Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发

针对传统三维虚拟矿山在模型建模、信息交互、属性查询及应用平台等方面的不足,借助Unity3D实现实体矿山的虚拟仿真;通过搭建虚拟矿山仿真架构,利用AutoCAD、3d Max建立虚拟矿山的三维场景模型;基于Unity3D进行虚拟矿山的集成、辅助场景、漫游系统和避灾路线模拟。结果表明:虚拟矿山系统的建立,实现了矿山开采环境仿真以及开采过程模拟,为矿山安全培训教育、作业人员避灾自救及矿山应急救援组织决策等提供了三维立体仿真指导,对其他类似矿山的数字化建设具有一定的借鉴意义。     

煤矿安全监测监控系统的研究与实现

煤炭现阶段仍作为主要能源为社会的发展提供动力,大部分煤炭主要是来源于地下开采,煤炭井下开采的安全性需要不断地进行监测监控,保证井下工作人员和机械设备的安全性。通过对煤炭开采工艺过程以及井下生产环境的充分了解,在此基础上设计了一套适用于煤矿井下的安全监测监控系统,能够有效对煤矿井下的环境以及相关设备进行监测,提高煤炭开采过程的安全性和可靠性。     

基于虚拟仿真技术的金属矿开采仿真教学系统设计与构建

地下金属矿开采系统复杂,环境空间立体感强,采用传统的教学模式和方法缺乏真实感和互动感。为了提升教学水平和效果,基于虚拟仿真(Virtual Reality,VR)技术,设计并构建了金属矿开采仿真系统,建立了矿山开采系统的3D可视化模型。借助透明化矿区构建技术,实现了矿山井上、井下的地形地貌、地层、开采环境、设备、数据监测监控的透明化建设。采用交互沉浸式方法,仿真设计了矿山环境、工业广场、生产系统、采矿工艺等各个环节,使学员无需到达实际矿井便可体验逼真的生产场景。通过仿真实践操作系统与VR手柄、数据手套、跑步机等外围设备的连接,以人机交互方式进入虚拟场景,体验采矿过程和操控机械设备。金属矿开采仿真教学系统的建立,不仅减少了教师、学员和技术人员的工作量,降低了现场认知实习的安全风险,而且提高了教学效果和管理水平,节约了教学培训成本。     

智能开采装备全位姿测量及虚拟仿真控制技术

针对深部开采复杂地质条件下的综采装备空间位姿及受力动态变化、随机倾斜错动难以描述和自适应控制难题,提出了基于全位姿测量及虚拟仿真控制的智能开采模式,以中煤新集口孜东矿140502工作面地质条件和7 m四柱大采高综采装备参数为基础,构建复杂条件下智能开采装备全位姿测量及虚拟仿真智能控制系统。首先,给出了智能开采"环境装备-仿真模拟-反向控制"运行体系下的智能决策过程,提出了融合视觉的装备全位姿测量、工作面装备位姿一体化描述及驱动关系建模、基于Unity3D的综采虚拟仿真控制等3项支持智能决策的关键技术。随后建立融合视觉的工作面综采装备群全位姿多参数测量系统,提出了基于设备特征点的视觉多参数测量方法,获取描述综采装备群空间全位姿的15个独立参数;给出综采装备群统一坐标描述及驱动模型,建立了特定的全局和局部坐标系、采煤机和刮板输送机位姿驱动关系模型和刮板输送机三维空间弯曲姿态模型;基于Unity3D虚拟仿真技术构建了工作面场景、装备、工艺流程等虚拟实体和关系模型,支撑井下综采装备开采过程运动仿真。开发出与全位姿测量系统通信的底层数据接口,获取装备的实际工况数据,从而驱动仿真模型实现三维场景下的虚实映射。分析计算和模拟优化下一割煤循环装备协同运动及工艺过程,通过反向控制链路实现对装备虚拟模型和实际装备体的闭环控制。实验室测试表明:虚拟仿真系统实现了数据获取、模型解算、单机装备及装备群协同运动仿真,满足装备实际运行逻辑关系,具有对工作面装备运行状态实时监测和反向控制能力,系统运行流畅性满足要求,帧率20 fps。全位姿测量系统经井下现场测试表明:图像识别检测的支架数大于5架,图像解算时间小于0. 5 s,支架顶梁测量角度误差小于1. 2°,满足系统数据测量需求。     

煤炭开采的环境影响及模型探讨-以榆林为例

通过分析煤炭开采对环境的影响,利用环境价值评估方法,构建了煤炭开采的环境价值量化模型,并以陕北榆林为例,对其煤炭开采的环境价值进行了估算,得出了煤炭开采的环境约束的实现条件.     

ADAMS在深海采矿系统虚拟样机建模中的应用

对深海采矿系统进行动力学分析，可以为系统的研制和开采（试验）作业提供理论依据和技术参考。本文介绍了利用ADAMS建立深海采矿系统虚拟样机模型的过程，为深海采矿系统动力学分析提供了有效的仿真平台。     

煤炭开采对环境的污染与清洁开采技术

煤炭开采在给社会带来经济效益的同时,也导致了矿区的环境污染和生态破坏,如煤炭开采引起地表塌陷、煤炭开采过程中的废弃物、噪声污染破坏了人类生活环境。为了保护好生态环境,必须采用清洁开采技术,才能保持能源生产、消费和生态之间的平衡。     

煤炭清洁开采的措施与途径

煤炭开采在给社会带来经济效益的同时 ,也导致了矿区的环境污染和生态破坏 ,如煤炭开采引起地表塌陷 ;煤炭开采过程中的废弃物、噪声污染和破坏人类生产环境等 ,为了保护好生态环境 ,必须采用清洁开采技术 ,才能保持能源生产、消费和生态之间的平衡。     

全液压螺旋钻采煤机钻杆联接装置设计研究

在现场调研的前提下,利用Pro/E软件建立了钻杆联接装置的虚拟样机,并进行了装置的运动学仿真。钻杆联接装置理论上解决钻杆连接困难的问题,以减少螺旋钻杆联接时间,提高钻机的煤炭开采效率。     

深部煤炭开采地质安全保障技术现状与研究方向

针对深部煤炭资源赋存地质环境与开采地质灾害的特殊性,对比分析了深部煤炭开采过程中地质灾害的形成环境与浅部煤炭开采的差异,总结了深部煤炭开采所面临的主要地质灾害及其研究现状,并对深部煤炭开采地质条件精细勘探、开采过程中动力地质灾害、瓦斯灾害、矿井水害、热害及煤炭资源综合评价理论等方面需研究的内容提出了建议。     

基于3dmax Particle Flow系统的矿的虚拟效果实现

以煤为矿的代表,在对煤的视觉特性进行分析的基础上,基于3dmax Particle Flow系统建立了采掘系统中采煤机和提升运输系统中的带式输送机工作过程中煤的模型,采用3dmax自身的渲染器渲染出了该过程的动画,该方法可用于简便真实的展示煤等矿的效果及相关机械的工作原理。     

煤矿带式输送机胶带纵向撕裂检测与保护系统研究

带式输送机是煤矿中的重要运输装备,运行过程中胶带不可避免地会出现撕裂问题,进而影响设备的运行可靠性。基于先进的图像分析处理技术,设计了胶带纵向撕裂检测与保护系统,主要是利用工业摄像机配合使用光源对煤流表面以及胶带表面进行取样,然后利用算法程序对图像进行处理后,分析煤流表面异物以及胶带表面裂纹情况。当系统检测发现存在异物或裂纹时,会在监视墙画面中进行弹窗警告,同时发出声光报警以提示工作人员及时进行处理,判断是否需要对带式输送机进行停机处理。将设计的纵向撕裂检测与保护系统部署到煤矿工程实践中,经应用发现功能良好,可有效规避胶带出现纵向撕裂问题,为煤矿企业创造了良好的安全和经济效益。     

矮机身型连采机方案的探讨

矮机身型连采机为一种机身矮、易分解、工作稳定、效率高的连采机,该连采机可以在薄煤层的煤矿中使用,也可以在以竖井运输方式的煤矿中使用,连采机输送采用液压马达作为单独驱动,控制系统为远程监测、故障诊断、远程遥控等无线控制操作方式。     

保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律

为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究.结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式.通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术.可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显著.     

智慧煤矿2025情景目标和发展路径

智慧矿山是煤炭行业转变发展方式、提升行业发展质量的核心驱动力,是矿山技术发展的最高形式。基于数字矿山技术发展现状,结合生产系统智慧化特征及要求,给出了智慧矿山概念及内涵:将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统;到2025年,实现煤矿单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建立智慧生产、智慧安全及智慧保障系统的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧煤矿第二阶段目标。实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。资源开发利用水平显著提高,煤矿职业健康和工作环境根本改善,矿山生态恢复和保护全面实施。     

开滦赵各庄矿断裂滞后突水数值仿真模拟

针对开滦赵各庄矿13水平（－1100m)F8断层破碎带穿越的首采区的安全回采评价问题，通过现场地应力实测、室内不同含水量情况下的断裂带物质的单轴、三轴常规和流变力学试验以及反演所确定的力学参数，对其进行弹塑性三维可视化数值仿真模拟，深刻地阐述了其弱化机理和主要控制因素，提出了煤层底板断裂构造突水时间弱化效应的新概念，并对不同水压、不同时效阶段条件下赵各庄矿13水平首采区的安全回采方案作出了预测评价。     

煤矿通风机在线监控系统应用研究

通风机是确保煤矿生产安全的重要手段,必须保障其运行的稳定性和可靠性。在分析煤矿及通风机系统基本情况的基础上,分析了在线监控系统的需求,并对其整体方案进行了设计。利用该系统可以对通风机各设备的状态信息进行实时检测,存在安全隐患时会发出声光警报。对监控系统的检测单元和PLC控制器部分的设计与选型情况以及PLC控制器程序设计和DIP8011软件系统进行了详细的介绍。将设计的系统应用到煤矿生产实践中,进行长时间现场测验发现效果良好,能有效检测发现通风机运行中存在的安全隐患,为煤矿企业创造了良好的经济效益和安全效益。     

基于VRGIS的煤矿安全生产可视化仿真系统的私有云架构

基于煤矿三维空间数据实现煤矿安全生产的可视化仿真,对于煤矿安全生产具有重要价值,而VRGIS是一种可行的解决方案;针对煤矿可视化仿真的现实障碍提出了一种基于私有云的解决方案;构建了基于VRGIS的煤矿可视化仿真系统的私有云架构,详细描述了煤矿可视化仿真系统应完成的主要内容,为实现基于云框架的煤矿可视化仿真奠定了基础。     

用系统理论和方法解决“三下”采煤复杂问题

应用他组织系统理论和Simulink方法探索合理直观地解决多问题和多任务的复杂“三下”采煤问题。通过工程实例构造了系统模型,并对某工作面为防止水体下泄和建筑物破坏进行确定限制采高和工作面终采线位置优化。分别得到限定采高和终采线距建筑物水平距离的优化结果。表明该方法具有方法较简便、结果较合理,过程直观和计算工作量小的优点。     

露天矿边帮压煤回收自移式充填挡浆设备研究

露天矿边帮压煤充填开采可有效地提高边帮压覆煤量的回收,减少矿产资源损失,降低环境污染。充填开采工艺中充填设备是整个充填系统的最重要设备。根据德隆煤矿充填开采作业需要,自主研发了自移式充填挡浆设备,该设备在充填过程中可以针对不同煤层倾角进行作业,主要由行走支撑装置和挡板装置组成,可以在采硐充填过程中实现无人化作业。