基于小波变换图像融合的采矿工艺虚拟现实研究

为了科学合理设计采矿工艺,采矿工艺虚拟仿真系统建设迫在眉睫。基于小波变换图像融合理论,采用虚拟仿真技术和三维可视化技术,建立了采矿工艺虚拟现实仿真系统。该系统以小波变换的图像融合算法为核心,对多通道画面进行有机融合,以虚拟现实仿真系统为平台,通过多通道叠加投影实现虚拟现实仿真。结果表明:该系统不仅可以让用户完全沉浸在虚拟的矿山场景中,而且还可以从视觉、听觉、触觉等人类自然的感知能力与虚拟场景进行实时交互,实现了矿山生产环境、采矿工艺、人员和设备状态的实时仿真。     

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。     

Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发

针对传统三维虚拟矿山在模型建模、信息交互、属性查询及应用平台等方面的不足,借助Unity3D实现实体矿山的虚拟仿真;通过搭建虚拟矿山仿真架构,利用AutoCAD、3d Max建立虚拟矿山的三维场景模型;基于Unity3D进行虚拟矿山的集成、辅助场景、漫游系统和避灾路线模拟。结果表明:虚拟矿山系统的建立,实现了矿山开采环境仿真以及开采过程模拟,为矿山安全培训教育、作业人员避灾自救及矿山应急救援组织决策等提供了三维立体仿真指导,对其他类似矿山的数字化建设具有一定的借鉴意义。     

金属矿地下开采工艺动态可视化仿真系统框架及实现方法

对金属矿地下开采工艺流程进行了分析,运用系统分析方法与面向对象的设计理念,构建了金属矿地下开采工艺动态可视化仿真系统。阐述了系统功能,建立了系统框架,包括采矿工艺模型与设计、调度、执行和显示控制4个模块。在此基础上,提出了构建该系统的5项关键技术。最后以下向分层胶结充填开采工艺为例描述了仿真系统内部的模拟过程和数据流程,说明了构建金属矿地下开采工艺动态可视化系统的可行性。     

大型铀矿床全寿命期虚拟仿真系统开发

某大型铀矿床位于中国北方生态脆弱地区,其资源量大、矿体缓薄,矿床前期开发决策难度大。采用虚拟仿真技术,构建矿山三维模型,结合矿床开采时序,实现对矿山开采过程全寿命期的动态仿真,动态展示矿山生产环节和施工工序,为矿床开发决策提供依据。通过开发全寿命期的虚拟仿真系统,为该大型铀矿床开采工程规划和设计数据的综合与解释提供了独特的虚拟环境,展现了矿床未来开发场景,初步验证了矿床整体开采方案的合理性与可行性,为矿床开发奠定了基础。     

三维虚拟采矿系统实体矿床模型的构建

三维实体矿床建模技术是构建三维虚拟采矿系统的基础,借助三维实体矿床模型可建立三维动态仿真环境,实现采矿设计与生产计划等系统的有效集成,使采矿工程设计和计划在投入运行之前得到证实.阐述了实体矿床模型研究现状和三维虚拟采矿系统实体矿床模型的构建技术,简要介绍了三维虚拟采矿系统组成.     

基于Agent的金属矿地下开采工艺动态仿真系统

为了改善金属地下矿生产计划手段，便于多方案对比、优化开采工艺过程和预演地下矿开采运行状态，运用面向对象的设计思想，给出了金属矿地下开采工艺的逻辑表征方法，提出了金属矿地下开采流程及环节仿真系统的调度与执行技术，建立了以效率最大化为目标的开采任务调度算法模型和基于Agent的采矿工艺过程仿真模型，包括状态表征、流程控制、实体活动及相互协作等方面。最后基于Eclipse开发环境，运用Java语言及Jade、 JFreeChart、JGraph等工具，开发了金属矿地下开采工艺仿真调度与执行模型的系统原型，为深入研究金属矿地下开采工艺流程及环节的整体仿真奠定了基础。     

红岭铅锌矿的虚拟现实系统

根据红岭铅锌矿的实际情况,基于VR技术建立了一整套矿山虚拟现实系统。针对VR技术在矿山中应用的不足之处,对虚拟现实系统构建软件进行了二次开发,加强其对外部数据的集成与可视化,实现对微震数据、应力场、位移场、塑性区以及理论计算结果的真三维显示。该矿山虚拟现实系统不仅包含了地表、工业场地、矿体、井巷、采场以及回采动画等矿山三维模型场景,还包含了一些数据、数值结果的显示,具有虚拟场景漫游、信息查询、数据立体呈现和交互控制等功能。针对红岭铅锌矿的大量采空区,通过对虚拟现实系统中众多重要三维数据的联合解读和分析,实现对采空区围岩稳定性的评价以及危险区域的确定,提高了VR技术在矿业领域的应用性。     

三维虚拟仿真技术在矿山生产工作中的应用

本文基于山东蓝光软件有限公司自主研发的仿真系统深入分析三维虚拟仿真设计理念,建立双滚筒采煤机三维模型,结合Lk Globe软件进行井下生产场景的搭建,在实现人机交互的同时,利用三维可视化技术实现对矿山工作环境漫游。三维虚拟仿真技术的易用性和可交互的特点可为矿山生产提供有效技术支持,通过教育培训,将极大提高人员素质和矿山生产效率。     

透明矿山建设与推进的思考

透明矿山建设可分为矿山外部生产环境透明化建设和矿山内部生产环境透明化建设,前者通过建设矿山多源数据协同共享平台消除困扰矿山的"信息孤岛"和"子系统孤岛"现象,实现对矿井生产过程中人-设备-环境所产生基础多源大数据的透明化管理;后者通过智能算法对反演模型的优化以及通过构建约束模型耦合基于平台实时获取的巷道、钻探以及回采动态揭露的多源先验数据,提高矿山地质勘探的精准性。透明矿山建设涉及范围广、实施难度大,通过对矿山生产各专业信息的逐步积累和充分挖掘利用,逐步提高矿井安全隐患、水、瓦斯等更大范围和更高维度的透明化建设,为矿山的智能无人开采提供精准数据支持。     

三山岛金矿连续规模化智能开采工艺研究及应用

过去的数十年,地下金属矿山采矿方法在崩落、空场和充填三大类的基础上,通过不断地改进和完善,形成了各种各样的采矿工艺,为我国地下金属矿山安全高效回采提供了设计依据。但当前开采工艺仍存在着开拓、采切工艺复杂,安全性差,生产能力小等突出问题,制约了资源安全高效开发。结合矿山生产实践,阐述了地下金属矿山生产模式及开采工艺演化过程,以三山岛金矿无人采矿示范区为工程背景,研发了连续规模化智能开采工艺,即采用连续分段空场嗣后充填采矿法对矿石进行回采,从开采工序连续性、地压调控及时性、采矿设备适配性三方面设计了开拓方案、采矿工艺及铲装运输环节,可为具有类似条件的矿山生产设计提供参考。     

矿山安全监测新技术研究及其在安全管理中的应用

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽矿山,其采矿深度已达1 200 m以上,是国内开采深度最大的金属矿山之一,井下开采系统复杂。为实现矿山的安全高效开采,研究采用了先进的集群无线漏泄通信系统、电视监控系统、微震监测系统,有效的防止了矿山安全事故,提高了矿山开采的生产效率。     

我国地下金属矿山采矿技术现状和发展趋势

介绍了"十·五"期间我国地下金属矿山采矿技术在大间距集中化无底柱高效开采工艺技术、地下金属矿山元废开采技术、矿山废弃空间处理与处置矿山废弃物综合技术、地下金属矿山地压监测与控制技术、露天转地下开采平稳过渡及联合开采技术、地下金属矿山联合采矿技术、地下矿山缓倾斜薄到中厚矿体开采技术、地下贵重金属矿山开采技术等领域的研究现状和取得的研究成果.分析了国内采矿技术的发展趋势,提出了我国今后采矿技术的研究方向.     

融合传感数据和模型的采煤机VR系统研究

为了提高采煤机虚拟现实（VR）系统的场景显示效果，首先构建了采煤机姿态虚拟仿真方法流程，设计了采煤机VR系统总体架构；确定了以UDP网络协议为基础的采煤机实时传感数据流通信方法，提出了基于采煤机状态的实时模拟量数据插补推测融合算法；结合物理光照模型、实时渲染等新兴技术，提出了采煤机关键监测数据的实时特效渲染及传感数据和模型融合渲染方法，为采煤机VR监控提供了准确、直观和真实的表达方案。搭建了采煤机VR监控实验平台，验证了所设计采煤机VR系统的可行性和实用性。     

“十五”金属矿山采矿技术进步与“十一五”发展方向

为了促进金属矿山科技进步和“十一五”金属矿山科技工作的开展,对“十五”期间我国金属矿山采矿技术取得的成就进行了总结,提出了“十一五”我国金属矿山采矿技术的发展方向。总结认为“十五”期间我国陡坡铁路运输工艺的研制成功,大间距集中化无底柱采矿新工艺,深部矿床开采关键技术研究等课题极大地推动了金属矿山的技术进步;分析认为我国露天开采转入地下开采技术研究工作已滞后生产实践的需求,深井矿山开采仍有大量技术问题没有解决,复杂难采矿床开采技术难度越来越大,采矿技术装备与国际先进水平仍有很大差距,数字矿山的建立还处于起步阶段等;对此,提出了开展深凹露天矿新型运输设备与工艺研究、露天地下联合开采研究、深部矿体和复杂难采矿体开采技术研究、数字矿山研究及金属矿山循环经济研究等发展方向。     

金属矿地下开采的计算机辅助设计

在得到布鲁塞尔欧洲共同体赞助的科研项目“坑内金属矿采矿布置的计算机辅助设计”中,伦敦帝国大学(皇家矿山学院)、柏林自由大学(数学地质工作组)、柏林技术大学(采矿研究所)密切合作,研究出了一种新构思,解决金属矿坑内开采的设计及其最佳化。研究工作的目的是建立一个以电子计算机为基础的组合设计系统。借助这套系统,地质学家和采矿工程师能对一个采矿工程进行分析并使之最佳化,内容包括地质、地质统计、岩石力学、采矿方法、设备选择、采矿进度、经济评价和进度计划。     

透明化矿山管控平台的设计与关键技术

在分析国内外研究现状的基础上,提出了透明化矿山的概念和核心内容以及构建透明化矿山需要遵循的5个原则,并基于空间信息技术的最新发展,阐述了包括三维引擎层、智能煤矿平台层和生产操作层的透明化矿山系统构建的体系架构,并针对煤矿井上下空间对象的建模规范、多源时空数据的存储与集成、高精度地质体模型的构建和动态修正、海量数据三维可视化、机电设备模型构建与仿真以及自动化远程可视化控制等关键技术问题提出了解决方案,为矿山的透明化远程管控提供参考。部分技术已在阳泉煤业（集团）有限责任公司得到实际应用。     

可视化矿山的发展现状及关键技术

可视化矿山的建设是智慧煤矿的重要组成部分。通过总结目前可视化矿山的国内外发展现状,分析了可视化矿山建设存在的若干问题,结合模拟仿真、多场智能监测监控、大数据处理、物联网与互联网+等先进技术手段,提出了可视化矿山的建设应包括数据可视化、模型可视化、场景可视化和沉浸式(CAVE)可视化4个方面。同时,提出了以采矿模拟仿真的可视化矿山建设为基础,自动化和信息化建设为手段,智能化开采为目标的新型采矿研究体系,设计了由设备感知层、网络数据处理层、关键技术应用层和协同管理层构成的系统总体架构,形成了"一个核心(可视化矿山建设为核心)、多类数据库(数据库是可视化的载体)、一个标准平台(多信息融合)和一个服务目标(协同管理与决策)"的技术框架,基于2类3种(文档型和关系型2类,结构化、半结构化和非结构化3种)数据的处理和信息展现,实现4A式(Anyone、Anytime、Anywhere和Anydevice)关联互动平台。根据煤矿生产实践环节,针对矿山作业环境的特殊性和复杂性、安全隐患的不确定性、生产数据多样性与容量巨大性等实际问题,提出8个可视化矿山建设的关键应用技术:三维立体仿真模型、开拓和开采方案设计、矿井风量风速配置、专家决策、动态处理、危险源辨识与预警以及建立数字化集成操作平台,实现各生产环节的信息融合和智能化协同生产,促进煤炭资源的安全绿色开采。     

基于无人机影像的矿山动态监测方法

近年来,随着矿产资源开发和利用活动的不断增加,采矿企业安全、合理、合规生产变得尤为重要.但部分矿山在开采过程中,越界开采、超限开采、擅自改变开采矿种等多种违法行为时有发生.为了促进我国矿山企业绿色高效安全生产,对矿山开采进行动态监测十分必要.为此,以无人机影像数据为主要数据来源,首先针对相关矿山开采违法行为设计了矿山开采越界监测、矿山开采量监测、矿山剩余储量监测、矿山多期比对变化监测等矿山开采动态监测关键算法;然后在SuperMapObjects二次开发平台基础上设计并开发了一套矿山动态监测系统,以期为矿山动态监测提供可视化工具,为矿山违法开采判定提供技术支撑.与传统的矿山开采监测相比,所构建的矿山动态监测方法大大减少了相关技术人员的工作量,节约了大量的时间成本,具有较好的应用价值和推广前景.     

虚拟现实在矿山人员安全培训中的作用(一)

近年来在虚拟现实技术 (VR———VirtualReality)方面取得的进展为改善矿工、监察和管理人员的安全培训创造了机遇。VR有潜力使矿山人员以安全、良好的视觉和交互的方式置身于危险境地 ,并能建立总体的布局、动态的作业和开采环境下的模拟。这一虚拟矿井能允许采矿人员在其中自由走动 ,在关键的地方作出决策。同时 ,不论决策的正确与否 ,其结果都会立即反馈给受训者