基于虚拟现实的煤矿可视化安全培训研究

煤矿安全培训普遍存在着教师资源匮乏、培训方式单一、培训内容陈旧和学员缺乏积极性等问题,而虚拟现实技术具有沉浸性、交互性和构想性等特点,是提高煤矿安全培训效果的有效技术手段。通过综合利用CAVE系统、单屏全息系统以及多人协同系统等多种虚拟现实装备,将其应用于不同的煤矿安全培训场景,并构建全面支撑虚拟现实装备运行和支持各类安全培训内容的软件支撑平台,从而提供了一套基于虚拟现实技术的煤矿可视化安全培训解决方案,能够有效地解决煤矿安全培训面临的诸多问题,对煤矿安全培训工作具有较好的应用价值。     

基于创新型人才培养的采矿工程专业毕业设计质量保障体系建设

采矿工程专业毕业设计是毕业前的一个重要实践性教学环节,也是运用所学知识进行的一次理论联系实际的全面系统训练,更是对学生学习效果的一次全面检验。本文分析了太原理工大学矿业工程学院采矿工程专业毕业设计中存在的问题,提出了建立一套完整的、适应创新型人才培养的采矿工程专业毕业设计质量保障体系,以培养新形势下掌握现代采矿理论、工程实践能力强,具备较强的创新意识和创新能力的高级采矿工程技术人才。     

虚拟现实技术在煤矿安全培训中的应用

传统煤矿安全培训形式难以满足提高煤矿工人安全意识,减少引发事故的人为不安全因素的培训需求,因此基于虚拟现实技术,利用Vega和VC++软件环境、桌面式虚拟现实平台,开发了煤矿安全培训虚拟现实系统,在煤矿安全培训中实际应用情况表明:由于虚拟现实技术具有交互性、形象感和沉浸感的特点,因此在对典型煤矿事故案例进行分析讲解时,易于被不同文化层次的人员所接受和理解,对于提高安全培训效果和质量具有一定的应用价值.     

虚拟矿山安全培训系统框架及关键技术研究

采用虚拟现实技术,构建了井下生产的虚拟环境,并以此为背景,对矿山安全培训系统进行模块化的总体规划,设计了采掘VR安全培训的系统框架,介绍了系统开发中所应用的实时3D虚拟场景的生成、虚拟场景内部对象的生成、立体显示与传感等关键技术。最后利用矿山实际数据,运用基于图形与图像的混合建模方法进行场景建模,在此基础上,根据矿山安全培训的特点设计了“虚拟灾害环境”和“问答板”两种安全培训方法,由此使虚拟现实技术在矿山安全培训中的应用又上了一个新台阶。     

基于Virtools的矿井火灾救援VR培训系统开发

当煤矿井下发生火灾事故时,矿山救护队的救灾能力和专业水平对救灾效果起着关键性作用。基于Virtools开发矿井火灾救援虚拟现实培训系统,利用虚拟现实技术仿真井下火灾事故场景,并对矿山救护队员进行模拟培训,目的在于提高救护队的井下应急救灾处理能力,强化救护队的防灭火技能。该培训系统在开滦国家应急救援基地实际应用证明其具有良好的培训效果,为虚拟现实技术在我国矿山应急救援方面的应用与研究提供了一种新的思路。     

虚拟现实技术在煤矿培训教学中的应用

从煤矿培训教学的现状出发,在重点分析虚拟现实技术在煤矿培训教学中作用的基础之上,提出了虚拟现实技术在煤矿培训教学中应用的具体方法。     

矿山虚拟实训系统构建与研究

为了解决矿山人才短缺、工人培训成本高、设备操作不专业等问题,矿山虚拟实训技术应运而生。目前矿山虚拟实训技术应用缺乏系统化的顶层设计,本文从矿山企业自身特点和培训的需求出发,并结合虚拟现实技术的特性,从虚拟实训的业务角度、安全行为角度以及培训管理的角度构建了矿山虚拟实训系统框架。针对矿山生产业务实训、安全教育实训以及虚拟实训平台管理三个方面内容的应用展开讨论和分析,研究结果表明,综合应用多媒体、三维建模、人机交互等信息化、数字化、智能化技术手段的矿山虚拟实训系统可以很好地解决工人语言不通、培训成本高、设备操作专业性、安全教育直观性等问题。虚拟实训系统平台可以为全矿各个岗位的技术人员提供系统的、全面的业务培训、安全教育和课程管理,进而可大幅度提高矿山员工培训效果。     

基于VR仿真技术的矿山安全培训系统的设计与实现

采用虚拟现实的方法与技术,构建了井下生产的虚拟环境,系统开发中遵循面向对象原则,利用OpenGL技术对矿山安全培训系统进行模块化的总体设计,并在此基础上,根据矿山安全培训的特点提出了问答板这一交互手段.     

虚拟煤矿安全培训系统的总体设计

传统的煤矿安全培训很难达到预定的安全培训效果。具有沉浸、交互和构想三大特征的虚拟现实技术可以为煤矿安全培训提供理想的平台。阐述了虚拟煤矿安全培训系统所需的软硬件支持,对虚拟煤矿安全培训系统的功能构成提出了看法,从而可为虚拟煤矿安全培训系统的开发及将这一系统应用于国内煤矿安全培训打下基础。     

自学习液压支架虚拟装配交互系统

随着现代科技的发展,虚拟现实技术在培训和教学领域的应用越来越广泛。基于虚拟现实技术,使用HTC Vive Pro头戴式显示器作为呈现设备,Spring-Vr MIIglove Pro虚拟现实手套或Spring-Vr MIIsuit套装或Vive手柄作为交互设备,以Unity 3D作为开发平台,开发了一种自学习液压支架虚拟装配交互系统。该系统可以学习装配人员的装配顺序,并根据学习结果智能推荐装配顺序,帮助培训和学习人员更好地进行相关学习。     

新常态下《采矿学》课程教学研究与探讨

《采矿学》是采矿工程专业最为核心的专业课程之一,其教学效果的优劣对煤炭行业的健康发展有直接关系,随着我国社会经济发展进入新常态,所带来的严峻形势使得《采矿学》课程教学面临着更大的挑战与更高的要求。针对新常态下煤炭开采技术新要求所带来的问题,研究了《采矿学》课程教学存在的问题,揭示了当前课程教学已不能满足社会发展的需求,提出了《采矿学》课程教学“优化教学内容,构建新型教学模式”、“优化教师梯队,加强教学团队建设”、“强化实践教学,注重创新能力培养”、“强化过程考核,促进综合能力提升”的改进措施。西安科技大学《采矿学》课程教学实践效果表明,改进措施取得良好的效果。     

采矿工程专业科技英语教学模式探讨

采矿工程专业科技英语是在这些采矿专业课程学习的基础上开设的一门课程,旨在让学生掌握采矿工程专业知识对应的英文表述方法。现如今,采矿工程专业科技英语教育模式仍旧存在很大的问题,学生基础差、积极性不高、学生缺乏明确的学习目标等,且部分高校存在教育资源的缺陷、教材选取不当、教学模式陈旧等问题。针对这些教学问题,本文分析了采矿工程专业设立科技英语教学的目的,并提出了促进采矿工程专业科技英语教学模式更新的办法。     

基于虚拟现实技术的岩石力学数值计算与三维可视化

随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟在采矿工程中均得到了广泛应用。一方面,作为一个综合展示平台,虚拟现实系统可以将矿山的生产进度、采矿方法、人员设备等信息综合集成处理并进行实时显示,但其缺乏围岩的应力场、位移场等安全性相关的数据资料;另一方面,岩石力学数值模拟方法虽然可以计算获得围岩的安全性信息,但是其后处理的显示功能偏弱。因此,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟方法在功能与效果上各具优势、互补性强。以新城金矿为例,综合运用2种技术手段,并最终达到优势互补的效果。研究内容对有条件应用虚拟现实技术与岩石力学数值模拟技术的矿山有重要的借鉴意义。     

虚拟现实技术的发展及其在矿业中的应用

介绍了虚拟现实 (VR)技术的基本概念、系统构成以及在矿业工程方面的应用现状 ,展示了虚拟现实技术在矿业中应用的广阔前景。     

金川二矿区16行垂直矿柱安全高效回采实践

分析16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用,以采场稳定性为基础,研究金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱资源回采技术,开展矿柱安全采矿设计和回采实践。结果表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。实践中有效回采了16行垂直矿柱资源。     

人工智能背景下采矿系统工程发展现状与展望

随着以人工智能为核心的第四次工业革命的到来,采矿系统工程作为采矿工程与系统工程的交叉学科方向,迎来了前所未有的发展机遇和挑战。首先梳理了采矿系统工程涉及的基本理论和研究方法,在此基础上对人工智能技术在采矿系统工程中的发展历史进行了回顾,通过对研究现状进行分析,综述了当前人工智能、大数据背景下采矿系统工程的研究方法和研究应用对象,最后指出了未来采矿系统工程在跨学科应用、大系统优化及智能采矿方面的发展趋势。研究表明：以进化计算和机器学习为代表的人工智能技术,在新一代新能源智能化无人采矿装备,无人采矿新技术、新工艺及新模式,采矿生产各工艺流程智能化和多系统融合大数据平台等4个重要发展方向中将发挥越来越重要的作用,是未来引领智能矿山建设的核心技术,人工智能技术与传统采矿工艺的结合必将推动采矿系统工程学科进入全新的发展阶段。     

岩石力学数值模拟方法用于采矿工程的技术经济探讨与教学实践

结合采矿工程特点以及岩石力学数值模拟方法的发展现状,分别从技术、经济与人才培养三个方面对数值模拟方法在采矿工程中的应用问题展开探讨。采矿工程在力学背景、工程稳定性要求及价值目标等方面均有别于其他岩石工程,这对其选择何种方法解决生产过程中遇到的岩石力学问题有显著影响,突出表现为成本的敏感性。由于模型误差、参数选择误差和监测数据反演误差等系统性误差的客观存在性,这导致数值模拟方法在预测岩石力学问题的精确度(可靠性)方面存在着发展的"上限"。而采矿工程中的岩石力学问题对计算及预测精确度的需求存在"下限",因此,只要保证数值模拟方法预测的精确度"上限"达到采矿工程需要的"下限"即是其成功的应用。岩石力学数值模拟方法预测的精确度与成本投入之间存在一定的正相关关系,机会成本及决策风险控制因素对矿山企业应用岩石力学数值模拟方法的效果有重要影响。此外,高等院校在采矿工程人才培养方面加强岩石力学教育,为矿山企业输送具有较高岩石力学素质的采矿工程师,将是引领矿业技术进步的重要组成部分。     

金属矿床地下开采方法三维建模技术研究

三维建模技术在各领域应用广泛。矿业领域中,采矿方法三维建模技术是矿山数字化的基础。一个兼容性良好的采矿方法三维模型能够满足教学演示、三维仿真场景搭建及物理模型输出等多方面要求。工业领域建模技术发展较为完善,矿业领域复杂地质体等矿业领域的建模技术也早有学者涉略,但完整的采矿方法三维建模却缺少一套系统的方法。本文依托三维建模软件,基于工程实践二维图纸,结合工业领域建模经验,就采矿方法三维建模技术进行研究,提出基于三视图的三维模型重构法,采用B-Rep模型和CSG模型组合的方式,实现采矿方法三维模型的快速构建。重构的三维模型能够满足教学演示、三维仿真场景搭建与物理模型输出要求。     

虚实结合的地质工程实践教学方法改革探索——钻探虚拟仿真实验教学平台研究

虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术,就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术,将其应用于钻探科研、教学、训练等,对于钻探行业来说,是一次创新尝试。研发的钻探虚拟仿真实验教学平台,融入了钻探专业教学积累和计算机虚拟仿真技术等多个学科,解决了以往高校钻掘工程专业学生生产实习的诸多困难。虚拟钻进仿真平台已陆续为多个相关专业提供虚拟仿真教学,受到了各专业学生的欢迎,收到了良好的教学效果。该平台还可应用于各单位钻探技术人员、操作人员等的操作训练,以及科研和技术服务工作。     

3D打印矿山“标准零件”实体模型构建及应用研究

利用3D打印技术构建矿山实体模型对指导采矿教学和矿山生产具有重要意义。针对采矿工程的复杂性和桌面3D打印机的容量限制,提出构建矿山模型 “标准零件”的新思路,即将矿山中的井巷、底部结构、硐室等要素进行分类,按照特定的规则设计相应的“标准零件”和连接件,通过3D打印技术打印成实体,组装成任意矿山模型。该方法实现了采矿模型从虚拟三维到现实三维的转变,并具有通用性、可重复性和易组装性等特点。研究成果应用到教学当中不仅能克服传统教学模式的缺点,更能提高学生的学习热情和创新意识,而将矿山数据信息集成到3D打印实体模型中,可以为矿山安全生产决策提供依据与手段。