3DGIS数字矿山基础信息平台在四台矿的应用

介绍了四台矿3DGIS数字矿山基础信息平台的架构、建设过程及建设中遇到的问题。该平台实现了对井巷系统、安全监测监控系统、通风系统、供电系统等的模拟,为煤矿企业的安全生产管理提供了辅助决策手段。     

我国煤矿数字化矿山发展现状及关键技术探讨

文章介绍了数字矿山的概念和发展目标,分析了目前我国煤矿数字矿山的发展现状,提出了以基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台为核心内容的数字矿山建设框架,简要介绍了实现数字矿山需要研究的信息规范和接口标准、设备智能化、高速传输网络、多源异构数据的集成共享、3DGIS平台、三维建模算法、基础数据专业化分析处理、业务应用系统开发等关键技术,对我国煤矿数字矿山的发展具有一定的指导意义。     

基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台及其应用

在分析阐述3DGIS技术的发展与现状及数字矿山基础信息的产生、内容、获取、层次划分、使用途径的基础上,提出了以基于3DGIS技术的数字矿山应用框架为核心内容的数字矿山基础信息平台的架构思想,简要介绍了基于3DGIS技术的数字矿山基础信息平台的产品构成和主要功能,并以应用开发案例说明了基于数字矿山基础信息平台进行专业应用二次开发的方法。     

基于3DGIS数字矿山基础信息平台的火灾烟流蔓延分析及避灾路线解算

结合矿井火灾烟流运动理论和火风压对通风网络的影响,提出了矿井火灾时期烟流传播过程的数值模拟数学模型及计算机算法,通过解算确定了合理的避灾路线;基于3DGIS数字矿山基础信息平台及其三维可视化技术,开发了烟流传播过程及避灾路线的算法计算机程序,模拟矿井火灾发生过程,三维展示烟流污染范围及人员避灾路线;经巷道物理微缩模型的实验证实,该算法可以应用到实际矿井火灾烟流蔓延分析;将其分析功能应用在某矿井下火灾应急预案的演练中,发挥了很好的作用,取得了良好的效果。     

基于数字孪生技术的三维智能化系统设计

为了提升三维智能化水平,设计基于数字孪生技术的三维智能化系统。通过现场层管理数字孪生体映射的物理实体与监测对象,为三维智能化系统提供需要的基础数据;感知层利用温度传感器与颜色传感器等,感知现场层管理的物理实体相关数据;数据存储层利用分布式文件与关系型数据库,存储感知的数据;功能层利用数据预处理模块缺失值处理存储的数据;层次化建模模块,依据缺失值处理后的数据,建立物理实体的几何模型与属性模型,融合几何模型与属性模型,得到孪生体模型;孪生体模型驱动单元,利用三维模型驱动方法,驱动孪生体模型,实现物理实体与孪生体的同步映射,得到孪生数据;仿真与预测模块依据孪生数据,可视化监测与分析物理实体的工作状态;通过应用层为用户实时呈现物理实体的动作仿真与实时监控结果。实验证明：该系统可有效感知物理实体的相关数据,建立孪生体模型;该系统可有效实现物理实体的可视化管理,提升三维智能化水平。     

基于3DGIS的矿井可视化研究

随着计算机在地质矿山的不断深入应用,当今地质、矿业界人士希望能够更直观、更精确地了解不同矿体和地质体分布的三维形态,这就使得3DGIS在矿山中有巨大的应用前景。文中提出基于3DGIS的矿井可视化系统构建方法,并详细说明了所采用的地层和巷道的三维建模方法。基于文中的建模方法开发了一个3DGIS系统的初步原型,并用实际钻孔数据和巷道数据验证了可行性,能够为采矿及各种地质现象描述提供有力的依据。     

通风安全动态分析系统研究

针对现有矿井通风管理软件存在图形显示单一、无法实现网络信息传输处理、操作复杂、数据输入繁琐等缺点,提出了一种矿井通风安全动态分析系统软件的设计方案,介绍了该系统的结构组成、功能架构和系统原理。该系统集远程实时监测监控、数据采集、安全预警和决策分析为一体,以煤矿通风瓦斯安全分析、监控系统联机分析以及日常报表、图纸、文档管理为基础资料,可预测大到全矿、小到具体巷道的通风瓦斯涌出分布及波动规律,提高了矿井安全预警能力和事故防范能力。     

基于3D GIS技术的三维虚拟矿井设计研究

为了真正实现全矿井"监测、控制、管理"的一体化,必须全面构建矿井采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统——三维虚拟矿井。文章提出了基于3D GIS技术、全面融合全矿井自动化系统构建三维虚拟矿井的设计方案,简要介绍了3D GIS关键技术,较为详细地介绍了三维虚拟矿井系统的软件体系结构、系统功能和数据库的设计。该系统直观地反映了矿井的环境状态、设备状态、人员状态,拥有实用的各专业子系统分析功能,可使矿井各级生产管理部门、安全监察部门直观、快速、全面地了解矿井生产状况和事故原因,为矿井生产管理人员实施调度指挥提供决策依据。该系统也是煤矿的基础信息平台,可以向更高级的各类煤矿生产管理软件和各专家系统提供数据接口。该系统的成功开发将会极大地提升煤矿安全水平,为"数字矿山"建设提供基础服务。     

矿井提升机监控系统的存储功能实现

矿井提升机监控系统为矿井提升机提供有效的后备保护,提升设备的实时运行参数和状况的存储记录和回放是监控系统需要完成的主要功能。文章对监控系统的实现平台进行了比较,采用虚拟仪器技术LabSQL VIs实现了数据记录和查询。试验结果表明,利用该平台设计的存储子系统功能丰富,简单易用,达到了系统的设计要求。     

增强现实技术在矿井通风系统中的应用前景分析

介绍了增强现实技术的基本概念及其特征,结合我国智慧矿山的发展趋势,提出了将增强现实技术应用到矿井通风系统的理念,从数据模型的3D可视化、方位识别和引导、通风巷道的现实增强3个方面分析了增强现实技术在矿井通风系统中的应用前景。分析结果表明,采用增强现实技术可实现通风巷道数据的可视化,可实时获取所处巷道的环境信息,方位识别和引导更加精准和人性化,为矿井通风系统智能化管理提供了一种新的技术手段。     

矿井通风三维仿真系统设计与实现

为了保障地下矿山工作人员的安全,服务于矿山实际生产的需要,在数据处理和系统界定的基础上研究了矿井通风原理,并建立了通风网路、通风动力和通风控制设施等通风系统模型.结合计算机仿真和计算机网络技术,提出了一套基于网络的三维可视化仿真技术体系,设计并实现了以B/S结构为平台的矿井通风网络三维可视化仿真系统.并以某地下矿山为实例进行了通风系统建模与仿真的验证,结果能够反映矿山井巷工程的三维空间位置及拓扑关系,符合矿山通风系统正常运行状况,可为通风系统的计算机辅助设计及采矿计划的制定提供参考.     

复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术

针对存在煤层倾角大、地质构造复杂、开采时间长等情况的复杂矿井,采用传统的通风网络人工分析方法或常见通风网络解算软件存在工作量大、效率低、错误率高、解算不全面等问题,从而不能实时、全面掌握井下各巷道的通风安全状况。以南桐煤矿通风系统为研究对象,根据其通风系统复杂特征,从通风网络动态解算模型及方法、矿井通风阻力参数测定、通风异常预警、通风系统可视化等方面研究了复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术,并依据该技术开发了矿井通风网络可视化动态解算及预警系统。应用表明,该系统解算风量与实际风量的误差小于10%,解算结果可实时、动态显示,实现了矿井风速及风压参数全量程精准测定、全矿井通风网络动态解算、通风异常连续分析与预警。     

基于MapGIS-TDE的三维矿井通风系统

基于MapGIS-TDE平台开发了一套三维矿井通风系统。充分利用平台架构和平台功能,数据以图层的方式组织,功能模块以插件的形式集成,专注于业务功能的开发。系统具备3D巷道建模、通风网络动态调节、报表自动生成等功能,能够很大程度上减轻矿井通风人员的工作量,对于提高煤炭企业通风管理信息化水平具有重要意义。     

矿井通风系统三维模型的构建与应用

现有的巷道三维模型建模算法复杂,且以巷道两端端点坐标直接确定巷道的走势,不能较好地体现巷道的起伏。针对上述问题,以煤矿工程平面图为基础数据,利用巷道间的拓扑关系进行定位点采集,采用中心线加载断面的算法构建了矿井三维巷道模型。基于矿井三维巷道模型,将通风设施模型同步到三维系统中,生成了矿井通风系统三维模型及相应数据库,生成的立体图能清晰地展示矿井巷道的整体走势,结合数据库信息管理可对矿井模型进行添加、修改等智能操作。实际应用结果表明:该模型实现了矿井通风系统二维图到三维图的快速转换,可真实地展示煤矿巷道信息及工作面状况,生成的矿图数据库可实时更新,为研究矿井通风网络解算和灾变模拟提供了优良平台。     

改进BP网络在煤矿通风系统故障检测中的应用

针对BP神经网络传统学习算法步长难以确定的问题,提出了采用基于RLS算法的BP神经网络检测煤矿通风系统故障的方法;简要介绍了BP神经网络的结构,详细介绍了RLS学习算法和仿真过程。仿真结果表明,采用RLS算法的BP神经网络能够满足煤矿通风系统故障检测的要求。     

通风安全仪表计算机管理系统的设计

针对目前矿井通风安全仪表因采用人工收发和人工报表记录方式而易出现仪表误领、丢失和记录不准确等问题,提出了一种通风安全仪表计算机管理系统的设计方案。该系统基于条码自动识别技术和计算机网络技术,实现了煤矿通风安全仪表的计算机管理。实际运行结果表明,该系统运行稳定、性能可靠、数据准确。     

基于3G网络的移动视频监控系统服务器端的设计

提出了一种基于3G网络的移动智能监控系统服务器端的设计方法。该系统主要包括视频采集压缩、视频数据发送以及危险行为告警等模块,采取基于混合高斯模型的视频运动目标检测与提取技术,以实现对于外人闯入的识别。同时为了增强系统的可靠性和实用性,利用无线上网模块通过3G网络实现了短信的实时告警功能。系统充分考虑了3G移动网络的特点和优势,有效地弥补了传统固网视频监控系统的不足和缺陷。利用计算机视觉类库OpenCV以及Visual C++6.0对上述算法进行了验证,取得了很好的检测报警效果,实验结果表明了该方法的有效性。     

基于VB平台风阻测定数据处理系统设计及应用

本文把VB和数据库技术有机的结合,运用矿井通风阻力测定的基本原理,建立了矿井通风阻力测定数据处理系统。在处理矿井通风阻力数据时,极大的提高了处理速度,使得数据观测更人性化,更有利于数据的比较,同时大大降低了人为误差,为加强矿井通风安全管理工作提供了科学的依据。