数字矿山新进展

数字矿山的新进展数字矿山的新进展一、数字矿山的概念二、数字矿山的内容三、数字矿山的发展状况四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用一、什么是数字矿山？数字化矿山是建立在数字化、信息化、智能化基础上，综合考虑生产、管理、经营等各类因素，并运用计算机、网络通信、自动控制及监测等技术对矿山各类信息资源进行全面、高效、有序管理的系统，通过对矿山生产、经营与管理的各个环节与生产要素实现网络化、数字化、可视化和科学化管理，达到安全、高效、低耗生产的过程.二、数字矿山的内容1)数字化基础2)精准适时采集信息3)网络化传输4)可视化展现5)自动化操作6)智能化服务1)数字化基础:已把矿山的所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息,并保证信息的完整性。2)精准适时采集:能准确地采集到任何地点、任何时间所需要的安全、生产和管理等信息,并保证信息的及时性。3)网络化传输:所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网和广域网进行准时、可靠、安全的传输,必要的数据要保证时钟同步。4)可视化展现:对于数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术进行表达和展现,实现透明管理。6)自动化操作:对于主要生产执行环节、监听监视环节、时限性强、准确度高的环节以及环境恶劣、易疲劳环节实现操作自动化或无人化。7)智能化服务:在一些诸如危险辨识、灾害预警、事故报警、方案设计、计划编制、过程控制、经济分析、调度优化等方面提供智能化工具和综合决策支持,最大限度地降低脑力劳动强度,避免人为决策失误。三、数字矿山的发展状况国外自上世纪下半叶以来，加拿大、德国、英国等国家，大力发展数字化矿山技术，遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在一些国家成为现实，有的矿山已经实现了生产和安全系统的综合控制、监测和监视，取得了较好的效果。加拿大国际镍公司是发展数字化矿山建设的先行者，目前已建成集先进的地下移动计算机网络、地下定位和导航系统、采矿过程监控和控制软件系统、适合远程遥控采矿的特殊采矿方法予一体的数字化矿山系统。其下属的斯托比矿，不仅固定设备全部实现自动化，而且井下汽车、凿岩台车、铲运机也全部实现了远程控制。工人只要在地面遥控这些设备，就可以保证采矿作业的顺利进行。国内近年来，我国高度重视数字化矿山建设，使之发展较快。但理论研究多，实际应用少；局部应用成功的多，系统全面应用成功的少的局面还没有得到根本改变。因此，加快数字化矿山建设是十分必要，这对于提高资源高效利用水平和可持续发展水平以及提升我国矿山国际竞争能力等都具有重要意义。陕西煤业化工集团黄陵矿业有限公司一号煤矿（以下简称黄陵一矿）1001工作面从4月1日至今以无人化模式采煤作业已超过6个月。在采煤作业时，采煤工作面支架支护区域只有1个人巡视，无需人工操作。红柳林煤矿的综采成套装备智能系统融合了采煤机智能记忆割煤、液压支架跟机自动化、运输系统煤流负荷平衡、远程遥控等高新技术，实现了正常连续生产过程中采场无人操作，工作面作业人员由过去的14人减少至5人——中国安全生产报四、三维可视化系统在煤矿监测中的建设与应用三维可视化系统是融合地理学、地图学和计算机科学等多学科而建成的平台系统，它具有对空间数据获取、存储、显示、编辑、处理、输出与应用等多种功能。矿山三维可视化系统的建成可以形象逼真的展现矿井周边地貌、井上下生产生活环境、生产系统在线运行数据、及设备监测管理等多种应用。通过该系统可以实现矿井的全景及动态显示，真实直观的表现岩层、煤层、断层特征，准确清晰的呈现井下巷道、变电所、工作面、探槽、钻孔和设备分布等布局建设目标建设目标是在矿井信息数据仓库的基础上，建立一个包括地形、交通、建筑、地面运输、工业管路、煤层、水体、地面工程、地下工程、井下运输、供电、通风、防尘、避灾路线、抗灾路线、生产调度、监测监控、安全管理、设备管理等地理信息层，并集成矿山各个专业系统接口等信息层的强大空间信息平台。三维可视化系统的应用分为三部分1）三维场景搭建可以利用高分辨率卫星影像、航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标，无缝拼接成基于真实影象的三维可视化矿山。2）信息数据的采集与发布运用计算机技术、虚拟现实技术，结合矿山的各类生产管理图纸数据，实现对矿区的基本信息数字化三维模拟和三维表达，构建与矿区实景相对应的虚拟环境，为使用者提供虚拟现实的三维矿山环境。可以实现建筑物和矿井信息的多角度查看和虚拟巡游，实现虚拟环境与现实环境的动态更新，特别是设备位置和状态、人员位置等信息，显示最新生产管理、生产监测情况。3）与矿山监测系统深度融合1、井下电网监测系统:电力监测系统实时数据采集，准确记录与显示遥测数据、遥信数据、定值数据、通信状态、告警信息、事件信息。2、副井提升监测系统：副井提升监测系统，同时列表展示当前监测数据，点击运行轨迹按钮，可以查看副井罐笼当前高度已经实时运行状况。罐笼高度也会随着实时值进行动态调整3、压风机监测系统：界面定位到压风机附近，同时展示监测值列表，点击某个压风机上面的小图标，显示压风机当前运行状态。4、井下主煤流监测系统:系统反映了各条皮带的在线运行状况，我们可以对任意的皮带进行点击，进一步查看各皮带的实时数据和参数通过煤矿三维可视化系统平台的搭建，可形象直观呈现出煤矿数据的多源性、复杂性、时空性、关联性等特征。通过建立完善的空间数据库，直观的表现矿容矿貌、巷道及工作面形态、设备运行状态、风流状态、瓦斯浓度等三维场景。运用空间可视化技术和虚拟现实技术进行地形环境仿真，真实再现地景，用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认知效果，是今后三维可视化发展的一个重点，在煤矿企业应用与发展中具有强劲优势讨论：我国数字矿山发展遇到了哪些问题？出现的问题：1、三维立体化程度普遍不高数字化矿山管理人员往往满足于制图阶段，对利用三维立体化进行危险预测，实时监控还缺乏力度。2、海量数据利用程度不够目前一些矿山企业仅在数据的录入、查询、统计上实现了比较高效的功能，而在正确使用工具开展数据的有效分析上和使用上缺乏深度。3、数字化矿山建立成本高参考文献【1】卢新明1数字矿山的定义、内涵与进展[J].煤炭科学技术,2010,38(1):48-52.【2】郝长胜，徐明亮．矿山三维虚拟现实系统可视化研究［J］．西部探矿工程，2012(10):152－154．【3】黄波，张孝福．三维虚拟矿井可视化平台系统［J］．煤矿安全，2014(11):101－103．【4】吴立新1数字地球、数字中国与数字矿区[J].矿山测量,2000(1):6-9.谢谢观看