基于数字孪生的智能掘进工作面三维场景再现技术研究

目前井下掘进设备作业一般采取视距遥控或远程视频监控方式，巷道断面成形质量取决于人工操作经验或视频数据传输质量。针对该问题，结合智能掘进系统实时监控和真实场景再现需求，研究了基于数字孪生的智能掘进工作面三维场景再现技术，完成了数字孪生系统架构设计、传感器数据采集处理、数字孪生模型创建、模型驱动算法开发、显示界面设计。根据神东某矿掘锚一体机工作面的工况条件，开发了一套三维场景再现系统，内嵌数字孪生体、数据监控与驱动仿真模块，集成设备传感器、动作指令等数据，实现对掘进系统的物理设备状态实时监测、数字三维模型同步展示、数据分析管理以及智能掘进工艺仿真。实践证明，该系统能够实时同步精准映射设备状态、巷道空间信息，实现场景真实再现。与视频远程控制的方式相比，改善了操作体验和准确度，有效提升了掘进智能化水平，保障了巷道掘进效率和施工质量。