智慧矿山三维基础平台

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1、智慧矿山三维基础平台1智慧矿山的定义1.1．几何表达--是现实矿山的数字镜像矿层、采掘工程和生产系统的空间位置和形态表示是智慧矿山的基础内容。三维模型是其数据载体，是智慧矿山的基础。1.2．安全监控--能够与现实矿山互动能实时反映生产、安全数据，并能进行自动化控制。智慧矿山是动态和积极的应用系统。1.3应用和分析--能提高矿山安全、生产和管理能力服务生产，是矿山专业和管理部门的日常工具。系统分析、预测工具，指导生产和生产成本的管理工具。2智慧矿山的关键问题体系问题基于对象的，以模型为核心的GIS系统。1.现实世界与虚拟世界有一一对应的关系，为真实的

2、构建虚拟矿山提供了基础平台。2.模型是对象的容器，是对象间关系的记录和处理者，是虚拟矿山的整体表示。1.三维模型建造和表示（包括二维制图）①．地质体；②．井巷工程；③．地物和设备等。2.系统连接----反映矿井生产现状和互动（开采、掘进、供电、运输、人员、风流和瓦斯、水文、地压、温度、设备的位置和工作状态）①．与生产监控系统的一体化；②．与工业自动化设备控制系统的连接；③．各种路径的逻辑拓扑关系（风，水、电、人员轨迹）。3.数据挖掘--服务生产和安全①．专业分析解算--地质构造、地压、动态风网；②．矿井物流、生产成本分析与控制。3智慧矿山的关键技术

3、及其解决途径特别关键的几点①．三维模型的动态建立和可编辑技术；②．基于三角域的改进的Bernstein-Bézier地质曲面拼合表示技术；③．地质实体模型（地质透明体）④．巷道高级处理技术；⑤．二维、三维一体化技术；⑥．图形模板技术；⑦．与监、控系统连接；⑧．数据管理、模型在体积计算、人员轨迹、通风解算、岩石力学、瓦斯及防治水、生产成本等中的分析和应用。3.1模型技术概述VRMine特有的地质曲面表达和断层处理技术，使多层地质体建模可编辑、可控制。地层地形地物基于巷道和工作面对象技术，可精确地表达井巷工程模型和生产开采模型。巷道基于组合对象技术，可

4、表达地形地物和矿井生产的任意物体。掘进、采煤机三维模型的动态建立和可编辑技术①．基于对象的表达和处理（用户级）；②．充分理解矿井和组成矿井的各个对象的物理逻辑、设计灵活实用的体系和数据结构；③．组合对象技术（复杂是简单的叠加）；④．二维、三维一体化技术（二维编辑一样可以用于三维）；⑤．寻找或创新实用的数学表达技术。基于三角域的改进的B-B曲面拼合表示技术①．复杂的地质曲面是简单的基于三角域的改进的B-B曲面的拼合；②．断层处理技术（核心：有限制边的Delaunay三角形，难点：逆断层处理----交换或分裂算法）；③．曲面化问题----速度；④．考虑

5、地层的产状（倾向和倾角）。巷道高级处理技术现有技术：①．几何表示：截面（三角形/四边形；点数固定/动态；形态固定/动态）；②．拓扑关系：点—线；技术类型①．截面（四边形；点数动态；形态动态）同类截面点数固定；形态固定；但类型可任意改变；②．点—线的拓扑关系+接头技术。3.5二维、三维一体化技术对象和模型，图形和光照显示要分立；体系结构上要支持。优点：1.内部数据和外部表现的高度统一和协调2.数据的维护、修改和应用是基于同一个数据模型，保持了数据的唯一和实时高效。模型二维=剖切+符号化三维=线、面的分解+光照3.6图形模板技术对象和模型，图形和光照显

6、示要分立；体系结构上要支持；①．对象化--动态生成、强类型、可命名、可检索、可组合；②．专有对象（图表、图框、自定义图形）；③．多种坐标形态（绝对、相对、局部，浮动）；④．对象的主从关系，图形、模型的嵌入和连接；⑤．任意比例尺技术；3.7生产监控关键技术：控件技术；通信、网络和数据库技术。OPC（自动化设备）。实现途径：①．通信或数据服务器；②．控件;③．OPC标准；④．业务逻辑+C#+WEB……；3.8专业应用基础数据管理人员定位；通风动态解算；体积计算—储量、水量。通风分析系统通风图表形功能。通风网络解算功能通风设计功能生产设计系统巷道断面图，

7、平巷交叉点（单轨单侧，双轨单侧，双轨单侧弯道，单轨对称，双轨单侧分岔和弯道交岔点等），硐室（采区绞车房、采区变电所、吸入式矿井泵房、压入式矿井泵房、非隔开式井下调度室和充电整流室等）。5.5应急救援结合三维电子地图模拟事故现场的灾情影响范围，及时提供逃生路线和救援策略，辅助应急指挥。VRMine瓦斯预测预报根据瓦斯地质情况，在通风分析的基础上，结合监控和瓦斯巡检资料，构造瓦斯预测预报专家系统，预测瓦斯涌出量及瓦斯危险区。4.展望1）.智慧矿山刚刚开始，目前无成熟的经验和实例；2）.未解决且迫切的问题：地质实体模型，矿山瓦斯、水、地压等安全问题；3）

8、.监控和工业自动化……。应用领域：☆智慧矿山基础平台（模型建立，制图）；☆生产和调度管理（地测、通风、设计、安全监控、调度