Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 39, 7/2012, (Chuyên đề Trắc địa mỏ), tr.65-70 NG DNG CễNG NGH GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CẤU TẠO ĐỊA CHẤT VỈA THAN KIỀU KIM TRÚC, Tập đồn Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam Tóm tắt: Cơng nghệ GIS (Geographical Information System) ứng dụng rộng rãi, nhiên ngành mỏ nước ta hạn chế Cho nên việc phát triển GIS việc làm cần thiết để nâng cao hiệu chất lượng công tác thông tin đồ địa chất mỏ Bài bào trình bầy số ứng dụng từ phần mềm GIS MapInfo, từ việc xây dưng sở liệu, thành lập đồ cấu tạo địa chất, trao đổi file đồ họa trình bầy ấn lốt Trong xây dựng sở liệu ưu điểm công ngệ GIS Nhiệm vụ thông tin địa chất mỏ Công tác trắc địa - địa chất mỏ có nội dung đo đạc đồ họa, trình bầy dự báo tính chất khơng gian đối tượng để phục vụ sản xuất khai khống Thể xác cấu trúc khơng gian đặc tính vỉa than sở đắn cho ứng dụng quan trọng khác thiết kế mỏ, tính tốn trữ lượng, trình bầy ấn lốt đồ, mặt cắt, hình ảnh Nhưng việc chiếm nhiều thời gian công sức kỹ sư mỏ phải thực phương pháp thủ cơng Tình hình nghiên cứu giới: GIS (Geographical Information System - Hệ thống thông tin địa lý) công nghệ thành lập đồ phân tích khơng gian Mỹ với trợ giúp máy tính điện tử, đến phát triển toàn giới lĩnh vực chủ chốt khai khống, mơi trường, khoa học kĩ thuật, kinh tế, xã hội, quân GIS có chức đặc trưng quan trọng điểm so với công nghệ khác xây dựng đồ xây dựng sở liệu (CSDL), liên kết liệu không gian (graphic) phi không gian (thuộc tính atributes) vào hệ thống, thành lập đồ chuyên đề chồng xếp không gian Phần mềm GIS MapInfo Mỹ phổ biến nay, tính thương mại cao, có khả làm việc với CSDL lớn, quy mơ tồn cầu Tuy nhiên khả dễ sử dụng in ấn đẹp, nên thường dùng cho liệu quy mô nhỏ đồ địa chất vỉa than… với ưu điểm chuyển đổi định dạng liệu hiển thị, ấn lốt đồ họa Tình hình nghiên cứu Việt Nam: Từ năm 1980, nước ta bắt đầu ứng dụng công nghệ GIS lĩnh vực khác Đi đầu ngành trắc địa đồ, quân dự án liên doanh hay có tài trợ nước ngồi Đến ngành kinh tế quốc dân, xã hội, môi trường ứng dụng cơng nghệ GIS Đó đồ dân số, qui hoạch lâm nghiệp, ô nhiễm mơi trường, phân bố khống sản Trong ngành Than ứng dụng hiệu từ năm 1995, việc xây dựng đồ quản lý ranh giới mỏ tính tốn trữ lượng Tuy nhiên có hạn chế, với ngun nhân chưa tận dụng tính ưu việt GIS Cho nên việc phát triển rộng rãi ứng dụng GIS việc làm cần thiết để nâng cao hiệu chất lượng công tác, đặc biệt thông tin đồ địa chất mỏ Dưới số ứng dụng thông dụng phần mềm GIS MapInfo, từ bước đơn giản ban đầu xây dựng CSDL, tạo lập đường đồng mức, hiển thị đồ hình ảnh 3D, bao gồm phương pháp xử lý kết thực ví dụ khu vực khống sàng Hà Tu, nơi có vỉa than 16 với cấu trúc lòng chảo đặc trưng cho khoáng sàng than Việt Nam Xây dựng sở liệu GIS Trong công tác mỏ - địa chất, sở liệu toàn diện với nghĩa rộng thường đươc hiểu sơ sở liệu địa chất quan hệ (Relational geological database), xây 65 dựng theo cấu trúc định sẵn phần mềm tích hợp địa chất – khai thác mỏ (như Vulcan, Techbase, Surpac ), phần mềm sở liệu Microsoft MsAccess Trong đó, thơng số thường kết khoan thăm dò, hành trình lỗ khoan, chất lượng mẫu Chúng xếp vào bảng khác bảng tọa độ lỗ khoan, bảng độ cong lỗ khoan, bảng cấu tạo địa chất, bảng tính chất lý đá Trong phần mềm GIS, sở liệu có cấu trúc đơn giản hơn, xây dựng trích từ CSDL Ms Access trên, đơn giản từ Ms Excel, từ phần mềm GIS chuyên dụng Đối với phần mềm đồ họa hiên khả xây dựng xử lý CSDL điểm ưu phần mềm GIS mà nhiều phần mềm đồ họa khác khơng có (ví dụ phần mềm AutoCAD/CAM) Với vỉa than, yếu tố cần thể thơng tin vị trí lỗ khoan, tọa độ, độ cao miệng lỗ khoan, vách trụ vỉa than, chiều dầy, góc dốc vỉa than Tiếp đến đường đồng mức độ cao vách trụ vỉa than, đường đồng đẳng giá trị chiều dầy, góc dốc, độ tro vỉa than… Cấu trúc sở liệu vỉa than dạng bảng phần mềm Ms Excel trình bầy hình CSDL dạng bảng cấu tạo từ hàng cột Hàng (row) thể liệu cơng trình khoan số thứ tự, tên lỗ khoan Cột (colum) thể giá trị liệu theo thông số lỗ khoan tọa độ X, tọa độ Y, tọa độ Z, độ cao vách vỉa than, độ cao trụ vỉa than, chiều dầy vỉa than, độ tro vỉa than Hình Bảng đặc tính vỉa than bảng MsExcel (V16 mỏ Hà Tu) (a) Xây dựng cấu trúc trường liệu (b) Xây dựng thành phần đồ họa liệu Hình Xây dựng CSDL phần mềm GIS MapInfo 66 Để có CSDL phần mềm GIS MapInfo, tiến hành xây dựng liệu dạng bảng Excel hình 1, sau sử dụng lệnh Open file Excel lưu giữ sang định dạng MapInfo Tiếp theo MapInfo sử dụng lệnh Table/Maintainance Table để khai báo cấu trúc CSDL, đặt tên định dạng trường field (tương ứng cột) Ví dụ Trường “Tên lỗ khoan” đặt tên “TenLK”, chọn dạng Text, chọn độ dài ký tự Trường tọa độ X đặt tên X, có dạng số thập phân (decimal) Tương tự vậy, trường tọa độ Y, Z, độ cao vách trụ vỉa than, độ tro, chiều dày vỉa than khai báo định dạng theo đặc tính cụ thể (Xem hình 2.a) Với CSDL trên, cần phải tạo file đồ họa tương ứng Sử dụng lệnh Table/Create points để tạo thành phần đồ họa CSDL Chọn tọa độ XYZ tương ứng hình 2.b Sau lệnh này, đồ với CSDL lập thể lỗ khoan đặc tính vỉa than cách nhanh chóng xác Sau Lưu tất thay đổi vào file tương ứng định dạng MapInfo có bảng CSDL GIS MapInfo hình [2] thành phần đồ họa - đồ hình vẽ mục [1, 2] Hình Bảng CSDL vỉa than phần mềm GIS MapInfo (V16 mỏ Hà Tu) máy tính thơng qua giao diện với Xây dựng đồ cấu trúc vỉa than hình Nhưng với chức mơ hình hóa Một cách truyền thống đồ cấu trúc máy tính điện tử, cơng việc thực đường đẳng trị vỉa than vẽ dễ dàng nhanh chóng nhiều phương pháp thủ công, trực tiếp giấy (a) Xây dựng lưới nội suy trường liệu (b) Xây dựng đường đẳng trị đồ họa liệu Hình Xây dựng lưới nội suy đường đẳng trị contouring 67 Từ CSDL thành lập trên, với lệnh thành lập lưới nội suy Griding từ phần mềm chun dụng mơ hình hóa xây dựng mạng lưới điểm giá trị nội suy Trên sở thực việc xây dựng đường đẳng trị contouring tương ứng cách sau: - Griding (hình 4a): Thực bước lệnh Grid/Data – chọn file CSDL, chọn trường tọa độ xyz, chọn trường liệu để mơ hình hóa, chọn kích thước lưới (Grid Line Geometry), chọn phương pháp nội suy (Griding Method) sau lưu giữ file kết vào định dạng tương ứng (*.grd) - Contouring (hình 5b): Chọn Map/ Contour/ chọn file tương ứng, chọn cách thể đường đẳng trị tên giá trị, định dạng chữ viết ta có kết hình 6, - Exporting/Import Graphic: Bước phải chuyển đổi đường đồng mức phần mềm thông qua định dạng trung chuyển cách Export file/ Xuất liệu đồ họa sang file Interchanged, chọn phương pháp chuyển đổi tọa độ lưu giữ đặc tính (hình 5a) sau nhấn lệnh Import file để nhập liệu đồ họa (a) Xuất file đồ họa qua định dạng DXF (b) Nhập file đồ họa qua định dạng DXF Hình Chuyển đổi thành phần đồ họa đường đẳng trị Trên sở này, đường đồng đẳng giá trị tự động xây dựng nên lưu giữ định dạng đồ họa GIS MapInfo Trình bày hiển thị kết đồ họa Trên sở bước thực đây, CSDL đồ GIS MapInfo xây dựng lưu giữ cách nhanh chóng xác Dữ liệu vỉa than GIS MapInfo bao gồm thành phần CSDL bảng thuộc tính vỉa than thành phần đồ họa vỉa than, đường đồng đẳng giá trị độ cao vách, độ cao trụ, độ tro, chiều dày Ví dụ đồ đồng đẳng trụ vỉa than trình bày hình 6, đồ đồng đẳng độ tro vỉa than trình bày hình Với CSDL có, đồ nhanh chóng gọi để thể giá trị Tên lỗ khoan, độ cao vách trụ, giá trị đường đồng đẳng độ tro, chiều dầy vỉa than thông qua nút lệnh Label 68 Data Đồng thời thông qua chức Layer Control để chồng xếp lớp thông tin khác Khi cần thể hình ảnh khơng gian chiều (3D) đối tượng, sử dụng chức tạo lập đồ chuyên đề lưới nội suy qua nút lệnh Map/ Create Thematic Map/ Grid Create 3D Map để có kết hình Bản đồ đồng đẳng độ cao vách trụ vỉa than, chiều dày độ tro vỉa than sở quan trọng cho việc tính tốn trữ lượng mỏ thiết kế khai thác mỏ Kết hợp với chức mơ hình hóa, sở cần thiết cho việc thực cách tự động liên hồn máy tính điện tử cơng việc tính tốn trữ lượng, thiết kế mỏ, tối ưu mỏ nhiều ứng dụng liên quan khác Hình Bản đồ đẳng trụ vỉa than (V16, mỏ Hà Tu) [1] d LK8 5.71 C68 13 14 17 16 15 12 C264 4.32 11.71 12 C301 15 14 13 12 11 10 98 17 16 C240 19 18 22.99 12 7 10.18 6.68 14.84 11 10.94 m C17 C82 A1 C18b 6.62 5.55 14.72 20.07 C303 g 7 15 C221A C243 11 15 LK11 19 C305 A6 13 18 14 21.48 17 15 9.81 C249 17 C236 C265LK20 C218BC218 C273 11.01 C272 10.06 19 18 12 13 18 17 16 ,7.66 C254 5.71 C223 .6.1 19.33 20 20 14 11 10 21 C247 C70 25.12 C225 15 14 16 C74 13 6.53 10 12 14 13 11 15 C246 C81 C237 h ,7.25 12 14 7.12 13 12.15 C222 14.23 14 12 LK15 16.65 16 16 A5 4.43 10.83 C267 19.25 C263 C242 C77 12.96 8.02 14.68 10 10 10 11 12 C283 C266 A2 C221 11 C76 C230 m C286 C248 14 16 7.27 16 C113b d C84B 13 C72b h 5.45 19 C282 6.07 đồ đồng đẳng độ tro tbc vỉa 16 mỏ hà tu vẽ số : 21c Hỡnh Bn đồ đẳng độ tro vỉa than (V16, mỏ Hà Tu) [1] 69 Hình Mơ hình 3D địa hình khu khai thác vỉa than [1] Kết luận kiến nghị Công nghệ GIS với phần mềm MapInfo phổ biến giới, tiện lợi, dễ sử dụng, in ấn đẹp Các file liệu có định dạng chuẩn, kích thước bé, dễ chuyển đổi, dễ truy cập Việc thành lập nên đồ cấu trúc vỉa than cách tự động thể xác cấu trúc khơng gian đặc tính vỉa than sở đắn cho ứng dụng quan trọng khác thiết kế mỏ, tính tốn trữ lượng, trình bày ấn lốt đồ, mặt cắt hình ảnh Hiệu nhờ ứng dụng GIS MapInfo nâng cao suất lao động chất lượng sản phẩm, tạo thuận lợi cho người dùng theo dõi điều hành sản xuất, góp phần đại hóa hội nhập với khoa học công nghệ giới Đây ứng dụng hiệu sử dụng công nghệ đồ số CSDL với ví dụ cho trường hợp vỉa than 16 mỏ Hà Tu, cần phát triển nhân rộng cho vỉa than vỉa quặng khoáng sản khác ngành khai khoáng TÀI LIỆU THAM KHẢO Đồn Văn Kiển (chủ nhiệm), Nguyễn Chí Quang, Kiều Kim Trúc nnk Xây dựng Cơ sở liệu địa chất khoáng sàng than Tổng Cty TVN Công ty PT Tin học, Công nghệ Môi trường TVN Hà Nội 2001 Nguyễn Chí Quang, Kiều Kim Trúc, Nguyễn Đức Thoại, Nguyễn Trọng Khiêm nnk Hệ thống quản trị sở liệu đồ Quy hoạch giao ranh giới quản lý, bảo vệ, khai thác than TVN Trung tâm ứng dụng tin học, công nghệ cao môi trường, TVN Hà Nội 1996 David J Maguire, M F Goodchild, D W Rhind Geographical Information Systems Longmam Scientific & Technical New York 1994 Ed McElroy MapInfo User’s Guide MapInfo Corporation Troy, New York.1994-2006 SUMMARY Application of GIS for creating geological structural map of coal seam Kieu Kim Truc, Vietnam National Coal and Mineral Industries Group (VINACOMIN) GIS has been applied widely untill now, but there is some restriction of its application in Vietnam mining indudstry This is why to develope GIS here is of great need for enhancing the creating map of geological information The paper introduces main application of GIS MapInfo for creating geological structural map of coal seam, from simple steps, like creating database, gridding data, contouring grid, exchanging graphic files and displaying map and image In addition, creating databse is an advantage of the GIS technology in mapping 70 ... thuộc tính vỉa than thành phần đồ họa vỉa than, đường đồng đẳng giá trị độ cao vách, độ cao trụ, độ tro, chiều dày Ví dụ đồ đồng đẳng trụ vỉa than trình bày hình 6, đồ đồng đẳng độ tro vỉa than trình... vách trụ vỉa than, chiều dầy, góc dốc vỉa than Tiếp đến đường đồng mức độ cao vách trụ vỉa than, đường đồng đẳng giá trị chiều dầy, góc dốc, độ tro vỉa than Cấu trúc sở liệu vỉa than dạng bảng phần... than, độ cao trụ vỉa than, chiều dầy vỉa than, độ tro vỉa than Hình Bảng đặc tính vỉa than bảng MsExcel (V16 mỏ Hà Tu) (a) Xây dựng cấu trúc trường liệu (b) Xây dựng thành phần đồ họa liệu Hình