煤矿巷道三维建模方法设计与系统开发应用

井巷工程三维建模研究及应用对完善数字矿山工程、加快矿井信息化建设具有十分重要的意义。目前煤矿井巷的可视化及设计大多是基于二维平面进行,无法直观表达井巷及其相关实体之间的空间关系。文中对矿山井巷工程数据的特征进行了分析,抽象出井巷工程二三维数据结构及建模方法,从巷道测量数据建立三维巷道模型。最后,开发了原型系统,以开滦集团钱家营矿区为例,建立了巷道三维模型并实现可视化,验证本文研究成果的实用性和有效性。     

基于B/S架构的三维矿井GIS系统

数字矿山技术是矿山企业提高生产管理和科技发展水平的重要手段,矿山地理信息系统的开发与应用是数字矿山建设的核心之一。三维井巷GIS系统采用B/S架构,通过3DMAX三维建模技术搭建矿山井巷三维模型,利用SuperMap iDesktop 8C软件调用三维模型,基于SuperMap iServer 8C发布三维场景服务,实现矿山地下井巷的三维可视化效果。系统实现了对矿山信息的查询检索、仿真模拟、三维地图操作和二三维一体化、安全监测、设备管理分析等功能,为矿山管理和安全生产提供辅助决策。     

基于Dimine软件的复杂井巷真三维实现与设计

研究了三维可视化矿山工程软件DIMINE在井巷工程真三维建模中的设计与应用。结合矿山工程实际,建立了全矿巷道真三维实体模型,实现了某铜矿实测巷道与设计巷道真三维空间的可视化,使井巷设计更加直观、准确,为提高矿山生产管理水平和数字矿山建设奠定了基础。     

基于ArcGIS的三维矿山系统研究

按照数字矿山建设原则,以ArcGIS为支撑平台,结合SQL Server数据库技术和Microsoft.NET技术,进行了三维矿山的空间数据采集技术、地质体建模技术和巷道建模技术的研究,融合数字矿山各大安全生产系统的多源数据,实现了二三维一体化的空间数字化服务平台,为数字矿山各大业务应用系统提供统一基准的空间数据服务,使企业集团以及安全监管部门能够直观、快速、全面地了解矿井安全生产状况和相关信息,为矿井的安全生产管理、监督检查以及应急救援提供科学的决策支持。     

基于Auto CAD的矿山三维实体井巷实现研究

研究了数字矿山建设过程中巷道及井下相关构筑物的三维实体形成的关键问题,分析了数字矿山建设中三维井巷设计的重要意义,在此基础上,基于Auto CAD平台,利用VC6．0和Object ARX技术设计开发了采矿设计系统。该系统可以实现三维实体井巷,能很好地解决井巷的三维实体化,并能使其实现过程自动化,取得令人满意的结果。另外,矿山设计中压气管道、通风系统及给排水系统等都可以用此系统来生成。     

Autocad平台下的矿山井巷三维建模

为了能直观反应井巷空间关系,通常尝试在Autocad二维模式下通过绘制矿山井巷线条组合图或者三维轴侧图来实现,但是这种方式成图视觉效果差,而且井巷仅局限于二维模式下的线条,无法反映井巷空间数据。利用Autocad强大的三维建模功能,结合矿山井巷平面图,可以快速生成三维模型图。建立的三维模型,可直观反映井巷立体关系,快捷查询井巷空间数据,为矿山三维可视化管理提供方便。     

一种新的3D巷道建模方法——对称建模法

巷道是矿山工程的核心,巷道三维建模是数字矿山建设的重要组成部分。根据二维巷道沿巷道中心线对称的特性及三维巷道在剖面上呈对称的特性,提出一种新的巷道三维建模方法--巷道对称建模法,该方法实现了巷道相交等复杂情况的正确建模,解决了常规巷道三维建模方法存在的问题。基于对称建模方法,设计了3D巷道数据结构,以三叉形和十字形巷道的构建为例,采用VC++,结合OpenGL实现了巷道三维模型的构建和可视化。     

基于二三维与全景一体化的数字矿山综合管理平台研究与应用

针对当前数字矿山综合管理平台多采用三维建模方式实现矿山场景及监测监控数字化现状,提出了基于二三维与全景一体化的数字矿山三维综合管理平台,介绍了该平台的架构、功能以及关键技术,最后阐述了该平台在王坡煤矿的实际应用情况。实际应用表明,该平台实现了矿山企业减人增效和提升安全的效果。     

3DMine矿业工程软件在构建五圩矿三维可视化模型中的应用

随着数字矿山的兴起,矿山三维可视化技术进入了新的发展阶段。五圩矿应用3DMine矿业工程软件,构建了矿区地表模型、矿体模型和巷道模型。借助三维可视化模型,可更加形象地理解矿山地表地形、矿体空间形态和井巷工程布置及其空间位置关系,有利于采矿、开拓方法优化选择,以及矿山工程优化布置,对矿山安全生产、矿山资源的合理利用与矿山长远发展具有重要意义。     

基于三维激光扫描点云的矿山巷道三维建模方法研究

基于点云坐标投影转换,提出了一种自动化的巷道三维建模方法。该方法依据矿山巷道的空间几何特征,采用圆柱面投影将三维点云转换为二维离散点,然后应用分治算法进行三角剖分,同时保存二三维点云及三角网之间的拓扑关系,最后重建三维巷道模型。基于此方法,开发了一个实验原型系统,并针对国内地下矿山的一段巷道开展了激光扫描和三维重建实验,成功地重建了巷道三维模型。实例结果表明,本文所提出的适用于巷道单站点激光点云的自动处理和三维重建的方法不仅仅局限于矿山应用,还可进一步推广应用于其他地下工程,如地铁巷道的三维建模等。     

井巷工程精细建模及应用

针对巷道交叉点建模的难点,给出了一种自动化的巷道三维建模方法,把整个巷道分成巷道单体和巷道交岔点两部分,综合考虑了各类交岔点的特点,实现了井巷工程的精细建模。大海则智慧矿山大断面交岔点、三角交岔点、倾斜巷道交岔点的建模应用表明,系统既能满足井巷工程设计建模,又能满足井巷工程生产建模。     

最短路径算法在矿山巷道三维模型网络分析中的应用

矿山巷道三维模型能真实地模拟井下的工作场景,基于该模型的网络分析对煤矿井下安全救援十分重要。根据巷道的网络特点,将实际的测量数据中点状和线状元素抽象为节点-弧段图,该图的生成对应着一维中心线和二维双线巷道的构建,在此基础上根据断面的拱高、墙高及拓扑关系进行井巷模型基本单元自动的装配以及三角化生成巷道的三维模型。网络分析采用能适应拓扑变化的Dijkstra算法,从减少搜索节点和采用邻接表的存储结构两方面对传统的Dijkstra算法进行优化,并分析了算法的效率。最后编写程序实现了改进后算法在巷道三维模型中存在障碍的情况下的最短路径分析,并能在三维巷道中漫游显示,结果表明该算法快捷有效。     

三维可视化技术在矿山开采辅助设计中的应用研究

传统的矿山开采设计用二维表达三维的地质情况和井筒巷道的空间分布,这样很不直观,制约了设计的效率和合理性.本文重点研究了如何有效地将三维可视化技术应用在矿山开采的辅助设计中,提出了在矿山行业构建矿山三维参数化辅助设计支持系统的构想.     

基于三角形剖分算法建立三维巷道模型的研究

目前,ACAD在我周矿山使用最为普遍,矿山巷道普遍采用由两条实测巷道轮廓腰线来进行二维描述.本文主要讨论怎样使二维巷道转变成拱形三维实体巷道的技术.一种方法是将实测数据整理和计算,通过计算结果实现模型建立.另一种方法是通过对二维巷道的图形分析研究,首先采用带约束的Delaunay方法,对巷道进行三角剖分来形成巷道底面,然后将剖分后的三角形划分成三类,分别进行三种不同的碎分方法来形成巷道拱顶,同时也形成巷道的侧面.在完成巷道完全三角剖分的基础上:引入ACIS技术将巷道进一步转变为三维实体,从而可以实现各种三维实体的布尔运算.巷道三维实体模型的建立已应用到实际矿山,为采矿作业及研究打下了基础.     

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。     

二三维一体化技术在地下综合管网系统中的应用

通过GIS技术对地下管网进行管理,实现管网二维展示和空间分析是管网系统须具备的基本功能,在管网三维展示功能方面,多数管线系统不能实现二三维数据同步更新。文中基于ArcGIS Engine平台实现了临潭县地下管网二三维展示、更新、联动一体化管理。     

3Dmine矿业软件在矿山测量工作中的建模与应用

文中详细分析3DMine三维矿业软件的主要功能特点和三维可视化成图,通过与全站仪、其他平面成图软件格式文件建立测量数据库,并在此基础上构建了地表表面模型、井巷工程、矿体、空区、夹石、主要构造等实体模型,完成矿山三维数字空间模型的建立。同时根据建立的矿山三维数字空间模型快速实现地质分析和储量估算、开拓设计和采矿设计、工程量验收等工作。实践证明该软件对于提升矿山测量技术水平和生产技术管理能力有着很大的推动作用。同时,通过建立矿山三维数字空间模型,提升了数字矿山建设科技水平,提高了矿山综合经济效益。     

井巷围岩三维应力的边界元分析

井巷围岩应力分布是井巷设计及巷道稳定性分析的重要依据。为求解未来巷道围岩的应力及位移,总是把本来就处于三维应力场的长巷道或井筒简化为二维问题。其主要原因是由于按二维求解偏于安全,认为二维应力与三维应力差别不大,同时也由于三维应力分析比较复杂,并且常受计算机内存的限制。为解决经济效益与安全系数的矛盾,应立足于精确地设计,因此,进行井巷围岩三维应力分析颇有必要。边界元法是围岩应力分析的有效方法,用于三维应力分析也是可行的,笔者曾用不连续应力法分析了空洞周围应力及位移问题,现作简要介绍。     

基于AutoCAD 2012数字地图二三维一体化研究

文中基于AutoCAD 2012软件,将研究区的平面数据与空间数据相结合,实现研究区二三维一体化模型。此研究回避了数据向其他三维建模软件转换的问题,极大地缩小了因数据格式转换产生的误差。研究集合二、三维系统各自的优点,利用二、三维联动的方式,实现数字地图三维模型与空间分析的一体化。     

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。