测 绘 工 程
ＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆＳｕｒｖｅｉｎａｎｄＭａｉｎ ｇｇｙｇｐｐｇ
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２，Ａｒ．２０１３ｐ
基于ＡＥ的钻孔煤质数据库构建及其应用
吴 浩１，袁 峰２，鲍建宽３
（北京１浙江嵊州３１．神华和利时信息技术有限公司，０００１１；２．浙江省嵊州市规划管理处，１２４００；３．黑龙江工程学院测绘）黑龙江哈尔滨１工程系，５００５０
摘 要：针对生产中钻孔数据和煤质数据分属不同应用系统的特点，提出将钻孔、煤质数据统一建设的构想，并基于在此基础上利用Ａ钻孔图形的绘ＡｒｃＧＩＳ阐述钻孔煤质数据库的建设方法，ｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅ二次开发实现符号库建设、 ｇ制与编辑、地质钻孔信息与煤质信息的查询统计等功能，最后展望该数据库在煤矿行业的其它应用。；关键词：钻孔柱状图；钻孔煤质数据库；符号库ＡｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅ ｇ
（）中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６７９４９２０１３０２００５７０４－－－Ｃｏａｌｄｒｉｌｌｉｎａｎｄｃｏａｌｕａｌｉｔｄａｔａｂａｓｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｇｑｙ
ｏｎｔｈｅＡｒｃＧＩＳｅｎｉｎｅｂａｓｅｄ ｇ
１２３，ＷＵ ＨａｏＹＵＡＮＦｅｎＢＯＪｉａｎｋｕａｎ －ｇ，
（，Ｂ；２．Ｓ１．ＳｈｅｎｈｕａＨｏｌｌｓｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏＣｏ．Ｌｔｄｅｉｉｎ１０００１１，ＣｈｉｎａｈｅｎｚｈｏｕＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎａｎｄ ｙｙｇｙｊｇｇｇ ，；，ＭａｎａｅｍｅｎｔＤｅａｒｔｍｅｎｔＳｈｅｎｚｈｏｕ３１２４００，Ｃｈｉｎａ３．ＣｏｌｌｅｅｏｆＳｕｒｖｅｉｎａｎｄＭａｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎＨｅｉｌｏｎｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｇｐｇｇｙｇｐｐｇｇｇｇｊｇ ，Ｈ）ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏａｒｂｉｎ１５００５０，Ｃｈｉｎａ ｇｙ
：，ＡｂｓｔｒａｃｔＦｏｒｃｏａｌｄｒｉｌｌｉｎｄａｔａａｎｄｃｏａｌｕａｌｉｔｄａｔａｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｉｃａｔｉｏｎｓｓｔｅｍｓｉｔｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄ ｇｑｙｐｐｙｐ ｕａｌｉｔｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｃｏａｌｄｒｉｌｌｉｎａｎｄｃｏａｌｄａｔａｂａｓｅｂａｓｅｄｏｎＡｒｃＧＩＳｓｏｆｔｗａｒｅ．ＡｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅｉｓｕｓｅｄｔｏ ｑｙｇｇ
，ｄｅｓｉｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｓｅｖｅｒａｌＧＩＳｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｃｏａｌｓｍｂｏｌｌｉｂｒａｒｂｕｉｌｄｉｎｄｒｉｌｌｉｎｒａｈｉｃｓｄｒａｗｉｎ ｐｇｙｙｇｇｇｐｇｇ ，，ａｎｄｅｄｉｔｉｎｃｏａｌｅｏｌｏｉｃａｌｄｒｉｌｌｉｎａｎｄｔｈｅｃｏａｌｕａｌｉｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｕｅｒｉｎ．Ｆｉｎａｌｌｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｉｓｍａｄｅ ｇｇｇｇｑｙｑｙｇｙ ｏｎｒｏｓｅｃｔｔｈｅｏｆｔｈｉｓｄａｔａｂａｓｅｉｎｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎ． ｐｐｐｐ
：；；ＫｅｗｏｒｄｓＡｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅｄｒｉｌｌｉｎｍａｃｏａｌｄｒｉｌｌｉｎａｎｄｃｏａｌｄａｔａｂａｓｅｓｔｌｅｌｉｂｒａｒｕａｌｉｔ ｇｇｐ；ｇｙｑｙｙｙ 钻孔和煤质数据是煤田地质工作中的基础数
据，煤田地质人员在煤田地质勘探不同阶段和煤矿开采过程中均离不开它们。尽管目前通过某些专业的软件可以绘制钻孔柱状图、生成煤质成果分析表，但是这些软件通常只是一个独立的应用系统，很难实现两者信息的结合及综合利用。笔者提出通过建立钻孔煤质数据库，利用专业的ＧＩＳ系统将这些信息加以有效整合，更好地为煤田地质工作服务并指导煤炭生产。本文以煤炭钻孔柱状图为基利用Ａ础，ｒｃＧＩＳ强大的图形绘制和空间数据管理功能实现钻孔图形的自动绘制与编辑，并基于钻孔柱状图实现钻孔数据与煤质化验数据的集成查询与综合应用。
收稿日期：２０１２１０１９－－）基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（１２５１１４６７
，作者简介：吴 浩（男，工程师．１９８０－）
１ ＡｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅ简介 ｇ
ＡｒｃＧＩＳ是美国ＥＳＲＩ（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｓｔｅｍｓ ｙ
，ＲｅｓａｅｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＩｎｃ．美国坏境系统研究所公
司）推出的为不同需求层次用户提供的全面的、可伸缩的Ｇ它代表了当前ＧＩＳ产品，ＩＳ行业的最高技术水平，其强大的空间数据管理能力能将空间信息和属性信息统一存贮在关系数据库中，不仅能满足一般业务管理的需要，还能将该业务结合空间位置更好地为用户等信息以图形化的方式展示给用户，
提供服务。目前，该产品已广泛应用于国土、测绘、交通、公共安全和应急救灾等不同行业，其中Ａｒｃ－ＧＩＳＥｎｉｎｅ是ＡｒｃＧＩＳ产品线中重要一员。 ｇＡｒｃＧＩＳＥｎｉｎｅ是一组完备的并且打包的嵌入式 ｇ
——Ａ它基于ＡＧＩＳ组件库和工具库，ｒｃＧＩＳ的核心—ｒ－·５８·测 绘 工 程 第２２卷
具备ＡｃＯｂｅｃｔｓ构建，ｒｃＧＩＳ的所有功能。基于ＡｒｃＧＩＳｊ
，开发人员可以按照用户需要来创建新的或扩展Ｅｎｉｎｅｇ已有的桌面应用程序。开发人员利用它可以将ＡｒｃＧＩＳ已有的功能嵌入到应用软件中，如自定义行业专用产或嵌入到商业生产应用软件中，如Ｍ品，ｉｒｏｓｏｆｔｗｏｒｄ或 ；还可以创建集中式自定义应用软件，并将ｏｗｅｒｏｉｎｔｐｐ
其发送给机构内的多个用户。
煤质信息而设计的，它主要由３部分组成，如图１所如矿示。钻孔煤质数据库一部分是共用的信息表，井编码和岩石编码等；另一部分是为绘制钻孔图而必须的一些表，如钻孔名称、地层资料表等；第三部如煤质分析、分是与钻孔信息相关的煤质数据表，
煤岩鉴定表等。这样设计的目的就是将钻孔数据与其煤质信息集中存贮，这样不仅可以通过钻孔柱状图查看地质层位情况，还可利用钻孔柱状图方便地查询到对应煤层的煤质情况，达到数据的统一管理和综合利用。
２ 数据库设计
钻孔煤质数据库主要是为绘制钻孔图和查询
图１ 数据库结构设计示意图
钻孔煤质数据库主要包含３大 按照以上要求，
块内容：基础表、钻孔数据表、煤质数据表。２．１ 基础表
基础表包括：
）岩石编码表：该表主要用于记录所有岩石的１
名称和编码以原煤炭工业出版社印发名称和编码，
煤矿地质测量图例》中岩石编码为准，同时该表的《
也是钻孔数据库和符号数据库联系的基础；）矿井编码表：与岩石编码表性质一样，主要用于２
记录矿井名称和编码，该表主要用于将来系统扩展到能方便管理和维护矿井的信息。集团级后，２．２ 钻孔数据表
钻孔数据表包括：
）钻孔名称表：主要用于记录钻孔的一些基本１
（如位置、涉及到的）勘探线、开竣工日期、钻信息，
探人员等相关信息；
）钻孔地层资料表：主要用于记录钻孔每个层２
位的相关信息，内容分别为：地层信息、岩石编码及
厚度等信息。如果该地层为煤还需记录煤层名称；）钻孔测斜表：主要用于打完钻孔后，测量钻３
记录的内容就是测点深度、天顶角和孔的倾斜度，方位角；
）钻孔测井表：打完钻孔后，验证煤层的真实４
厚度，主要是避免在打钻过程中岩心破碎后没法测量岩层厚度的情况。它记录的内容包括：岩石编码、地层信息、底界深度和测井深度；
）钻孔水位消耗量表：主要用于测量钻孔水位５的情况，内容就是测井深度和水位信息。２．３ 煤质数据表
煤质数据表包括：
）采样基本表：它是所有煤质化验的基础表，１
其它的化验表都是以此表来进行关联的，内容主要钻孔编码、煤层编码、采样位置等包括样品编码、信息；
）煤质分析表：包括采样煤质做的工业分析２（水分、灰分、挥发性）和元素分析（碳、氢、氮、氧＋
第２期 吴 浩，等：基于ＡＥ的钻孔煤质数据库构建及其应用·５９·
硫）的百分比，以及发热量以及煤样低温干馏后的一些值；
）煤层灰成份、煤灰熔融性测试表：用来记录３
煤样的灰分中氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧软化、半球、化镁等的含量以及煤灰熔融性的变形、溶化的温度值；
）煤的着火点、热稳定性、结渣率及煤尘爆炸４性测试：主要用于记录煤样的热稳定性、结渣率、着火点值、煤层爆炸性试验中水、灰、挥发等的比例；）硫元素分析、碳酸盐、可磨性、抗碎强度分析５表：细分硫元素的含量分析，以及煤样的ＣＯ２在不同温度下化学反应性，以及煤样的可磨性指数和抗碎强度百分比；
）光谱半定量分析汇总表：包括煤样中金属元６素如锗、钒、铬、钴、镍等的大致含量而进行的光谱半定量分析后记录的值；
）煤岩鉴定成果表：检测煤样中有机质各体７（镜质体、惰质体、壳质体等）和无机质各体（如粘土类、硫化物类、碳酸盐类等）在煤样中的含量；）瓦斯测试成果综合表：检测煤样中甲烷、二８
煤样的可燃值含量；氧化碳及氮气的含量，
）顶底板岩石物理力学试验成果表：主要用于９
主要内容有：记录煤层的顶底板岩石的力学性质，
岩石的比重、天然容重、吸水率、单项抗压强度和抗剪断强度参数等的数值。
图２ 岩石符号库设计示意图
、）、线层（面ＡｒｃＧＩＳ的注记层（Ａｎｎｏａｔｉｏｎ）Ｐｏｌｌｉｎｅｙ
）层（来绘制钻孔柱状图的不同内容，如图３Ｐｏｌｏｎｙｇ所示。Ａｎｎｏａｔｉｏｎ层主要用于存储钻孔柱状图中的文字部分，包括钻孔的基本信息，如孔号、位置、制图人等，及钻孔的岩性描述、岩层编码和层厚等辅格网助信息；Ｐｏｌｌｉｎｅ主要用于绘制柱状图的外框、ｙ图以及其它为钻孔图服务的曲线，如测井曲线、水文曲线等，为了区别这些线，系统将在Ｐｏｌｌｉｎｅ图层ｙ中加一个“类型”字段利用符号化来区别不同种类的线。Ｐｏｌｏｎ层主要用于绘制钻孔柱状中的柱状ｙｇ不同的岩石填充符号是不一致的，岩石填充部分，
ＡｒｃＧＩＳ中只有用面填充才能表现岩性面域的符号，
系统在Ｐ岩石编码”的字ｏｌｏｎ层中加入了一个“ｙｇ段，以便将来用不同符号渲染不同岩层。３．３ 煤质数据查询和统计输出
为了实现钻孔柱状图和煤质数据的交互应用，系统在设计时充分利用了ＡｒｃＧＩＳ图形和属性关联的特点，在钻孔柱状图的岩石层（中加Ｐｏｌｏｎ层）ｙｇ入了钻孔编码的属性，这样用户就可利用钻孔编码和煤层编码（岩石编码字段中是煤的部分将填写煤层编码）查询到对应的煤质信息，在同一界面中为用户展示出多种信息。
另外，为了满足实际工作的需要，系统还实现了对任意钻孔或煤层（利用ＧＩＳ的空间查询或属性查询找出对应钻孔或煤层）进行统计汇总并按照规、范输出煤质分析表、瓦斯测试成果表（见表１）钻孔成果表等。
３ 钻孔柱状图的绘制及信息查询
３．１ 符号库的制作
颜ＡｒｃＧＩＳ的图形文件中是不存贮图形的宽度、
它只能通过加载数据显示的时候符号色等信息的，
必须定制符化来给图形以丰富多彩的表现。因此，
号库以便在应用程序中调用。ＡｒｃＧＩＳ在其桌面客户端ＡｒｃＭａｐ中提供了一个管理及制作符号库的工——“”，利用此工具制作出了所有具—ＳｔｌｅＭａｎａｅ ｙｇ岩石填充的符号，如图２所示。制作完后，先将其存为Ｓｔｌｅ文件。ｙ
另外，为了更好地利用符号库，该系统还专门制作就是将ｓ颜色、大小等了符号数据库，ｔｌｅ文件的样式、ｙ以属性字段的形式存储在数据库文件中，如要使用符号时再在系统中编写代码实时生成符号。这样做一方面是为了避免因ＡｒｃＧＩＳ版本升级导致Ｓｔｌｅ文件不通ｙ／用的问题；另一方面，该系统将来在ＢＳ结构扩展的情况下，该符号库也能得到有效利用。３．２ 钻孔图的绘制
为了完整地绘制出钻孔柱状图，系统分别采用
４ 钻孔煤质数据库的应用
上述设计目前也应用到了笔者公司正在实施，的煤炭资源信息系统中（见图４）通过建立统一的
·６０·测 绘 工 程 第２２卷
图３ 钻孔柱状图显示及煤质查询示意图
表１ 钻孔瓦斯测试成果
煤层号２－１ ２－２上 ２－２
钻孔号１７－１ ２１－５ １３－５ １－５ ９－６ １７－３
采样深度／ｍ
工业分析／％Ｍａｃｃ Ａ
Ｖｃａ１
ＣＨ４
／·燃）瓦斯含量（ｍＬｇＣＯ２Ｃ２－Ｃ６Ｎ２
ＣＨ４
自然瓦斯成分／％ＣＯ２
Ｎ２Ｃ２－Ｃ６
瓦斯分带
７０６．５２９９１．７７３２．２１０２１１００９８８７２０７．９２００ ６． １ ０． ０． ０． ６． ０． １． ９ ０．７７５．１７０６７０８．７８０１０４００９７８３４８９．７０００ ７． ５． ２ ０． ０． ０． ２． ０． ９． ８ ０．７９０．２４０１３７２．９４０３０６００９９０４８７６．０９０ ８． ７． ３ ０． ０． ０． ４． １． ２． ９ ０８００．５３１７１．２７３６．０４１１０５００５０３７８７８．７６００ ５． ３ ０． ０． ０． ４． ０． ０． ９ ０．８０３．２０２６９１４．０６０２０８００８８７２４９６．７９００ ６． ８． ３ ０． ０． ０． ４． ０． ２． ９ ０．７５２．５４９９２．１５３１．０５０２０９０００５４４６２５．９４００ ６． １ ０． ０． ０． ５． ０． ３． ９ ０．
二氧化碳－氮气带
二氧化碳－氮气带
图４ 基于地质图的钻孔煤质信息查询
（下转第９６页）
·９６·测 绘 工 程 第２２卷
论以及原因等思维过程说出来，引导学生进行评判，
］８
。充分展现学生敢想、敢疑、敢说的思维个性［
升了学生的团队合作及协调能力；在素质方面增强培养了学生规范严谨、精益求了学生的工程意识，
精的精神，取得了预期的教学效果。
）成绩的考核。为了更好地考查教学模块的３
效果，在考核方式上，采用笔试（闭卷、开卷、小论、大作业等）口试、实际操作等多种方式相结合文、
的形式，如：基础理论题，用于闭卷考试，主要检验学生对基础理论掌握的牢固程度；综合论述题，用于开卷考试，主要测试学生对学科课程的理解运用
８］
。在命题方式上采取任课教师、能力［外请教师、课
４ 结束语
根据Ｃ数字测图原理与方法”ＤＩＯ理念设计的“课程的教学模块和工程项目，使得课程从突出理论知识的传统教学方法转变为突出能力目标培养的现代工程教育方法。教学实践证明，模块式教学法有助于训练学生的各项通用能力，提升学生的综合素质，调动学生学习的积极性和学习兴趣，是一种新颖适用的课程教学模式。在今后的教学中，应深化改革，在不断变化的环境中及时调整、总结、改进推进教学改革的成功。和完善，参考文献：
［］张奇，唐奇良．高等工程教育Ｃ１ＩＯ－ＣＤＩＯ培养模式研究
［］（）：教育与职业，Ｊ．２００９３３２３４．－［］］徐兵．试论高职教学中基于Ｃ软技能”训练［２ＤＩＯ的“Ｊ．
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［］（）：内江科技，Ｊ．２００９９１７９，２０１．
［］］张恒，刘群．数字化测图课程教学改革探索［实验科学５Ｊ．
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（）：冶金高等专科学校学报，２０１０，２６１７６７９．－［］潘正风，程效军，成枢，等．数字测图原理与方法［武７Ｍ］．
汉：武汉大学出版社，２００９．
［焦明连，董春来，周立．８］ＣＤＩＯ理念下大地测量学基础教
］（）：学改革的实践［测绘科学，Ｊ．２００９，３４７３０３３０５．－题组教师等共同参与的方式组题。
３ 教学效果评价
笔者根据设计的教学模块对我校２卓越０１０级“测绘工程专业试点班学生进工程师教育培养计划”
行了试点教学，其中前２个班采用传统教学法，后２个班采用模块式教学法，采用相同的考核方式（笔试＋实践操作）评定成绩，考核结果见图１。
图１ ２种教学方法教学效果对比
从图１可知，模块法教学与传统方式教学相比并且通过对学生课堂提问及提高了学生考核成绩，
仪器操作能力的分析可以发现：模块法教学在知识方面使学生掌握和巩固了基础知识；在能力方面锻分析问题、解决问题的能力，提炼了学生发现问题、 （上接第６０页）
矿区地测空间数据库（在钻孔煤质数据库的基础上，增加地质构造、生产测量等信息）将勘探及开采过程中的地质、测量、煤质化验等数据统一管理，实现矿区地测数据全生命周期的集中管理。一方面，通直接查询对应钻孔层位及过地质图中钻孔的关联，
煤质的相关信息；另一方面在系统中利用这些综合不仅能实时生成数据变化后的钻孔柱状图和信息，
相应报表，还能生成任意位置的剖面图、煤质分析图等，更好地指导生产。另外，该系统的建立也为将来实现神华矿区综合地质研究、环境治理和销售过程中的煤质管理提供有力支撑。
［责任编辑：张德福］
参考文献：
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］（）：制［Ｊ．测绘科学，２００８，３３１２０５２０７．－［］张继国，郝多虎，毛善君，等．煤炭储量管理系统中图２
］（）：表结合问题研究［Ｊ．煤炭技术，２００７，２７１１０２１０４．－［］杜玉峰，俞龙华，康国力．煤田钻孔柱状图软件的开发３
］（）：与应用［Ｊ．煤炭技术，２００４，２２８１０７１０９．－［］孙淑贤，李光明，韩金芳．钻孔柱状图自动生成程序的４
］：研究与开发［Ｊ．中国非金属矿工业导刊，２００７（３）７７７８．－［责任编辑：张德福］
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