三维采矿设计软件在智能矿山的实践应用

本文通过介绍3DMine三维矿业工程软件在某金矿地质、测量、采矿等方面的一些实际应用,研究了三维矿业软件在智能矿山建设中的作用,建立了三维矿业软件在矿山生产中的工作流程,提高了各专业的办公效率。     

山东黄金数字矿山建设实践

本文介绍了山东黄金数字矿山的建设背景和逻辑框架,论述了数字矿山的建设内容,包括基础平台的搭建、基于矿业软件的地质资源三维可视化、自动控制系统建设、安全生产监控与集成系统建设、协同化的安全生产管理系统开发和信息综合服务系统开发与应用等.对数字矿山的建设与应用效果进行了总结,系统建设经验和策略可供金属地下矿山参考.     

金徽矿业郭家沟铅锌矿智能矿山系统建设

我国正处在矿业3.0向矿业4.0转型的重要时期,推进绿色矿山和数字化矿山建设已成为矿业转型升级的必由之路。本文以金徽矿业郭家沟铅锌矿为研究对象,将移动互联网、物联网、云计算、大数据技术、虚拟化技术等信息技术应用于矿山的生产及管理过程中,对矿山地质板块、采矿板块、安全管控等方面进行了智能化升级改造,实现了矿业开发互联化、物联化、数字化、感知化和智能化,从而确保矿山安全生产,提高矿山生产效率,最终实现无人矿山、安全矿山、智慧矿山。取得了明显的经济、社会效益的同时,也为同类型矿山进行智能化升级改造提供了参考和借鉴。     

地质统计学在多金属矿山数字化中的应用

阐明了地质统计学是矿床学、找矿地质学、矿山地质学、采矿工程学与统计学相互结合的产物,它解决了矿业开发中的一系列地质技术经济参数的估值和预测问题。以大型矿业软件Surpac为平台,应用地质统计学的理论方法,建立矿区的数学模型,并实现了研究区锡元素变异函数的模拟,建立矿体的品位模型,用克里格法进行了储量核实。     

3Dmine矿业软件在露天采矿计划中的应用

随着采矿科技的发展,三维矿业软件集合地质、测量、采矿规划等综合信息,对矿产开发三维角度进行科学规划与管理,相比二维软件在日常采矿管理中大大提高效率与精准度,结合3Dmine三维矿业软件对露天采矿计划的设计,供同类矿山借鉴推广。     

三维数字化矿山信息系统的动态更新与应用

广西高峰矿业有限责任公司于2008年建立了三维数字化矿山信息系统,实现了矿山三维数字化信息系统实时更新。结合该矿山最新地质测量数据资料,基于Surpac重建矿山地质数据库、矿区三维地形模型、105#矿体实体模型、三维岩浆岩模型及探采工程系统模型等,并对有关模型的实践应用进行了分析研究,对指导矿山探采设计及动态生产管理、切实高效地推动了矿山生产建设具有重要意义。     

DIMINE矿业软件在哈尔乌素矿山测量中的应用

矿山测量是露天采矿设计和生产过程的基础,以数字矿山技术为手段,结合哈尔乌素矿山的地质特征,充分利用国内先进矿业三维软件DIMINE的测量功能,直观可靠地实现了哈尔乌素矿山CAD图的导入、测量数据库的建立、三维地表模型的生成、新测量数据的更新、填挖方量的计算和实际运距的计算等。结果表明,采用DIMINE软件自动建模及计算提高了矿山测量的精确度,减少了计算过程中的误差,直观显示计算结果并指导施工生产,从而提高了矿山的工作效率。     

基于工业互联网的露天矿数字孪生建模系统和方法

并行推进、融合发展是我国推进智能制造的技术路线,云技术和工业互联网是支撑新一代智能制造的基础。提出了基于工业互联网的露天矿数字孪生建模系统和方法,能够实现采矿一块屏,对地质、测量、设计、到采矿生产环节的生产、安全、设备能耗、铁运生产等方面进行一体化集成,所有采矿生产过程都可以通过露天矿数字孪生模型完成,最终形成智慧矿山整体解决方案。露天矿数字孪生是以工业互联网为基础基于现实世界露天矿采场而创建的虚拟世界的模型,包括端、边、网、云4层系统,结合采场基础设施、采矿设备以及生产运行数据与三维数字地质系统,呈现三维露天矿采场。通过在鞍钢矿业齐大山铁矿为期1 a的示范应用,推动了管理体制变革,突破了传统层级管理架构,实现了垂直管理,提高了管理效率,在生产组织环节,实现了数据融合应用、业务融合系统,生产管理效率提升了30%以上,直接经济效益2 920万元,为增强企业竞争力提供了有力支撑。     

金属矿山生产全流程协同管控技术与平台研究

针对金属矿山数字化和信息化建设过程中,各软硬件系统之间存在数据孤岛、数据断层和系统壁垒,导致各生产环节的协同作业效果难以体现等问题,围绕矿山各生产流程之间的协同管控模式和实现方法开展了研究,开发了金属矿山生产全流程协同管控技术和平台.以实现数字化、自动化和智能化为目标,以数据标准化、流程规范化和开放体系为基础,对传统工艺进行优化升级,对现有设备进行智能化改造,研发相关软硬件系统,建设矿山数据中心,形成金属矿山生产全流程协同管控平台.国内某大型贵金属矿山的应用实践表明,该平台有助于实现矿山各应用系统之间的数据集成和共享,促进矿山生产技术和生产管理间的高效协同,提升企业的现代化管理水平,实现矿山企业的降本增效.     

中国智能矿山发展趋势与路径分析

推动矿山智能化建设是国家推进数字化绿色化协同转型的重要内容。矿业行业需要借助现代化智能化技术,推动资源开发方式深刻变革,实现集约、高效、可持续发展,智能矿山建设已成为实现矿业高质量发展的必由之路。本文从智能矿山建设发展现状、发展趋势和路径等方面进行了系统分析,指出近年来我国智能矿山建设做出了令人瞩目的成绩和进展,大数据、高效通讯、物联网和人工智能等技术得到推广应用,但在系统性与全面性方面尚有一定差距;智能矿山建设应包括地质与测量、资源储量管理、开发与选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、综合协同管控等各个环节,将“高效、绿色、安全”作为智能化建设的根本目标;矿山企业可以通过智能化提质增效来提升企业的效益和综合竞争力,根据自身实际情况选择合适的智能化等级制订建设方案,确定适合自身的智能化建设路径,有序推进矿山智能化建设,确保矿山企业在智能化建设上取得资源、效益、安全的多赢。     

基于GIS的三维透明瓦斯地质软件开发与应用

在煤矿智能化建设的大背景下,通过软件技术实现矿井地质三维透明化,是煤矿精准开采和安全生产保障的重要技术手段。瓦斯地质作为矿井地质保障的重要组成部分,其表现手段从二维地图向三维透明可视化的提升势在必行。本文在对比研究国内外三维GIS平台的基础上,基于软件工程方法设计了三维透明瓦斯地质软件的框架和模块功能,研究了巷道及工作面、钻孔、煤(岩)地质体、瓦斯分布、断层及陷落柱的三维建模方法。为了增强三维瓦斯地质的应用能力,设计了基于地质体和体元栅格模型的应用工具,辅助观测和理解三维瓦斯地质信息。最后基于GIS平台开发实现了三维透明瓦斯地质软件,利用试验矿井数据进行了应用研究,取得了较好的三维瓦斯地质建模效果。研究结果表明,基于GIS设计开发三维瓦斯地质软件,是实现矿井瓦斯地质透明化的可靠技术途径,可为煤矿智能化建设提供有力支撑。     

利用Surpac软件打造数字化金属矿山

主要介绍了数字化矿山工程软件Surpac的主要功能，论述了使用Surpac软件的三维可视化界面进行金属矿山开采设计的过程和方法，并结合Surpac软件在我国一些金属矿山中的实际应用，论证了Surpac软件的技术优势和应用前景。     

我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状及存在问题

三维激光扫描作为一种非接触式测量技术,近年来在我国矿山测量领域得到了广泛应用,涉及了矿区边坡监测、露天矿储量管理、地表沉陷监测等方面。结合近年来的相关研究成果,系统分析了我国矿山测量领域三维激光扫描技术的应用现状,并对存在的问题进行了探讨。研究表明：矿山测量工程应用及科学研究中使用的三维激光扫描设备与配套软件以国外进口为主,国产设备与软件较少;从数据采集、处理、成果应用等方面分析,主要存在的问题有采集数据质量不佳、点云数据匹配精度有待提高、点云数据滤波算法精度不高、特殊监测领域的应用成果不明显等。在上述分析的基础上,认为该领域的主要研究方向为：①高精度的空天地一体化数据采集方案,如InSAR、LiDAR、倾斜摄影测量与地面三维激光扫描技术相结合;②具有自主知识产权的点云数据处理软件开发,包括点云数据智能匹配算法、智能化高精度点云数据滤波算法等;③三维激光点云数据后期成果应用,包括面状地物变形监测理论与方法、大数据技术与人工智能技术相结合的三维激光扫描实时动态监测方法。总体来说,进一步推进三维激光扫描技术在我国矿山测量领域的应用,有助于大幅提升相关工程技术人员的空间三维数据处理能力,进而提高工作效率。     

地下金属矿山智能化技术进展

智能矿山作为未来矿山的生产方式,已在国内外矿业界受到普遍关注。从宏观战略引导和矿山建设实践两个层面梳理总结了国内外地下金属矿山智能化建设的目标、理念、建设经验、关键技术以及所取得 的成果。通过分析国内外智能矿山建设的战略导向和代表性建设实践,得出国外先进矿山采用从矿山自动化到智能化的推进方式,我国矿山则从两化融合与智能制造引导下的智能化战略入手,历经了从数字矿山到智 能矿山的逐步发展过程。对比国内外矿山智能化建设特点后总结得出,我国地下金属矿山应在借鉴国外先进经验的基础上,发挥技术积累、融合创新、推进速度、协同建设等方面优势,以数字化技术、5G技术、人工 智能技术的飞速发展为支撑,形成与自身资源条件、技术水平、人员素质相匹配的技术方案与推进方式。最后总结得出我国的地下金属矿山智能化建设的发展趋势在于,结合绿色矿山的建设要求,以矿床模型的延伸 应用和匹配于智能矿山的开采工艺变革为前提,在标准化的数据资源规划基础上,构建面向5G+工业互联网和虚拟现实的生产管控应用场景,实现面向大数据的全局优化决策。     

煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑

提出了煤矿智能化是煤炭工业高质量发展核心技术支撑的科学思想,阐述了煤矿智能化的定义和总体要求,明确了煤矿智能化发展的目标是建设智慧煤矿,分析了煤矿智能、智慧、信息化、数字化等术语的内涵和关联关系,提出了我国煤矿智能化建设原则和阶段目标。进行了煤矿智能化顶层设计,提出了统筹规划煤矿智能化发展模式、科学设计智慧煤矿总体架构、建设100个智能化示范煤矿的发展思路。探讨了井工煤矿精准地质探测与4D-GIS系统、智能化开拓规划与工作面设计、智能化巷道快速掘进成套技术、智能化综采工作面成套技术、智能化主/辅运输技术、危险源智能感知与预警技术、智能化洗选系统、智能化综合保障技术、矿井物联网综合管控系统和操作平台等主要环节的发展路线。阐述了露天煤矿智能化发展方向,提出了建设露天煤矿信息化系统、开发露天煤矿智能化连续开采技术、建立露天煤矿空-天-地一体化安全预警系统、推进露天煤矿生态环境协调绿色发展的理念。大力发展煤机装备智能制造,提高煤机装备的可靠性与适应性,促进煤炭资源开发的机器人化替代,为煤矿智能化发展提供智能装备保障。提出了加大煤矿智能化发展政策支持、设立煤矿智能化标准体系建设专项、建立国家级煤矿智能化技术创新研发实验平台等政策建议。     

煤矿综采工作面高效服务云管控平台

针对目前煤矿综采工作面远程监测监控系统存在信息孤岛、不利于煤矿智能管控的问题,提出了煤矿综采工作面高效服务云管控平台和多个煤矿综采高效服务云平台的设计思路。综采工作面高效服务云管控平台主要包括智能服务云平台系统、专家智能决策管控系统、设备工况数据交互系统、台账仓储交互系统、大数据决策平台管控系统、设备故障诊断数据交互系统、人员管理交互系统和安全监测监控系统等。在煤矿开展了试验验证,结果表明:该平台在PC端或手机移动终端实现了对综采工作面设备的实时监测、多个综采工作面人员高效协同管理和基于大数据的分析决策等功能,对煤矿安全、高效生产具有重要意义。     

基于三维建模和VRML的矿山网络虚拟现实技术研究与应用

运用矿业软件Surpac建立了凡口铅锌矿的地表、地层、断层、矿体和巷道的三维模型, 并将所建模型复合形成了矿山DTM格式三维模型。通过格式数据接口转化为VRML所支持的WRL格式三维模型后, 运用HTML语言编程实现网页中嵌入WRL场景文件, 实现了基于网页的矿山三维模型浏览与交互, 突破了矿山三维模型只能在专业软件中浏览的限制, 对推广虚拟现实技术和指导矿山的资源评估、开采设计、运营调度以及灾害控制等具有重要意义。     

智能露天煤矿信息综合管控平台设计及关键技术研究

为了加快露天煤矿智能化建设,设计了智能露天煤矿信息综合管控平台,利用大数据技术为基础,通过对露天煤矿各自动化系统/信息化系统数据的研究,为智能露天煤矿信息综合管控平台提供跨系统多元化的数据治理,并通过可快速部署的云服务模式为其提供智能化系统应用。信息综合管控平台通过大数据云服务的数据、算力和环境支持,紧紧围绕露天煤矿半连续工艺流程,设计了智能三维地质中心、智能生产管控中心、综合安全监控预警及应急指挥中心三个中心,并根据智能化技术发展,梳理了中心的具体系统,为露天矿智能化建设提出具体的构想。     

基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想

智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌,而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合,形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑”系统。通过对露天矿山“智慧大脑”的构建,从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度出发,最终实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节的智能化、开采资源利用的最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化,实现“互联网+”的露天矿山智慧化生产、精细化开采,对我国金属、非金属露天矿山智能化建设同样具有重要借鉴。