矿井救灾救援系统方案设计（初步）
安全隐患多，事故频发，一直是伴随我国煤炭行业发展的一个挥之不去的阴影。据不完全统计，我国目前大约有2万多个大中小型煤矿企业，原煤产量二十亿吨/年，居世界第一。但煤矿企业管理手段不高，安全隐患多，整体素质偏低，技术投入欠帐过多，同时煤炭行业安全生产监管工具缺失，使行政监管工作得不到有效的落实。2005年，中央为加强安全生产的监管，将原国家安全生产管理局提升为国家安全生产管理总局。2005年，煤矿安全责任事故不断，特别是大型事故频发震动了全国，让全社会很难面对这“带血的煤炭”。2005年全国在处理责任事故追究事故责任中，问责了多名付省级主管领导及地市级主管干部，县级有关监管责任人和煤矿责任人受到了行政和法律的制裁。2005年煤炭行业在高压监管事故频发的形势下，盘跚前行，付出了巨大的不应有损失，造成了巨大的不良社会影响，也影响了煤炭行业的顺利和健康发展。
加大安全投入，落实监管，是煤炭行业健康发展的唯一方法。国家安全生产总局李毅中局长在年末新闻发布会上，历数我国煤矿企业存在的各种问题后指出，要加大煤炭企业的安全技术投入，真正落实监管服务，减少事故，促进煤炭行业的健康发展，这是全国人民对煤炭行业的基本要求。
我们经过两年多的调研和技术论证，针对煤炭行业加强监管的需要和煤矿企业加强安全生产技术管理的需要，采用计算机技术、现代互联网技术、传感器技术和模拟技术等高科技技术，以整合，创新
手段开发“煤矿企业安全生产计算机管理预警、救灾、救援系统”这一高科技产品。
一、矿井三维立体图自动生成（真实三维地层建模）
矿业企业涉及复杂的地质工程和岩土开挖问题，矿业企业在选址、规划、施工、设计、采矿、沉陷监测、生态重建等过程中，需要进行大量的地质调查、工程勘察、围岩结构及稳定性分析等与统计分析及图表制作有关的工作。利用计算机进行三维地学信息的采集、存储、管理、分析并实现真三维地学模拟和应用一直是地质、采矿工作者的梦想。
三维地质模型系统旨在利用矿山地面和地下的各种地形、地质、采矿、工程设计数据同时综合各种地球物理勘探等地学数据建立起一种矿山集成地学空间数据库，进而基于此空间数据库采用先进的真三维实体构模技术构建真实感的三维虚拟地层环境，并在此可视化的3D环境中实现地层剖切、量算、开挖设计、沉陷预计、生产管理、通风监测、指挥调度、生态重建及各种地学统计和查询分析等应用。 传统的地质模拟及表达多采用平面图和剖面图的形式（如煤矿企业采用的“三书八图”），其实质是将3D地质环境中的地层、矿体以及地质现象投影到某2D平面（XY平面、XZ平面或YZ平面）上以二维的形式加以表达；近年来，有些CAD软件开始采用透视制图方法，将3D地质环境中的地层、矿体以及地质现象投影到两个以上的平面上进行组合表达，以增强3D视觉效果和便于3D理解和想象。但以上两种方式均存在着信息损失与失真、制图过程繁杂、图件难以快速更
新等问题，难以满足现代化高效大中型矿山企业的生产需求。
地质信息具有海量性（多源、多态、多类）和复杂性（地质构造运动、多种接触形式、成矿作用不同等）等特点，三维地学软件的技术含量高、开发难度大、开发周期长，国际上三维地学软件的价格均比较昂贵，一般每套在5～15万美元之间。这种价格，国内企业一般很难承受，因而，国外的三维地学软件迄今很少进入中国市场。近年来，随着我国经济快速发展，我国的采矿、地质、岩土、水利等工程事业对三维地学软件提出了强烈的市场需求。
该系统以SQL Server为数据库支撑，利用VC＋＋和OpenGL从底层开发了具有完全知识产权的真三维地质模型系统。该系统以AutoDesk的地理信息系统软件—Map3D 2008为技术支撑，秉承了Map3D软件系统在数据共享、数据集成、自动成图以及功能开放等方面的多项技术优势，借助高效的空间数据库引擎和先进的三维实体建模技术实现了矿山地质体和地质环境的3D表达和再现，基于3D地学数据和地学模型不仅实现了高效的机助制图和机助设计更实现了3D生产管理和决策分析。该系统的数据驱动原理为：以真实的钻孔数据和井巷地测数据为空间基本控制，以DTM、煤层顶底板等高线数据为层面建模辅助，以三维地震、地球物理、地球化学数据以及其它地学数据为模型细化支持。系统提供了基于体元模型和多层DEM模型的可选建模方式，提供了简单、直观、方便、易学的断面构模与交互编辑功能，可以方便地处理正逆断层、褶曲、分叉、尖灭、相变、地层缺失等复杂地质现象，可以方便灵活地制作煤岩对比图、
钻孔柱状图、三维模型图、2D剖面图、组合剖面图和各类专题图，同时提供了无极缩放、旋转、平移、鸟瞰、路径漫游等多项基本的可视操纵功能。 2.2系统特点
1.强大的实体创建和实体组合功能：系统不仅提供有内容丰富的实体库，更具有增加库实体和利用已有库实体组合生成更加复杂实体的功能；
2.精细的曲面构模能力：提供三角面片、四边形面片以及NURBS建模支持，近真实地再现三维地形、地质层面结构；
3.强大的图形操作和实体场景编辑和显示功能：具有2D/3D图形实体的放
大、缩小、自由缩放、点选、窗选、圆选等选择功能，具有实体移动、分解、组合、节点增删以及线型、填充、材质、渲染、场景设置等编辑功能；具有编辑“鸟瞰”路线设置和飞行显示以及“步行”设置和步行显示能力。
4.强大的2D/3D互转功能：在高精度的3D模型支持下，实现了2D/3D图形的灵活互转，空间观察和空间分析更加容易；
5.专业的井上、下地学对象的三维显示：近真实感地再现煤层、巷道、钻孔以及与地面物体之间的三维空间关系，真实地反映地质体的空间层位关系，最大限度地实现了矿山多源数据的可视化集成；
6.强大的Web三维查询能力：与地测绘图系统紧密结合真正实现基于Web的地学信息共享和互操作，能够对复杂的地质条件进行理解和判别，为用户提供远程直观的辅助决策分析应用；
7.强大的地学现象组合、叠加和分析能力：真正实现了基于三维模型的空间实体参数、断层、轴或脊线和边界的添加、删除、定义和编辑功能。
8.强大的应用功能：可任意方向切割地层剖面及过剖面上的巷道，可自动化地生成“三书八图”，可高精度地进行体积计算和储量计算以及“填挖平衡”分析和计算。
9.真三维地反映矿井的地层、构造、井巷工程和生产运行的现状：
真三维地实现人员和设备井下定位和通风调度和生产指挥，能生成三维的通风系统图和通风立体图。