涉及煤矿的安全信息是一种活跃的、动态变化的、与空间位置密切相关的信息。关于煤矿安全的研究工作近年来受到各级主管部门的重视。对煤矿灾难的预测和防治研究已经成为一项系统工程。煤矿的安全所涉及的数据的信息量是十分巨大的,煤矿安全信息的科学、高效、实时的管理也备受重视。国内有关煤矿安全的研究和管理部门在此领域进行了不同程度的研究与系统开发工作,取得了一定的成果。清华同方公司在此方面也进行了一定的研究和探索。我们在此与关心这方面应用的朋友共同探讨、研究。

近年来煤矿的大型灾难接连不断，瓦斯爆炸、冒顶、透水等事故频发。这些事故所造成的影响是极其严重的，遇难的矿工可以说是家破人亡，媒体的形容非常恰当——我们烧的是“带血的煤”。

造成近期矿难频发的原因是多方面的。首先我们国家的采矿技术、装备、设施等硬件条件本身落后，近年来煤炭价格的一路狂飙导致过量开采、私采乱挖泛滥也是不可忽视的原因。国家缺少关于煤矿安全生产监督管理的有效手段和方法也是不容忽视的一个原因。

信息化是解决许多行业目前面临的由传统行业向现代行业转变的必经之路。煤炭行业尤其是传统行业。国外的许多矿井已经实现了无人开采，依靠的就是有效的通讯手段、自动化采矿技术、信息化技术等手段。我国在可以预见的期间内还不可能达到这种水平。但是加强信息化投资、减少安全隐患、及时预测有效预防灾难还是可以进行的。由于煤炭部的取消，煤炭生产的企业化导致的行业管理问题也是困扰煤炭生产的一个问题所在。煤矿安全生产的信息化工作的组织、协调没有了政策的支持。近年来，“数字矿山”的概念也被提的较多，但是真正做到在安全生产上并且起到效果的不是太多。多半停留在对地测数据的资料管理上，并且规模较小。如何利用国外成型的技术开发出适用于本地的煤矿信息系统成为当务之急。

关于煤矿的安全离不开所谓的“一通三防”，即通风测量、通风设施、防火、防尘、防瓦斯。关于这方面的研究也很多，我们将“一通三防”的数据传感器（瓦斯、粉尘、湿度、温度、风力等内容的测定装置）、数据链、数据池、显示平台等统称为矿井监测系统。我们搞信息化工作的同事并不需要关心“一通三防”很多的内容，只是考虑系统当中对这些方面得到的监测数据的接口如何设置，显示效果如何表达。

这些方面得到的监测数据可以利用GIS形象的表达展现于空间信息中，并和视频监控、自动报警等系统结合起来，形成完整的煤炭生产自动安全监督管理系统。

二、系统结构与功能设计

整个系统的设计应该基于共享的空间数据库基础之上，这个空间数据库不仅能够应用于安全生产部门还可以应用于煤炭单位的其他业务部门，如计划、地质、测量、采矿、供水供电等各个相关的部门。因为许多空间信息和属性信息都是可以共享的，数据的维护和更新也可以同步进行。空间数据库应支持多用户并发访问和版本处理等。

系统的应用层面的设计被设计成B/S与C/S结合的方式，这些应用都是依靠空间数据库基础的。C/S的应用功能集中于空间数据库的管理维护、专业专题图件的制作生成、打印输出等。B/S的应用功能集中于数据库的检索、查询、地图的显示、安全专业数据的显示表现等。C/S的应用客户端可以根据需要设定数目，B/S的应用客户可以按照权限进行安全级别设定，但在技术上客户数目是没有限定的。

系统的结构可以参照下图设计。

关于B/S结构的应用结构我们借用下面一幅图进行解释。

（摘自　《测　绘　通　报》2004年第2期《煤矿安全地理信息系统的设计与实现》）系统要实现的具体目标如下：

1. 实现矿业集团公司各级领导、矿井安全监督人员、各级安全生产监管部门领导通过浏览器对有管理权限的煤矿的通风系统和安全监测系统（瓦斯、粉尘、湿度数据的监测系统）的运行情况等进行实时的查看与监督管理；实现对煤矿通风环境以及其他涉及安全的重大隐患的网上实时报警，例如某个矿井的某掘进面的瓦斯超限、风速超限、风量不足、温度超限或某大巷的主扇风机运行故障等；并且可以结合历史监测数据和相应的图表做出准确的分析判断，并给出相应的反馈信息和决策建议。

2. 各矿井安全监督员利用浏览器实现远程空间数据库中的各矿井的煤矿通风系统和安全监测系统的设备安置点的调整，各矿井测量人员利用浏览器实现远程空间数据库中的各矿井的巷道数据的更新和延展。即真正实现安全生产空间数据的即时更新。

3． 在预防为主的原则指导下，为紧急事件的指挥和救援措施的实施提供相应的空间信息参考基础。

4． 统一的空间数据库为其他业务部门的业务应用提供共同的空间信息和属性信息基础。

三、系统实现与应用

系统的GIS平台可以选择ArcGIS系列产品中的ArcIMS、ArcSDE、ArcEditor三种产品。数据库可以选择SQL SERVER或ORACLE、DB2等其他通用型关系型数据库。

系统首先要搭建空间数据库，ESRI公司提供的地质数据模型中包含有煤矿所需要的钻孔数据、地质数据、测量数据等数据类型。可以针对不同情况进行相应修改，设计出完全适应于本地的数据模型。根据这一模型进行相应的数据采集和整理入库。另外，SDE提供的API使权限客户可以利用IE对SDE数据库中的点线面数据进行更改和添加。这使得空间数据库的及时更新成为可能。

BS结构的应用具有不限制客户端数量的特点和优势。煤矿安全信息系统的应用客户层面较广但操作权限不同，根据系统功能要求，使用BS结构的应用已经能够完全满足该系统的建设要求。系统的应用可以采用IMS进行搭建，清华同方在这方面已经进行了尝试，并取得了成功。限于项目经费的投入，系统在SDE的应用方面还需进行加强研究。

以下为实时监测系统的界面。

下图为应用GIS和视频墙系统的煤炭安全监控中心。