的用户：员工、管理员、领导。由数据库管理员对数据进行整理，分析并保存，由系统管理员对用户的信息，以及用户的操作权限进行管理。具体瓦斯基础参数数据库管理系统框架如图1所示。

图1 瓦斯基础参数数据库管理系统框架

1.2 系统需求分析

需求分析首先需要对要研究的内容进行调查，目标是在对搭建的数据库概况有所了解后，了解数据库所需要具备的功能，然后收集支持系统目标的基础数据并进行相关处理。需求分析分为对需求信息的收集、分析整理和评审三步。首先，系统为了满足用户的要求，要对用户相关功能要求进行多种方式的调查，确保考虑周全。其次，将收集到的数据进行分析、加工整理，获得一个科学、合理的业务流程。最后，评审是对上两步的检测，确保任务完成，避免出现漏洞。满足开滦矿区自身现代化管理的需求系统应包括完善的监测监控系统,实现对瓦斯基础参数信息的监测。系统具体的功能描述如下：

(1)瓦斯基础参数数据查询功能：可实时查询当前井下任意煤层的瓦斯含量、压力、透气性系数、瓦斯吸附常数等基础参数；

(2)下载功能：通过选择需要的瓦斯参数,将瓦斯数据整合到表格中下载到本地；

(3)修改功能：将错误的数据及时进行修改；

(4)上传功能：将修改好的数据上传到服务器；

(5)删除功能：对数据库存在的错误或者多余的信息进行删除；

(6)预测功能：对已有历史数据分析，对瓦斯含量变化进行预测。本系统功能模块如图2所示。

图2 瓦斯基础参数数据库系统模块

图2中具体管理分为3个部分：

(1)瓦斯基础参数数据管理。主要包括对煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定工业分析等信息的管理，可以对具体数据信息进行操作，包括上传、删除、修改等。

(2)系统管理。系统管理主要为用户的登陆操作管理和用户的操作权限管理。系统的管理员能够查询用户的信息、添加删除用户和修改用户的基本信息，能对重要的数据信息进行修改，也可以对系统内容进行更新维护。

(3)查询管理。查询管理分为两种类型：一是常规的利用下拉列表的方式，选择矿井-煤层-水平等条件逐步查询所需的瓦斯参数数据；二是利用点击图片的方式，直接在地质图上查询定位到要查询地点，然后选择相应的数据进行查询。

2功能实现与应用

2.1 系统登陆

用户登录界面。用户或系统管理员输入账号密码即可登陆系统，新用户需注册后才能登陆系统。登陆界面如图3所示。

图3 登陆界面

用户注册：新用户在登录页面点击"我要注册"按钮进入注册页面，按照要求进行注册。完成注册后，在登录页面，输入用户名密码，就可以进入数据库系统。用户注册完毕之后，就可以正常登陆使用。

操作主界面：登录成功后，进入开滦矿区瓦斯基础参数数据库即可浏览系统信息，进行数据操作，主界面主要包括各个煤矿的地质图，用户根据需求选择煤矿、水平等到具体查询地点。操作主界面如图4所示。

图4 操作主界面

2.2 系统操作

数据查询：用户在瓦斯地质图中查询矿区，选择采区、煤层，在列表中选择类型，例如煤层瓦斯压力测定报告、煤层瓦斯含量测定表、煤的坚固性系数测定记录、钻孔瓦斯涌出初速度测定记录表等。左侧选择框内，可根据查询目标选择相应条件如孔号、测点、钻孔变径、封孔深度、封孔工艺、采样地点、采样方式、采样深度、冲击次数n等。也可在地质图上直接点击需要查询的地点，通过一个或多个条件逐步确定要查询地点的参数，如图5、图6所示。

图5 瓦斯参数数据查询

图6 瓦斯基础参数查询方式

如图6所示，查询二矿区-七煤层-瓦斯含量，系统会在数据库中查询二矿区中七煤层的瓦斯含量记录表，并可以将查询结果以Excel文件的方式下载查看。

用地质图查询时，直接点击查询地点，系统会定位到该地点的瓦斯基础参数，若图片显示比例不适合，可通过放大缩小功能对具体的煤矿、煤层、巷道等进行选择。如图7所示。

图7 放大功能

数据编辑。用户可以将新增的数据信息录入到瓦斯基础参数数据库内，也能对数据库中已存在的数据进行修改、保存、删除等，使数据实时、完整、可靠。下载查询的瓦斯数据表，对数据表内容进行修改，将修改后的数据表上传至数据库内，原始数据表可进行删除操作，选中数据表，点击"删除"按钮即可删除数据。

生成报表。查到相应地点后，选择需要查询日期的瓦斯参数，将其添加到下载栏，通过点击"生成报告"，相关数据就被搜集到一个表格内，并按照开滦矿区规定生成符合规定的报告，如图8所示。

图8 规定报告图

3结论

通过对开滦矿区瓦斯基础参数收集、分析整理和评审，对开滦矿区自身现代化管理需求进行调查分析，搭建了一个基于MYSQL数据库的瓦斯基础参数数据库系统，该系统能够充分利用计算机技术实现对开滦矿区基础瓦斯参数数据的查询、下载、修改、上传、删除和预测功能，通过对该系统应用研究，根据用户反馈，得出以下结论：

(1)数据查询方便。能满足用户的需求，系统根据用户输入的条件方便快捷查询到所需地点参数。

(2)数据编辑方便。用户可将新数据录入，将原有数据修改，使数据实时、完整、可靠。

(3)数据分析直观。用户可根据查询时间的瓦斯参数，生成符合规定的报表，便于对参数变化规律进行分析预测。