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。     

二三维数据一体化在数字井巷工程中的研究与实现

为了解决了传统的数字矿山井巷工程系统中二三维数据分离存储、数据更新维护不方便以及二维与三维功能难于集成的问题,文中在分析了二三维一体化技术体系原理的基础上,阐述了如何定义二三维地下巷道数据结构;介绍了如何根据二维矢量数据自动创建三维巷道模型,使得二维和三维数据在数据模型和结构上具备良好的兼容性,并在数字矿山井巷工程中实现二三维数据的一体化。     

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AutoCAD构建地下矿三维开拓立体模型

地下矿三维开拓立体模型图可以非常直观的表达三维采矿工程,对矿山设计和生产管理都有着现实意义.基于AutoCAD平台的二次开发技术,使用实体模型构建中放样功能,开发出三维井巷模型构建模块.依此为基础,制定地下矿三维开拓立体模型构建一般流程,以具体矿山开拓系统建模为例,明确建模方法步骤,实现了地下矿三维开拓立体模型构建.研...     

矿山采空区对开拓系统影响的定性分析及快速呈现

采空区是矿山安全生产的重大隐患，尤其一些小型民营矿山，井下采空区错综复杂，对矿山的安全生产影响较大。开拓巷道作为矿山生产的咽喉，必须布置在采空区移动影响范围之外，确保安全可靠。小型民营矿山常采用较低成本的斜井开拓，斜井工程很难直观从平面上分析与采空区的相互关系。在Autocad平台下，通过建立矿山开拓系统和采空区实测的三维立体图，可直观呈现采空区与开拓系统的空间关系。在Autocad内以空间体形式展示采空区移动影响范围，可快速定性分析采空区对开拓系统的影响，为矿山安全生产作出决策。     

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。     

基于3DMine软件的三维建模及爆破设计

采用三维可视化建模技术建立三维矿体模型和巷道模型,并进行中深孔爆破设计,总结在建模和设计中遇到的问题及解决方法。通过3DMine软件建立的三维数字模型,不仅可以直观形象地了解矿体空间形态、井巷工程布置及空间位置关系,还可以为矿山设计、生产和管理等提供初步指导,满足矿山的实际需要。     

三维可视技术在井下矿山的应用

建立矿山地质体以及井下工程的三维模型,并实现三维模型的可视化,可以使人们直观地看到矿山地质体以及井巷工程的分布、资源的开发情况,从而为矿山的找矿、探矿、采矿以及生产管理的科学决策提供依据.以高峰公司矿山为例,阐述了用SURPAC软件建立矿山三维模型及实现可视化的基本流程和方法.     

基于ArcGIS数字矿图制作方法研究

由于矿山生产的复杂性、多变性,所使用的矿图也具有种类繁多、内容复杂、变化大、重复性强等特点,传统的矿图制作方法已难以满足矿山信息化、数字化、现代化的需求。提出采用地理信息系统技术、空间数据库技术研究数字矿图的制作方法与流程,解决了矿山属性数据与空间数据的一体化存储管理,为实现数字矿图制作提供了解决方法,可以实现二维、三维数字矿图制作。     

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。     

矿山平巷与立井复合模型构建方法研究

数字矿山已经成为一个研究的热点,而矿山巷道作为整个矿山生产的核心组成部分,是矿山可视化中最直观的部分。在分析现有的巷道三维建模的基础上,采用"分而治之"的思想,提出了针对巷道网络内立井与平巷的相交模型的构建方法——剖分建模法,将相交部分剖分成3个独立的实体和2条空间曲线。通过具体的分析计算,求解出这2条空间曲线的离散点,采用相邻轮廓线构模法,将立井的三维模型构建出来,结合对称建模法构建平巷的三维模型。然后将这3部分组合在一起,构成了立井与平巷的相交模型,保持了巷道内的连通性,且生成的模型是无缝集成的。实例表明,该方法在构建平巷与立井的相交模型中是可行的。     

地下矿山空区失稳三维探查及可视化安全分析

针对某金属地下矿山I号矿床采空区失稳垮塌致使周边巷道遭到破坏的工程实际, 采用空区探测系统(CMS)对垮塌空区进行了现场三维探测, 获取了采空区失稳垮塌三维信息; 运用三维建模软件Surpac分别构建起垮塌采空区及其周边巷道的三维可视化模型, 以此为基础有效地确定了因采空区失稳垮塌致使巷道破坏的位置、范围和程度, 提出了采空区垮塌后给周边的凿岩、回风井等工程巷道带来的安全隐患。 实践表明, 这种基于空区失稳三维探查的可视化安全分析方法, 可直观、准确地掌握采空区失稳破坏相关信息, 从而为矿山制定科学合理的治理方案提供可靠的依据。     

基于3D激光扫描的金属矿测量方法研究

激光扫描技术具有快速性,不接触性,实时、动态、主动性,高密度、高精度,数字化、自动化等特性,正好适用于露天矿的地面和地下测量。用露天矿的激光扫描数据,建立了露天采区三维高精度模型,为矿山设计、矿山生产及数据动态管理提供可靠信息,另外把激光扫描技术用于地下巷道进行测量,迅速建立好巷道模型,直观地获取了各巷道之间的空间关系,为“数字矿山”提供全面、高精度数据。提出了提高坐标纠正精度的方法和月采矿量的测量原理。     

一种新的三维巷道建模数据模型研究

提出了一种新的三维巷道数据模型。该数据模型以半巷道体为基本的三维构模体元,并根据该体元,抽象出构成该体元的5种基本的构模元素点、弧段、特征连接线、巷道剖面以及基础面元。在对该体元模型进行分析的基础上,详细探讨了该体元所有可能的11种基本类型,并分别给出其三维模型示意图。以这些半巷道体体元模型为基础,就可以构建出完整的地下矿山巷道网络。该项研究丰富了数字矿山理论,对矿山安全生产具有重要意义。     

矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术研究

以城市三维地质勘察管理信息系统为例，分析了地形三维数据模型的可视化表达与建模方法；基于组件GIS技术，通过将二维和三维空间信息统一在一个平台和数据模型下，建立了矿山三维地质勘察可视化管理系统。该管理系统可实现对数据的可视化管理及实时更新。可打印输出和三维显示地质图，并具有多种查询功能。对矿山地质体的空间数据管理和可视化表达，从理论、模型及技术实现上作了探讨。     

煤矿井下三维巷道的空间数据及拓扑关系研究

文章针对煤矿井下巷道的特殊条件,深入研究了巷道的数据来源和选择巷道三维数据模型的原则,继而把巷道抽象成巷道线,深入分析了巷道线的空间拓扑关系,包括结点之间的拓扑关系,弧段与结点的拓扑关系,巷道线与结点、节点之间的拓扑关系,结点、节点、弧段和巷道线之间的总体拓扑关系。     

煤矿三维地质模型动态修正关键技术

煤矿生产数据具有动态变化的特性,平面数据、剖面数据和三维地质模型需要随着矿山开采不断进行动态的修正和更新,使其对地下生产对象的表达越来越精确。但是,现阶段研究三维地质模型以静态建模为主,对模型数据更新处理的操作复杂,需要进一步深入研究三维模型的动态修正问题。研究提出利用最新的生产数据、修正的模型数据等对三维地质模型进行动态修正的流程及技术框架;对实现过程中所用的相关技术进行了研究,包括平面-剖面对应算法、膨胀搜索算法、样条曲面算法、平滑过渡算法等关键技术,实现了三维模型的局部动态修正;通过应用模型动态修正技术,使煤矿三维地质模型能够及时更新各类数据,更加真实的反映煤矿当前生产状况,提高了三维地质模型的动态更新自动化程度及实用性。相关成果在王家岭煤矿进行应用实践,证明了研究方法的有效性。     

基于Unity3D的虚拟矿山漫游仿真系统设计与实现

针对三维虚拟矿山系统在高逼真度、强交互性和跨平台等方面的不足,提出了一种基于Unity3D平台的三维虚拟矿山的实现方法。其主要过程：采集矿山的地形地质等三维坐标数据、属性数据,建立矿山三维模型,并导入到Unity3D引擎中,对数字矿山进行实时渲染并实现三维模型数据与二维空间数据整合,在此基础上利用C#语言编写脚本实现系统功能,最后将虚拟矿山漫游仿真系统移植到多个平台上。根据唐山钱家营煤矿的测试结果,该系统实现了在3种平台(Windows、安卓智能手机、Web网页)上均流畅运行,画面真实,界面友好,实现了虚拟矿山漫游仿真以及矿山属性信息的查询等功能。     

基于OpenGL的三维巷道可视化研究

在分析矿井巷道数据获取及其特点和三维数据模型的基础上,着力研究如何构建三维巷道内部的三维显示,并且利用VC 结合OpenGL技术初步实现巷道的三维立体显示。