煤矿巷道三维可视化研究

对煤矿巷道三维可视化的关键技术进行了研究,分析了巷道三维模型的数据基础和数据结构,将巷道网络看作是由结点和弧段构成的图,分析了单个巷道弧段三维建模的算法、多巷道交叉结点的三维建模算法,并基于三维建模,实现了巷道的三维可视化。     

点云数据下的矿山巷道三维建模

基于三维激光扫描技术获取数据点云,对煤矿巷道进行精细三维建模。研究了狭长型海量巷道点云数据精细建模问题,使用Delaunay生长算法引入边、角等约束条件,设置不同三角网边长阈值对点云数据分析处理,在保证模型细节前提下选取合适的边长阈值完成巷道整体构网,实现了巷道实体对象的全景建模并对模型精度进行了分析。借助某煤矿点云数据验证了三维激光技术在巷道建模的可行性,为数字化矿山建设提供准确精细的数字化模型。     

基于OpengL的面向对象的巷道三维可视化

介绍了巷道三维模型建立的过程,即巷道数据处理、巷道三维实体模型、模型OpengL映射、三维场景设置、坐标投影变换、巷道三维显示。采用面向对象的VC++的结构体数据类型和类建立描述组成巷道中心线的不同基本元素空间信息的数据结构。利用OpenGL原语进行描述,对巷道实体三维数学建模。通过三维场景设置,控制三维巷道的生成效果,运用OpenGL的Z缓存自动消隐功能构建和生成具有真实感的三维巷道模型,并实现交互式查询。以此解决方案对地下巷道的实际情况进行直观和形象的模拟,对煤矿的信息化管理能力有一定的提高,利于指导煤矿的实际生产。     

煤矿巷道三维建模系统设计与实现

＂数字矿山＂是在煤矿范围内建立一个以三维坐标为主线的煤矿信息模型,其工作重点是建立煤矿三维模型,把煤矿各种信息融合到三维模型中。本文遵循构建＂数字矿山＂的思想,对煤矿巷道及采煤机的三维空间信息进行抽象,在此基础上利用java平台下的三维建模库JOGL实现了煤矿巷道和采煤机的三维模型建立和绘制。     

基于网络的矿山三维巷道建模方法研究

针对现有巷道三维模型的构建多是基于单机的建模方法,存在网络环境下模型共享困难的问题,研究了一种基于网络三维图形技术的巷道建模实现方法。该方法通过巷道底板中线等特征线和断面参数,经过三维坐标转换得到断面三维线,采用分段建模算法快速建立三角形条带巷道三维模型;采用在网页中嵌入HOOPS 3D流控件和三维模型的HSF流文件实现巷道三维模型的网络发布,并借助网络三维图形技术实现了通过浏览器对大规模巷道三维模型的访问和交互。     

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。     

一种三维地下巷道建模的改进方法

三维地下巷道建模是矿山虚拟现实的关键技术,存在建模速度慢、巷道交岔口处容易重合等问题。提出了一种基于中心线断面生成三维地下巷道模型的改进方法,该方法根据原始的CAD二维平面图,通过提取关键点来生成中心线和断面线,快速建立了精确的三维地下巷道模型。以某矿山井下斜坡巷道总体布置图和其-425m中段平面联合布置图为例进行三维巷道生成虚拟现实场景,证明了此改进方法的有效性和实用性。     

煤矿巷道支护领域知识图谱构建

针对煤矿巷道支护专家系统知识内容有限、知识难以融合共享、无法从非结构化数据中挖掘相关知识等问题,构建了煤矿巷道支护领域知识图谱。首先通过设计领域概念、关系及属性对煤矿巷道支护领域知识建模;然后从煤矿巷道支护领域结构化、半结构化、非结构化数据源获取知识,并基于深度学习模型BILSTM-CRF进行实体识别;最后利用图数据库Neo4j存储煤矿巷道支护领域知识,形成煤矿巷道支护领域知识图谱。煤矿巷道支护领域知识图谱可进一步提升煤矿巷道支护设计和管理效率,为煤矿巷道支护智能化管理提供知识支持。     

基于改进三棱柱体元构建三维煤层模型的实现

现有三维煤层建模方法采用2次插值算法及传统三棱柱体构建煤层模型,导致误差较大。根据煤矿钻孔数据建立数据库,采用狄洛尼三角剖分算法及克里金插值法建立煤层二维曲面数据模型,形成三维煤层模型的上、下表面。结合三维钻孔模型,以改进的三棱柱体元为基本元组构建三维煤层模型,实现了三维煤层的可视化与煤层储量的自动计算。根据某煤矿的原始钻孔数据,采用基于改进三棱柱体元的三维煤层建模方法对该煤矿某工作面煤层进行建模并计算煤层储量,结果表明该方法较传统块段法的计算精度提高了4.82%。     

基于特征断面的复杂巷道段三维建模

为解决巷道断面随工程需要及岩层变化不断改变,导致巷道三维建模程序复杂的问题,提出基于特征断面的巷道三维建模思想,通过建立巷道特征断面模型库,实现变化巷道段的三维建模,以期提高复杂巷道段的建模效率。首先阐述建模数据的采集方法,并对巷道断面进行了细化坐标分析;同时提出拐角处断面变化巷道段的平滑处理算法（通过圆弧来圆滑拐角处巷道中心线）,对普通巷道段采用三角剖分形成三角网完成巷道段的建模;而巷道断面发生变化的复杂巷道段存在简单曲面四边形,采用Bézier曲面及曲面的拼接完成巷道段的建模,并在实验中进行了验证     

基于ArcGIS Engine的矿井巷道三维自动建模方法的研究与实现

文章比较和分析了几种矿井巷道三维建模技术,提出了一种基于ArcGIS MultiPatch 3D数据结构的矿井巷道三维建模方法,即在C#开发环境下,结合巷道自身的特点,在ArcGIS Engine平台上进行二次开发,实现了矿井巷道的三维自动建模。该方法为矿井巷道三维信息系统的建立提供了新的解决方案。     

巷道三维构模及虚拟交互研究

摘 要：矿山井下巷道是矿山开采系统最为重要的组成部分,但其纵横交错、关系复杂,而巷道三维可视化系统可以对其进行客观、形象的描述。针对矿山的特性和应用需求,对巷道三维网络模型进行了研究,根据巷道原始导线点数据,将巷道抽象成结点、节点和巷道中线,并将其构成相应的拓扑关系,通过断面的加载和接口的处理实现巷道建模,再利用数据库技术和虚拟现实技术实现巷道数据的存储和三维巷道的虚拟可视化以及虚拟环境中的交互操作。最后,以山西某矿井下巷道数据,给出一个原型系统。     

高密度电阻率法在煤矿岩溶探测中的应用研究

文章详细介绍了高密度电阻率法的工作原理和电阻率三维有限差分的数值模拟方法。针对矿井下可能存在的岩溶特征建立了一个具体的岩溶数学模型,并通过正演模拟合成了反射剖面图。计算结果表明,利用高密度电阻率法三维有限差分正演模拟煤矿岩溶,完全可以得到岩溶的特征信息,为进一步治理矿井隐藏岩溶提供了依据。     

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。     

一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法

提出了一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法——闭环法。该算法对已有的通风系统单线图进行求交、打断等操作,并建立节点—正向弧—反向弧网络拓扑结构图。采取逆时针搜索、最外层闭环优先提取策略,提取网络拓扑结构图中的所有闭环。对闭环进行右偏移操作,最终生成实交点处贯通、虚交点处下行巷道遮挡部分消隐的双线巷道图。闭环法已用于DIMINE数字矿山系统的通风模块中,并在实际矿井通风工程中得到应用。应用表明：采用闭环法生成通风系统双线图,实现简单,结果正确,能准确反映矿井巷道间的空间层位关系。适用于任意复杂的矿井通风系统双线图的生成。为矿井通风双线巷道的自动生成提供了一种新的有效方法。     

地质体3维模型的研究进展

地质体3维模型是地学工作者研究的重点和热点,在地质工程、地质灾害预警与防治、矿山管理等方面得到了广泛的应用。地质体3维模型研究涉及构模方法、数据模型、数据结构等多方面的内容。本文在对国内外地质体3维模型领域的研究成果进行对比研究的基础上,综合阐述了地质体3维模型相关研究领域的研究进展,对相关的构模方法、数据结构、实际应用进行了分类对比分析,提出了地质体3维模型应遵循的原则。对地质体3维模型的研究现状进行了综合分析,并就构模方法、数据结构、空间分析等方面进行了深入的阐述。在综合研究前人成果的基础上,提出了多层TIN和TEN的3维地质体模型,并对该方法的可用性做了实验。     

基于三维可视化平台的煤矿综合自动化系统设计

针对煤矿综合自动化系统中的工业组态软件不能很好地处理空间信息的问题,设计了一种基于三维可视化平台的煤矿综合自动化系统;给出了基于该系统的数字矿山的总体结构,详细介绍了该系统结构及三维可视化平台与综合自动化系统的数据集成和数据接口方式的实现。实际应用表明,该系统实现了巷道、工作面、井下机电设备场景的精细建模,提高了矿井的现代化管理水平。     

基于线性调频的矿井精确定位算法

分析了基于到达时间测距方法的性能,结合煤矿井下的实际情况,采用线性调频技术构建了符合IEEE802.15.4a标准的无线通信网络,通过对称双边双方式测距方法实现了矿井的精确测距及定位系统,并在巷道内进行了测距试验。结果表明,基于线性调频技术及对称双边双方式测距的定位系统具有较好的抗电磁干扰及抗多径效应性能,网络覆盖范围大,在平直巷道内的测距可达100 m,测距精度在1.5 m以内,较好地满足了井下工作面及巷道内人员及设备精确定位的需求。     

基于OGRE的煤矿安全虚拟现实3D软件设计与实现

随着煤矿安全的数字化管理,基于3D技术的煤矿系统虚拟现实成为煤矿安全中进行安全培训的重要技术手段。本文以OGRE引擎为软件开发环境设计煤矿安全虚拟现实3D软件,阐述OGRE的软件结构、煤矿安全虚拟现实3D软件的构成、3D模型的建模方法和实现方式,设计具有运动功能的3D模型的操作和控制方法。对煤矿安全管理和数字化煤矿的建设具有现实意义。