基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术研究

巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点,在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大,因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能,提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术。首先设计了考虑BIM层次细节和GIS空间拓扑的巷道三维数据模型和数据结构,包括了结点、中间点、巷道弧段、巷道中线和三角网等多类型几何数据,能够管理巷道相关的地质素描、巷道设计、通风网络、避灾线路的各类专业参数;其次,提出了三维巷道网络拓扑关系处理方法,通过GIS的空间拓扑编辑功能构建标准化巷道中线网络数据集;最后,提出了参数化BIM巷道三维建模流程,即读取巷道中线数据集及参数,构建基本巷道BIM模型,利用布尔运算技术处理巷道硐室、拐弯和交岔点等复杂情况,生成的BIM模型可以充分展现巷道形态、支护等细节,也保留了GIS巷道网络拓扑关系,提高了数据的可集成性。采用布尔运算算法与常见的线框建模算法进行比对后,发现布尔方法在不同断面类型的巷道交岔点处理效果更佳。研究成果已经在大海则煤矿透明地质保障系统中得到应用,支持udatasmith、obj、fbx等多类型...     

基于BIM的井下水泵房三维建模技术研究及应用

为了将煤矿井下复杂的巷道系统以直观、立体的方式展现出来,帮助设计人员全面准确地了解工程情况,提高设计精确性。通过对现阶段煤矿行业BIM技术应用进行广泛调研,以煤矿井下水泵房为例,探讨了基于BIM设计软件的井下水泵房三维建模设计流程及思路,建立了水泵房硐室模型、管道模型及设备模型,并给模型赋予相应属性,在此基础上对各模型参考组装以及渲染,对所创建模型的功能用途做了介绍,体现了BIM技术的先进性。相关的应用研究为BIM技术在煤矿行业中推行提供了参考。     

构建井工煤矿三维信息模型系统研究

针对现有三维矿业软件的功能,结合井工煤矿开采特点,提出了井工煤矿三维信息模型系统,构建适用于井工煤矿的"BIM"。详细介绍了该系统最终全面实现从全地层地质建模、井巷设计、施工管理、生产管理等工作的可视化、数字化与智能化。该系统的应用,使项目各参与方在全生命周期中共享项目信息,进而消除浪费和提高工效,并可推动井工煤矿三维信息化建设进程。     

五阳煤矿采矿工程三维巷道建模研究

地下巷道作为采矿工程的重要组成要素,在煤矿开采中发挥着重要的作用,基于虚拟技术的三维巷道模型可为采矿工程安全施工提供直观的数据依据和决策支持,本文将借助Auto CAD、Surpac软件,以五阳煤矿巷道数据资料为依据,对采矿工程三维巷道建模的思路及过程进行细致分析,并实现五阳煤矿三维巷道实体模型的构建,为采矿工程设计与生产管理打下良好的基础。     

BIM技术在地下矿山三维协同设计中的应用探索

根据对BIM技术在地下矿山三维协同设计中的应用分析,BIM技术在厂房及建筑三维协同设计取得了瞩目的成就,由于涉及领域多、缺乏专业级平台软件,使得地采矿山工程BIM技术推广应用进展缓慢.通过在Bentely平台完成巷道信息模型系统(TIM)的二次开发,实现井下巷道参数化三维建模,利用Project Wise进行各专业的协同设计.该系统可帮助企业提高技术水平、降低成本、形成专有技术,实现具有专业特性的三维井巷的快速建模,实现Bentely平台地采矿山工程专业程序新的突破.     

基于三维建模的煤矿瓦斯抽采钻孔设计

 阐述了煤矿地层体建模方法,基于煤矿地勘钻孔建立了钻孔数据库和三维地层模型。分析了煤矿巷道三维建模方法和巷道三维模型数据库的建立,利用工程数据和地测数据建立了三维巷道。基于3DMAX软件平台开发了煤矿瓦斯抽采钻孔三维设计软件;该软件可以快速、准确绘制瓦斯抽采钻孔并优化钻孔设计,减轻了工程设计人员设计工作量,提高了劳动效率;并为瓦斯抽采钻孔现场施工实现“安全钻、效率钻、经济钻”目的提供了科学参考。     

机械三维软件在煤矿BIM设计中的应用

介绍了机械三维软件在煤矿建筑信息化模型(BIM)设计中应用的必要性及其主要特点,阐述了机械三维软件在煤矿建筑信息化模型(BIM)设计中的相关设计流程,分析了在煤矿建筑信息化模型(BIM)设计应用中存在的问题。     

基于Revit二次开发技术的井巷工程设计与应用研究

针对传统煤矿设计存在的设计量大、图算量复杂等问题，通过分析煤矿工程正向设计需求，将煤矿井下复杂的采掘系统以直观、立体的方式呈现，提出基于Revit平台的二次开发思路，对Revit进行二次开发，从该平台上拓展应用功能，提升BIM系统中Revit平台对煤矿工程设计行业的适应性。通过实例验证，开发设计贵州黔鑫煤矿井下煤矿主要构件，并给模型构件赋予相应属性参数，完成其工程量自动统计，并结合其他BIM软件设计井下三维数字化模型，提高了设计质量与出图效率，提升了数据与图像之间的联动性，为BIM技术在煤矿工程正向设计中的应用提供参考，以期进一步推进数字化矿山建设的进程。     

煤矿通风系统三维模拟关键技术研究及其实现

 摘 要：本文主要对地理信息系统（GIS）在煤矿通风系统三维模拟关键技术及其实现进行了系统地研究,提出了巷道三维数据模型,建立了巷道的空间拓扑关系与空间属性数据库,通过对传统的粒子系统原理进行改造实现了巷道中的风流模拟演示。利用Visual C++、三维可视化引擎（OpenGL）和数据库引擎（ADO）实现了煤矿通风系统三维模拟与成功应用。     

矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术

针对煤矿井下钻孔群轨迹测量及监测技术研究及应用较少,无法实现瓦斯抽采盲区的分析与显示、无法指导后续钻孔设计施工等问题,利用钻孔轨迹监测技术及数据处理软件,实现钻孔群轨迹实时测量与三维绘图。该技术硬件由钻孔轨迹测量系统组成,软件功能包括钻孔轨迹计算、巷道及钻孔三维建模与显示。钻孔数据处理实现钻孔轨迹的计算,钻孔轨迹三维建模将钻孔轨迹、煤层走向等信息通过三维方式显示,钻孔轨迹设计指导模块给出钻孔抽采盲区,实现了煤矿地质透明化。实践表明:利用随钻轨迹监测技术对钻孔轨迹进行监测,可有效控制或消除了钻孔瓦斯抽采盲区,利于煤矿瓦斯抽采与施工安全。     

煤矿岩巷TBM适应性与新技术发展

全断面掘进机（TBM）在煤矿岩巷掘进逐步得到推广应用，但TBM机型设计适应性不足已成为影响TBM掘进煤矿岩巷掘进效率的主要原因。通过对比分析煤矿巷道常规使用的掘进技术与TBM掘进技术，得出TBM应用于煤矿巷道掘进时必须考虑巷道围岩条件的差异化和需求特殊化。煤矿TBM的设计要基于机型的特点，结合煤矿岩巷的施工条件进行设计。针对煤矿岩巷工程的施工难题研发出了特有的“V型推进”系统，实现巷道小转弯半径施工；采用与TBM配套的“超前探测”技术进行超前地质预测，通过强化TBM的初期支护能力、加强脱困能力等设计来应对不良地层；基于“排水+堵水”处理思路，形成TBM掘进巷道的超前注浆封堵方式的防突水技术；通过在TBM刀盘、盾体内搭载的气体实时监测系统，开发了TBM巷道防瓦斯突出技术；进行了高地温施工环境下，TBM关键部件冷却、刀盘喷雾通风等针对性设计。创新技术在“贵州贵能聚鑫煤矿”、“四季春煤矿”、“平煤首山一矿”、“山西惠源煤矿”等矿井进行了应用并取得成功。随着煤矿未来开采所面临的更复杂严峻的工况，矿用TBM未来也将朝着强机动性、地质适应性、支护多样性、设计系列化、行业标准化、掘进体系智能化等方面...     

济宁二号煤矿特大型井底煤仓(群)改扩建设计与施工

介绍了济宁二号煤矿特大型井底煤仓（群）改扩建设计与施工经验，设计中充分利用了原装载胶带输送机巷道进行储，装，运系统布置，施工中简化了煤仓及相关巷道的施工工艺，取得了良好的效果。     

基于Revit技术的井巷工程设计开发应用研究

通过对Revit平台的二次开发,建立采矿工程井巷设计模块,实现了煤矿井下巷道BIM设计,并基于该软件,开发设计了采矿巷道族库、三维模型库,完成了含矿井的开拓开采、施工图设计等内容的参数化二三维一体化设计、工程量自动统计和平立剖面图纸自动获取等功能,提升了设计工作效率和设计质量,并为数字化矿井信息模型提供基础,并梳理地质模型建模开发标准,奠定了地质模型开发方向。     

大断面全岩巷道施工工艺设计

煤矿巷道掘进施工过程需依据巷道地质条件,诸如围岩及煤层情况、岩层结构、瓦斯等有害气体、水文地质情况等,对巷道布置、掘进工艺、支护工艺、运输系统、通风系统、供电系统等予以合理设计,才能保证掘进巷道施工工艺的合理性和巷道掘进施工的质量。研究分析了某煤矿巷道的施工工艺,并进行相关设计方法的剖析,为以后的研究及改进工作提供有效的理论指导依据,同时提出尚需继续深入研究的方向。     

基于BIM技术的煤矿综采工作面三维辅助设计研究

针对煤矿综采工作面设计过程复杂、方案比选环节多、系统众多且交叉关联,无法直观审视工作面布局等问题,通过综采工作面建筑信息模型（BIM）设计流程和建模应用技术的研究,建立基于BIM的煤矿工作面统一的建模和设计体系,形成一个集地质、井巷、采煤设备、运输设备、排水设备和支护设备等为一体的工作面模型族库,实现了在BIM软件平台中进行三维可视化的工作面设计,有效提高了设计质量和设计水平,减少了设计返工。     

基于Web3D技术的煤矿BIM模型集成及可视化研究

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状,研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台,以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求,对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架,设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能,并基于现有相关BIM标准进行文件解析,将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理,利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成,最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件,总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。     

基于Web3D技术的煤矿BIM模型集成及可视化研究

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状,研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台,以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求,对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架,设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能,并基于现有相关BIM标准进行文件解析,将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理,利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成,最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件,总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。     

BIM设计与数字化交付在矿山工程中的应用

阐述了BIM设计应用于矿山工程的设计流程以及数字化交付技术在项目使用时的交付内容和功能。通过BIM设计与数字化交付技术的应用,实现了矿山工程EPC总承包项目“工程实体+数字孪生体”的平行交付新模式,建立了煤矿工程数字化交付方法,研发了矿山工程电子交付平台,实现了设计、采购、施工、运维阶段成果信息在交付平台上的三维一体化展现。     

BIM技术在大柳塔煤矿项目中的应用研究

以国内首个真实应用的煤炭行业BIM项目为背景,介绍了BIM技术的发展情况、行业应用理念和应用价值,重点分析了大柳塔煤矿BIM试点项目的实施方法。针对煤矿行业建设专业协同复杂、井下地质条件多变、缺少精确的地质模型,和施工模拟与工艺流程仿真应用方面的空白,产生的工程变更及预算造价数据不可控等问题,通过建立基于岩层数据库的精确地质模型,并利用三维可视化的设备布置、多专业协同,进行施工仿真模拟等方法,对BIM技术在地下井工矿的应用进行了研究。     

可视化煤矿巷道支护设计专家系统的开发研究

为了提高煤矿巷道支护设计的科学性、合理性与安全性,根据巷道支护参数的选择要求,把可视化专家系统运用到煤矿巷道支护设计中去,建立了地质岩石力学数据库和巷道断面数据库,运用BP神经网络模型和综合模糊评判模型设计了巷道支护参数的数值计算方法库,在计算机上实现了巷道围岩分类、巷道支护设计与绘图以及三维可视化建模的一体化与自动化。