2矿井灾害应急救援系统的结构与功能
　　
　　2.1系统总体结构
　　
　　根据系统需求分析和开发目标，矿井灾害应急救援系统主要包括：决策系统模块、矿井灾害模块、应急预案模块、灾害处理模块、法律法规模块和系统总控模块，其结构见图1。

　　1)决策系统模块。它具有维护和管理矿井基础信息所需的基本功能，主要由相关数据库和地物属性分布组成。基础信息包括矿井情况数据库、主要灾害信息数据库、安全设备数据库、井下主要设备信息数据库以及采掘工作面分布、井下消防设备分布和井下电话分布等。主要灾害信息数据库包括水灾、火灾和瓦斯等信息数据库。
　　
　　2)矿井灾害模块。它具有矿井灾害知识库的功能，囊括了矿井灾害从预测预报到控制处理的一般方法，主要包括矿井灾害预测方法、矿井灾害控制方法、矿井灾害处理方法。同时还提供了矿升灾害案例库这一功能，方便查找相关的矿井灾害案例，以期达到学习借鉴的目的。此模块所有内容均按照水灾、火灾、瓦斯3种矿井常见灾害类型进行分类编排，便于查找使用。
　　
　　3)应急预案模块。它是整个矿井灾害应急救援系统的核心，具有维护和管理整个矿井灾害应急救援的基本功能，主要包括矿井灾害应急预案、应急救援队伍、救灾设备数据库、救灾专家数据库以及国家级矿山救援基地分布等内容。在矿井灾害应急预案中可以查询到通用的应急救援预案，如国家局制定的矿山重特大生产安全事故应急预案，也可以查询到针对本矿井实际的自行制定的应急预案内容。
　　
　　4)灾害处理模块。为提高应急救援反应速度和协调水平，以知识库的形式向决策者提供灾害处理方法、救灾专家库和救灾设备库等内容，帮助决策者及时采取适当措施应对突发事件。此模块按照水灾、火灾和瓦斯3种灾害类型提供针对矿井特定灾害的应急处理措施和专家、设备的查询功能。
　　
　　5)法律法规模块。以电子文档的形式提供了矿山生产适用的各项法律法规和部门规章制度，能够按照目录、索引和关键字进行查询、打印，同时预留了扩展接口，用户可以随实际变化增减法律法规条文，有效地减少了检索规章制度文件的时间，为领导者决策提供依据。
　　
　　6)系统总控模块。此模块以数据库和知识库为基础构筑系统的运行环境，辅以友好的用户界面和人机对话过程，有效地实现了矿井采掘工程平面图的显示、查询、编辑功能，以及避灾路线的动态显示。
　　
　　矿井灾害应急救援系统能够为矿井突发性事故和灾害的应急管理提供一个完整的解决方案。该系统可以实现对矿井基本情况、主要灾害信息、危险源分布及救灾力量等信息的查询、图形编辑、属性更新，确定特定灾害的影响范围，大致预测灾害损失。在灾害应急响应与快速救援指挥中显示最佳避灾路线，调度与管理抗灾力量，对应急预案数据库进行决策支持和数据更新，从而方便生产单位在灾害发生时及时启动相应的应急预案，辅助领导全面掌握灾情并进行救灾指挥决策，将灾害损失降到最低限度。
　　
　　2.2数据库的组织与建立
　　
　　2.2.1建库流程
　　
　　数据的丰富性、正确性和实时性直接关系到矿井灾害救援的效果。本系统数据库是在资料收集和策划阶段即开始建立，在软件编制过程中不断丰富其内容。考虑到本系统建成之后结合矿山企业现有内部办公网络进行应用时数据共享的问题，以及数据库内表单较多数据丰富、未来数据库扩充的需要，为保证数据库系统的安全和提高数据的管理效率，本系统选用了功能强大的SQLSever2000作为后台数据库。先后建立了矿井情况数据库、主要灾害信息数据库、安全设备数据库、主要设备数据库、地图属性数据库以及救灾专家数据库和救灾设备数据库等。
　　
　　2.2.2数据的分层组织
　　
　　GIS数据库存在2类数据：属性数据和空间数据。属性数据表示空间物体与几何位置无关的属性。空间数据表示物体的位置、形状以及相互关系等方面的信息。数据采用分层的方式存放。
　　
　　2.2.3数据的查询与显示
　　
　　在矿井灾害应急救援系统中，用于查询和显示等功能的数据全部存放于数据库中。用户在查询地图中的某个地物信息时，GIS系统首先将此地物映射到地物所在图层的空间数据库中，并根据空间数据库中的有关字段检索与之相关联的属性数据库，获得此地物的属性信息并以图表的形式将查询结果显示出来。
　　
　　当灾害发生时，用户只需在地图上点击灾害发生区域，在弹出的菜单中选择相应的灾害处理情况，系统就会根据用户所选择的区域ID值自动判断和选择相应灾害的处理措施、救灾专家和救灾设备，并将结果显示出来。系统与数据库的关系图见图2。

 

　　3系统应用
　　
　　开发本系统的主要目的是依托GIS平台，将矿山生产工作范围内的电子地图、属性数据以及统计数据相结合，构成地理信息系统平台，通过此平台，实现生产工作范围内井下巷道、采掘工作面和各种机械设备数据及其他数据的全面整合，达到数据统一管理和资源共享。同时在此基础上提供灾害预测、控制和应对方案，提高管理工作的科学性、规范性，以及灾害处理工作的及时性、准确性。
　　
　　本系统建成后在河北东庞矿进行了实地应用，实现了根据需要绘制、编辑多条避灾路线；路线可以放在不同的图层中；可以沿事先设定好的避灾路线动态模拟人员避灾逃生路径。本系统在开始研制时就考虑到了后续功能的可扩展性，一次编程，实现多个功能。目前该系统应用于该矿的调度室、总工室、采掘工程、运输系统、供电系统、通风系统、提升系统等部门，系统运行良好，并进行了多次模拟救灾推演，效果理想。
　　
　　4结论
　　
　　通过对地理信息系统和矿井灾害救援技术的研究，建立了基于GIS技术的矿井灾害应急救援系统，实现了矿井灾害应急救援技术的可视化，为灾害预防和处理提供了有力的技术支持。主要研究成果有：
　　
　　1)根据相关法律、法规、技术标准和事故应急救援要求，建立了矿井灾害应急救援系统软件平台，并编制了矿井灾害应急预案。
　　
　　2)利用GIS强大的图形信息处理功能，实现矿井电子地图的可视化，并将图中地物的空间数据和属性数据完美结合，从而实现图元的查询和反查询，为矿井灾害应急救援提供决策依据。
　　
　　3)将GIS与井下重大危险源及应急救援数据库连接，实现了井下重大危险源分布在地图上的显示功能，并能动态模拟各区域相应灾害的避灾路线、影响范围及灾害处理措施，引导人员及时逃生，同时指导救援人员及时开展救援工作。
　　
　　4)建立了强大的灾害应急救援知识库，为领导和事故救援人员的决策提供依据。
　　
　　5)建立了一套相对完整的矿井灾害应急救援系统软件，软件界面友好、图文并茂，为矿井的安全生产、制定相关的灾害预防和控制措施提供科学的决策体系，为矿井的应急救援技术提供一条新思路。