数字化矿山建模方法的研究与采矿过程数值模拟.docx

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1、数字化矿山建模方法的研究与采矿过程数值模拟多年来,我国在矿山自动化领域投入了几千亿资金,生产效率大幅提高,虽然给矿山企业带来了商机,但也正承受着巨大的成本压力,迫使采矿作业不得不走向数字化和智能化的道路,随着计算机图形技术的迅猛发展和日趋成熟,越来越多的企业为了提高资源开采率、降低企业吨煤成本,依托自动化平台基础建设规划数字化矿山。本文从数字化矿山的三维建模体系角度出发,结合矿山的集成数据特点及数字化矿山建设要求,搭建数字化矿山三维建模和信息集成体系,提出数字化矿山的发展方向,围绕数字化矿山三维建

2、模方法展开研究和设计,采用Voronoi图算法完成了井下三维离散体建模软件的开发,并通过差值运算等方法判断出断层或褶皱地质结构的范围,矿山地质工作者在系统给出的范围内进行补充勘探后,通过中间差值的方法得到断层的边界和真实煤层的走向。在论文后期为了研究煤层开采过程中煤岩体系的运移规律,通过地质结构的样本参数和地质构造力的测定数据,计算出参与运算构造力数据,利用FLAC3D工具提供的开挖模型、塑性区破坏等分析模型来模拟推进距离与顶板下沉量、受力大小和顶板破坏结构的关系,间接验证了开采过程地质位移的关键

3、因素及理论结果,将测算的结果数据赋值给三维离散体动态模型,用于模拟同一开采水平面生产工作面在开采过程中顶板下沉量和煤层承受应压力的变化关系。系统可集成井下顶板压力监测数据,通过必要的集成数据对开采环境的变化提供前瞻性的分析,为采矿设计(矿井采矿设计)、三维地学断面重建和虚拟探矿工程提供了一定的理论与技术支撑手段。一般来说对井下开采环境的认知来源于勘探数据,而勘探数据不能准确辨识出煤层的尖灭和断层位置,这也是数字化矿山三维建模体系中的难点和关键技术,论文期间提出了一种三维地质离散体模型的创新建模方法

4、,充分利用已探明的矿山数据,通过虚拟现实技术构建有效的动态地质模型,便于利用采矿过程数学模型的分析结果,采用“构建-模拟-修正”体模型独立单元的方法,动态模拟采矿过程地质体的运移规律。