三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿

在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿山等概念进行了矩阵描述。指出：数字化、信息化、自动化是智能采矿的3项关键技术,数字化与信息化相辅相成,共同支撑矿山自动化;数字矿山是感知矿山与智能采矿的基础,感知矿山是智能采矿的保障。以当前煤矿安全避险六大系统建设和金属矿无人采矿系统技术发展为例,明确了数字矿山借力物联网的新任务。并面向矿山安全与智能采矿,分析提出了“十二五”期间数字矿山的5个主攻方向,即数字矿山集成平台、采矿模拟仿真系统、露天矿全自动化系统、井下定位与导航技术、采场环境智能感知技术。     

物联网与云服务的矿山地压监测系统研究与应用

为实现矿山开采科学化管理方式,全面确保矿山井下生产作业的连续性和安全性,地压安全监测系统已在矿山得到广泛应用。针对我国地压安全监测系统相比于国外知名监测系统在传感器、通信线路和数据挖掘上存在的很多不足,本文引入物联网与云服务技术,设计并实现了一套地压安全监测地压安全监测分析一体化的解决方案。开发了适合矿山动力灾害监测的多参数泛在数据时间同步、数模转换同步的采集装置。通过微震采集、应变采集、应力采集、温度、有毒有害气体采集等,获取在时间同步、数模转换同步条件下监测目标的多元信息,为各种参数记录提供共同的时间轴和相同的采集转换,并构建集成了多矿山多用户的地压安全监测云平台,奠定矿山动力灾害多参数耦合分析预警技术基础。     

基于Unity3D的数字矿山虚拟现实系统建设研究

对数字矿山三维可视化和数据建模技术进行了研究,利用虚拟现实技术,对矿区地上地下场景、采矿过程及其引起的相关现象进行三维数字化建模,并基于C#开发语言和Unity3D平台建立了数字矿山虚拟现实系统。结果表明:数字矿山虚拟现实系统的建立,实现了矿山基础资料、设备设施、监测监控、应急指挥等信息的可视化管理,为矿山生产管理、安全运营、培训考核和应急救援等工作提供了综合性、可视化的管理决策平台。     

多通道远程实时地压监测系统在地下矿山的研究与应用

结合地下采矿工程地压监测的需要,根据矿山的地压活动特点,研究地压监测系统的结构组成,对硬件系统、软件系统、网络系统进行研究与设计。通过实时连续数据信息采集、位移变化分析,依靠网络传输技术,得出矿山的地压活动特点及空区的稳定性情况,实现矿山地压活动实时监测预警,为采矿的安全、经济和高效提供保障。     

多通道远程实时地压监测系统在地下开采中的应用

结合地下采矿工程地压监测的需要,根据矿山的地压活动特点,研究地压监测系统的结构组成,对硬件系统、软件系统、网络系统进行研究与设计。通过实时连续数据信息采集和位移变化分析,依靠网络传输技术,得出矿山的地压活动特点及空区的稳定性情况,实现矿山地压活动实时监测预警,为采矿的安全、经济和高效提供保障。     

建设数字矿山提升安全管理

通过在黄金矿山、铁矿、铜矿等金属矿山推广应用数字化采矿软件和自动化、通讯、监测控制技术的实践,分析了建设数字矿山,合理开采矿产资源,实时掌握矿山安全生产管理的动态,指出数字矿山建设存在的几个误区,提出实现数字矿山技术,可促进矿山生产、安全管理自动化、可视化、数字化,智能分析决策和调度指挥的科学发展,建设本质安全型矿山。     

数字矿山关键技术研究与示范

总结了数字化矿山国内外发展现状,分析了数字化矿山建设中存在的主要问题,提出了数字化矿山项目实施的方法及需要解决的若干关键技术,如高带宽信息可靠传输技术、数字化安全监测监控技术、安全及生产过程一体化管控技术、三维地质体及实景场景构建技术、多系统数据融合及针对矿井的大数据分析挖掘技术等。以天地王坡煤矿数字化矿山建设为示范,介绍了天地王坡煤矿数字化矿山建设取得的研究成果和应用效果,展望了未来数字矿山建设的重点研究内容及其发展方向。     

以某石灰石矿山为例探讨露天矿山数字化智能管控系统建设思路

以某石灰石矿山为例对矿山开采中存在问题和需求进行分析研究,结合矿山需求及数字采矿技术、信息技术等,提出露天矿山数字化智能管控系统的建设思路、架构、具体建设内容、建设关键技术等,对矿山企业如何开展数字化、智能化建设对矿山开采过程实现综合管控进行解答,为露天矿山的数字化、智能化建设提供参考。     

数字信息化及自动化智能采矿技术在地下矿山的应用与发展

数字信息化、自动化智能采矿是现代矿山的发展方向,不仅能提高矿山生产整体管理水平,而且能提高矿山综合效益。矿业发达国家矿山的数字信息化及自动化智能采矿技术发展已日益完善。介绍了国外几个典型矿山应用实践,阐述了地下矿山数字信息化、自动化智能采矿的关键技术,并对矿山数字信息化、自动化智能采矿提出了几点建议,可为矿山数字化,信息化同,智能化建设提供参考。     

地压监测系统的设计与应用

针对井下开采地压测试技术的应用,对矿山地压测试应用进行了分析评价,提出了以ARM嵌入式系统及常规地压监测系统在矿山建立微震监测系统,通过进行不问断数据信息采集、三维背景应力场分析、依靠网络技术传输,从而实现对深部地压活动进行实时监测预警,更加及时可靠地指导矿山安全生产。     

基于Three.js的地压监测可视化分析云服务平台构建与应用

随着云服务及可视化信息技术的飞速发展以及国家和矿山企业对于矿山安全问题的日益关注,对作为矿山的数字化智能化载体的云服务平台提出了更高的要求,传统信息化平台应用的二维GIS技术已无法满足复杂的可视化分析需求。基于Three.js三维引擎,聚焦于矿山地压监测的可视化分析业务设计并开发了云服务平台,实现了倾斜摄影测量模型、矿山井巷模型、手动设计建模等多种三维数据的渲染展示,并具备地压监测数据的查询统计与云图分析功能,有效提升了矿山地压分析服务平台的易用性与分析深度。     

数字矿山信息集成概念模型

数字矿山建设进程中,矿山生产采用的信息系统多而杂,使得矿山信息管理面临实时采集支持度低、数据格式各自独立且异构、实时共享困难、海量存储复杂、难以分析利用等问题。针对以上问题,在总结我国数字化矿山发展现状基础上,分析诺兰信息化建设过程阶段模型,发现我国数字化矿山建设在信息集成阶段将面临新的挑战和更高层次的要求。借助系统工程理论、数据库应用技术、网络技术、软件架构及云存储理论和方法,给出了新的数字矿山中信息集成模型的概念,建立了实时存储、高度共享、性能可靠、支持矿山企业智能数据融合的信息集成模型。根据该框架采用Web Service与XML技术集成方式实现对异构数据的集成。     

双三维数字矿山仿真信息系统建设

对地上地下真三维环境下大型矿山复杂地矿工程各三维立体模型的快速构建方法及场景漫游和仿真系统实现方法进行研究，提出了一套行之有效的上下真三维一体化大型矿山数字集成方案，并以云南个旧锡矿为例，进行了数字矿山仿真信息系统的总体设计及具体实施技术方案研究，实现了地上与地下真三维一体化、二维地质资料与三维地质模型的统一管理与分析、“分区式”数字矿田矿段的阶段性集成，且可以通过网络进行交互式操作，是一个产-学-研相结合的多用途、多层次、多阶段的一站式综合服务平台，对矿山的发展建设、资源勘查评价、信息化综合管理以及面向公众普及矿山相关知识的公益性、科普性推广具有重要意义。     

哈图金矿地压监测系统的建立及应用研究

随着开采深度的增加,哈图金矿采场片帮、冒顶等地压灾害日益突出,因此建立了微震监测系统来监测地压灾害并进行预警。主要介绍了微震台网的优化设计,并通过标定爆破完成波速校正。波速校正结果表明:微震监测系统的定位误差为10m左右,能够满足矿山地压监测的需要。另外,基于微震事件信息分析了各中段的地压活动规律,并划分出潜在的地压灾害区域进行重点监测与分析。微震监测系统在哈图金矿得到了很好的应用,为矿山安全生产和管理提供了技术支撑。     

基于BIM技术的数字化矿山建模研究

在煤矿开采过程中,大部分矿山企业存在管理水平差、资源浪费严重、工作效率低等问题,BIM技术是近些年出现在工程领域的一种三维可视化建模技术,将BIM技术应用于煤矿工程中,创建高维度、高精度、高联动的信息模型,发展数字化矿山的研究理念,对解决这一问题具有重要作用.本文以贵州省某煤矿为研究对象,创建该矿山地质模型,井田开拓定...     

基于数据挖掘的煤矿计算机安全监测体系建立

数据挖掘系统具有独特的时间特性与体系结构、强大的实时数据采集和历史数据保存功能、丰富的应用程序接口和数据管理模块。同时在现代环境下,利用现代信息技术将各独立子系统中的数据进行采集,挖掘煤矿生产中隐藏的信息,对提升煤矿安全生产管理和监测水平,实现煤矿安全生产的实时监控和监测,以及对煤矿安全生产的状态进行预测与决策具有重要的意义。本文结合煤矿生产系统的需要情况,探讨了基于数据挖掘的煤矿计算机安全监测体系建立。     

数字矿山特征及建设探析

建设数字矿山对充分利用开发矿山资源,化解开采过程中的高危险、高危害因素,落实我国矿产资源开发政策,促进矿山科技进步的发展等具有积极重要的意义。通过对数字矿山定义的分析,阐述了数字矿山的主要特征并据此提出了我国数字矿山建设的主要内容。分析说明了建设数字矿山的4方面核心内容,即矿山地质数字、矿床模型的建立,矿山开采模拟技术的应用,矿山生产过程中自动控制以及矿山决策管理系统的建设。     

视频监钻监控技术在冲击地压矿井中的应用

随着矿井开采深度的不断增加,巷道所受应力情况越来越复杂,因此冲击地压问题变得愈加突出,国内外专家学者提出了许多防冲技术措施,并取得了重要的研究成果。卸压钻孔可以释放煤体中聚积的弹性能、降低应力集中程度、减小冲击危险,是冲击地压矿井普遍采用的消冲措施。为了解决卸压钻孔施工存在的诸如花费大量人力、无法保证钻孔施工真实性、不利于作业安全和工程质量管理等问题,运用视频监钻监控技术,对钻孔施工进行全程实时监控,实现钻孔施工信息化、可视化,不仅顺应了减人提效,扭亏增盈煤炭行业大环境,且极大地提高了冲击地压防治现场管理水平,为矿井安全生产打下了坚实基础。     

新疆某铜矿采空区治理与监测方案研究与应用

新疆某铜矿是多年开采的矿山，矿山开采采矿方法为分段凿岩阶段空场采矿法和全面采矿法，在开采过程中形成了一定规模的采空区，给未来生产造成了较大的安全隐患。为了消除或减小采空区对矿山安全开采的危害，针对采空区存在的现状，本文通过采空区调查、工程地质调查及采空区采场稳定性研究、采空区缓冲层厚度研究、安全对策措施研究等，提出了“充、崩、封”相结合的采空区治理方案以及常规地压与单通道声发射相结合的地压监测方案。为矿山的采空区治理和安全有序生产提供决策依据和技术保障，也可为类似条件矿山的采空区治理提供一定的借鉴。