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煤炭在我国能源消费结构中一直处于主要地位,在未来短时间内,我国还不能摆脱对煤炭的依赖。统计数据显示,我国煤炭年产量在2016年底达到近40亿吨,伴随高产量而来的是煤炭行业的高事故率和高死亡率。随着浅部煤炭资源的开采殆尽,煤矿开采逐渐转向深部发展,使瓦斯事故更为突出,而治理瓦斯的最主要最基本的方法就是矿井通风。近年来,计算机技术迅猛发展,在矿井通风领域也有了广泛应用,国内外许多学者开发了各种矿井通风管理软件系统,但是由于煤矿行业的特殊性,不同矿井由于区位不同,地质条件不同,赋存煤炭资源不同以及开拓开采方式不同,导致这些通风管理软件系统不能通用,因此需要根据具体矿井的自身特点,有针对性的进行需求分析,开发相应的通风信息管理系统,才能达到最优的管理及应用效果。 本研究主要内容包括:⑴分析了国内外不同矿井通风管理系统的发展现状及优缺点,明确了GIS技术在矿井通风信息管理当中应用的重要性及便利性。⑵研究了煤矿GIS数据处理技术及矿井通风监测技术,将GIS技术运用到煤矿通风信息管理中,包括煤矿通风系统的拓扑信息管理以及煤矿通风系统的属性管理。⑶结合高河煤矿的自身特点,根据其通风系统的布置方式,有针对性的进行了系统需求分析与总体设计,确定了高河煤矿通风信息管理系统应包括通风专业模块、绘图模块、参数模块、安全模块以及信息管理模块等,对系统各个模块的数据库进行了数据库机构设计,为系统的开发打好基础。⑷采用UML建模语言进行设计,使用面向对象的开发语言和GIS组件技术进行开发,以Oracle和ArcSDE建立并管理数据库,运用GIS技术结合高河煤矿的通风监测系统,建立了高河煤矿通风系统信息管理系统。⑸针对高河煤矿通风系统存在的问题,利用所开发的通风信息管理系统对其进行优化,结果显示,将双“U”型通风方式改为偏“Y”型通风方式,可以有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题;有效减小切眼内部风速,降低扬尘;改善了工作面及端尾区域的工作环境并降低巷道施工成本等。