三維礦山遠程監(jiān)管系統(tǒng)設計方案

1、Word 資料三維礦山遠程監(jiān)管系統(tǒng)設計方案Word 資料一、礦山三維地下監(jiān)管設計方案介紹 - 3 3二、礦山真三維地質(zhì)建模 - 5 5三、三維礦山模型的基本操作、管理與瀏覽 - 7 7四、礦山采礦和儲量動態(tài)監(jiān)管 - 7 7五、礦山地上、地下安全生產(chǎn)的動態(tài)監(jiān)控 - 9 9六、顯示在線設備 - 9 9七、礦山地下三維實時監(jiān)控 - 9 9八、礦山地下三維實時定位 - 1010九、井下人員（設備）軌跡回放 - 1212十、鼠標懸停提示屬性信息- 1313十一、地下三維場景漫游- 1313十二、 小窗口平面導航 - 1313十三、礦體任意切割和儲量信息查看- 1414Word 資料、三維礦山遠程監(jiān)管系統(tǒng)

2、設計方案介紹三維礦山遠程監(jiān)管系統(tǒng)通過建立礦山的真實三維模型，逼真的顯示礦山的礦體形態(tài)、采礦情況、空間環(huán)境及采礦人員和設備的實時狀況，為礦山管理、高效 采掘、安全生產(chǎn)、領導決策、礦山技術(shù)培訓、礦井優(yōu)化設計等提供更直觀的信息。主要功能包括，礦山的地上地下一體化三維建模，其中包括礦山的地表模型、 三維鉆孔模型、井巷模型、礦床構(gòu)造模型、礦體模型、巖層模型、采空區(qū)模型、 備采模型和開采邊界模型等。在精細三維礦體模型上，可以準確表達可開采礦層 的地質(zhì)塊段構(gòu)成，各塊段的編號，平均品位，厚度，可采儲量，儲量級別等完整 信息?？梢詫崿F(xiàn)礦山采礦和儲量動態(tài)監(jiān)管。 可以支持設定年度備采區(qū)，圈定三維 備采模型，分析準備

3、開采的塊段及各塊段動用量， 在可視化環(huán)境中任意地圈定目 標礦體并快速地實現(xiàn)相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的查詢、檢索和統(tǒng)計，也可以通過給定屬性條 件快速查詢感興趣的目標礦體的空間形態(tài)、 特征及其空間數(shù)據(jù)。在開采年度結(jié)束 時，可以快速地建立其采空區(qū)的三維模型，并與原定備采區(qū)進行疊加分析和量測， 快速評價是否按計劃采礦，統(tǒng)計超計劃開采部分和未完成計劃部分，并且用形象、 逼真的三維體模型展示和查看相關(guān)的礦體形態(tài)、空間位置、礦石品位、礦石量及其他有關(guān)信息。還可以動態(tài)地表達逐年的備采和開采礦石的空間位置和礦石量， 準確與含儲量塊段的三維礦體模型進行疊加分析，以此動態(tài)監(jiān)管礦山逐年采礦情 況和儲量變化情況。實現(xiàn)礦山開采過程動

4、態(tài)監(jiān)控。可進入虛擬采掘巷道中飛行漫 游，規(guī)劃最佳的開采路徑，實現(xiàn)三維礦山的穿層越界采礦監(jiān)管。 通過和礦山地下 RFIDRFID 監(jiān)控設備結(jié)合，采用三維建模和模擬功能，還可以對礦山地上、地下安全 問題進行有效的監(jiān)控，合理計劃未來開采方案，進行進度和安全控制，規(guī)避礦難 事故的發(fā)生，制定地上、地下災害應急預案，進而建立礦山災害預警和應急指揮 系統(tǒng)。 當事故發(fā)生后， 本系統(tǒng)可以快速支持救援方案的制定和實施，實現(xiàn)領導、 專家現(xiàn)場和遠程的三維可視化會商和應急指揮。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 1、圖 2 2 所示：Word 資料圖 1 三維礦山監(jiān)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖地面高程模型數(shù)據(jù)庫礦山三維模型數(shù)據(jù)庫礦產(chǎn)資源儲量數(shù)據(jù)庫FRI

5、D 實時監(jiān)測數(shù)據(jù)Word 資料圖2系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖礦山真三維地質(zhì)建模實現(xiàn)各類礦山的地上地下一體化三維建模， 建立礦山的地表模型、三維鉆孔 模型、井巷模型、礦床構(gòu)造模型、礦體模型、巖層模型、采空區(qū)模型、備采模型 和兩權(quán)范圍模型等。準確表達可開采礦層的地質(zhì)塊段構(gòu)成，各塊段的編號，平均 品位，厚度，可采儲量，儲量級別等完整信息。如圖3 3、圖 4 4 所示。Word 資料圖 3 全要素礦山模型圖 4 地上地下一體化的礦山模型Word 資料三維礦山模型的基本操作、管理與瀏覽為方便用戶在 B/SB/S 模式下瀏覽編輯礦山地下三維模型，開發(fā)的系統(tǒng)工具條及 右鍵菜單功能，實現(xiàn)了三維模型的單選、框選、放大、縮小

6、、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換視角、 添加注釋和系統(tǒng)設置等基本三維模型操作功能。如圖 5 5 所示。系統(tǒng)提供了人性化的圖層管理模塊， 可以設置任意圖層的顯示狀態(tài)，打開所 有圖層，關(guān)閉所有圖層，查看圖層包含對象信息等。提供在三維模型內(nèi)部、外部選擇任意線路進行線路漫游；查看礦體任意塊段 儲量信息及其它屬性信息。四、礦山采礦和儲量動態(tài)監(jiān)管可以支持設定年度備采區(qū)，圈定三維備采模型，分析準備開采的塊段及各塊 段動用量，fI圖 5 露天礦山模型瀏覽“堆堆排土疥Word 資料在可視化環(huán)境中任意地圈定目標礦體并快速地實現(xiàn)相關(guān)屬性數(shù)據(jù)的查 詢、檢索和統(tǒng)計，也可以通過給定屬性條件快速查詢感興趣的目標礦體的空間形態(tài)、特征及其空間數(shù)據(jù)

7、。在開采年度結(jié)束時，可以快速地建立其采空區(qū)的三維模 型，并與原定備采區(qū)進行疊加分析和量測， 快速評價是否按計劃采礦，統(tǒng)計超計 劃開采部分和未完成計劃部分，并且用形象、逼真的三維體模型展示和查看相關(guān) 的礦體形態(tài)、空間位置、礦石品位、礦石量及其他有關(guān)信息。還可以動態(tài)地表達 逐年的備采和開采礦石的空間位置和礦石量， 準確與含儲量塊段的三維礦體模型 進行疊加分析，以此動態(tài)監(jiān)管礦山逐年采礦情況和儲量變化情況。如圖6 6 所示?？蛇M入虛擬采掘巷道中飛行漫游，規(guī)劃最佳的開采路徑，實現(xiàn)三維礦山的穿 層越界采礦監(jiān)管。基于本系統(tǒng)，可建立礦山兩權(quán)范圍，定期更新開礦模型，采用 多種三維空間分析方法，動態(tài)監(jiān)管穿層越界采

8、礦行為。對超出規(guī)定邊界和高程的 巷道等采礦工程進行快速查找、查詢和預警，制定越界開采處置預案，及時發(fā)出 警告和勸阻，有效地監(jiān)管和防止穿層越界采礦。圖 6 礦段精細管理Word 資料五、礦山地上、地下安全生產(chǎn)的動態(tài)監(jiān)控通過和礦山地下 RFIDRFID 監(jiān)控設備結(jié)合，采用三維建模和模擬功能，對礦山地 上、地下安全問題進行有效的監(jiān)控，合理計劃未來開采方案，進行進度和安全控 制，規(guī)避礦難事故的發(fā)生，制定地上、地下災害應急預案，進而建立礦山災害預 警和應急指揮系統(tǒng)。當事故發(fā)生后，本系統(tǒng)可以快速支持救援方案的制定和實施， 實現(xiàn)領導、專家現(xiàn)場和遠程的三維可視化會商和應急指揮。六、顯示在線設備可實時查看當前正

9、在井下作業(yè) （在線） 的人員和設備， 并標注出人員信息和 設備類型 （人員、礦車、鏟車、挖掘機等），在線設備高亮顯示在頁面上，不在 線設備以暗色顯示在頁面上。王代濤（人員-1227）營二陳天全（Am-1228訂二黃家新（人員1229）訂二鄭長勇（人員-123） 岳雙云 f人員7 230）,楊先忠（人員-1231）| |簡志國（A 員 T23R訂二謝元章（人員-1233）卡 王士純（人員-1234）王尚根（A 員-1235訂二吳剛（人員-1236）| |-王明新 CA 員-1237訂二張殿榮（人員-1238）:.卡周全貴（人員-1239）七、礦山地下三維實時監(jiān)控實時監(jiān)控是通過獲得礦山或者監(jiān)控站的

10、 RFIDRFID 監(jiān)控實時信息，對礦山監(jiān)控點、 礦山井下人員進行實時的監(jiān)控，實時反映監(jiān)測點的迎頭報警、越界報警。RFIDRFID監(jiān)測分站實時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)服務器，客戶端實時讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并在三維模型相應的監(jiān)測分站模型中顯示報警信息。如圖7 7、圖 8 8 所示。Word 資料圖 7 礦山地下三維實時監(jiān)控模塊圖 8 礦山地下三維實時監(jiān)控八、礦山地下三維實時定位礦山井下人員實時定位可以實時定位礦山監(jiān)測點監(jiān)測范圍內(nèi)的礦山人員或 者設備。通過讀取數(shù)據(jù)服務器上人員（設備）的位置信息，實時在真三維模型中 定位礦山人員或者設備的具體位置。 RFIDRFID 監(jiān)測分站實時將礦工或者設備的位置 信息上

11、傳到數(shù)據(jù)服務器，客戶端實時讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，并在三維模型相應的監(jiān)測 分站模型中顯示礦工姓名，礦工編號，并在相應坐標創(chuàng)建一個礦工模型， 直觀的 在三維視圖中呈現(xiàn)。流程如圖 9 9、圖 1010 所示。Word 資料RFID 監(jiān)測分站圖 9 礦山地下三維實時定位模塊圖 10 實時在線設備及人員顯示W(wǎng)ord 資料九、井下人員（設備）軌跡回放歷史軌跡回放是通過讀取礦山監(jiān)控數(shù)據(jù)庫服務器上一個或多個人員（設備） 的歷史位置信息，回溯和重現(xiàn)人員及采礦設備在井下活動狀態(tài)。 用戶選擇回溯日 期、具體的人員（一個或多個），從數(shù)據(jù)服務器上讀取數(shù)據(jù)，在三維視圖中回溯 和重現(xiàn)人員及米礦設備任意時刻在井下活動狀態(tài)。如圖11

12、11 所示。査甸軌跡僅件誑盟設備信邑劉云逵-13:38:斗1 -X: 39594512.0 Y: 3326134.3 Z:-2D 1.C列畚-13: M:49 - : ja5944.Q Y;S32SHQ, B Z: Xl.Q劃直理-13:57:2 X: 33 5護512f:鶉血遼3 2泊卅血 列完逵-20:7:44-X: 33 59512. D r：3326D2L8 E-3H0列元逡-30i27：S5：33S34Sl；.ij Y:妙&1331.必1.0圖 11 井下人員（設備）軌跡回放Word 資料十、鼠標懸停提示屬性信息在礦山地下三維模型中，礦體、監(jiān)測點等對象帶有屬性信息，礦體對象有

13、資 源儲量類型、品位信息、礦石類型、礦石含量等信息，監(jiān)測點對象帶有分站地址、報警狀態(tài)等信息，將鼠標放在要查看的對象上，即可彈出屬性信息窗口，鼠標移 開窗口自動消失。如圖 1 12 2所示。圖 12 鼠標懸停顯示對象屬性地下三維場景漫游按任意指定線路、指定高度漫游，可實現(xiàn)對礦山三維模型內(nèi)部的細致查看。 把漫游線路放在巷道內(nèi)時，可實現(xiàn)巷道內(nèi)漫游。十二、小窗口平面導航在多層巷道中漫游時，提供小窗口平面圖的導航顯示功能。如圖1313 紅框所示。Word 資料E( H Mi W5 fl*圖 13 平面導航小窗口十三、礦體任意切割和儲量信息查看對由三維系統(tǒng)建立的礦區(qū)塊體模型， 可以在礦區(qū)內(nèi)任意圈定備采范圍

14、，系統(tǒng) 的“任意塊段查看”功能會將礦區(qū)塊體模型中包含在該范圍內(nèi)的塊段裁剪出來， 并給出其相應的屬性信息。為礦山企業(yè)對任意標高段內(nèi)、礦權(quán)區(qū)內(nèi)、備采區(qū)內(nèi)、 采空區(qū)內(nèi)、整個礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源儲量的實時檢測提供方便。 主要功能包括：含任 意標高段內(nèi)資源儲量分割及查看功能； 礦權(quán)內(nèi)資源儲量查看功能；備采區(qū)內(nèi)資源 儲量分割及查看功能；采空區(qū)內(nèi)資源儲量分割及查看功能； 全礦區(qū)內(nèi)資源儲量查 看功能；礦體塊段資源儲量信息和統(tǒng)計信息顯示。如圖1414、圖 1515 所示。- liEdm Iat ErufctrplmKrfgjg-Kiwi El黠-I制劇刖*WI4*3LLMETMJ1 *!?l7Z|JL昭 z 紐 I

15、laWord 資料j 口出枸在呂而偉t j itisrae-gWTiffiqll 隹莎也齡圖 14 意塊段查看l-|ln|岡篩岀SIEMCCI23*u:bTH?lDll12323*u:bTH?lDll123 11511151 al71al71 B B詢mzlE?23mzlE?23 425!eE7425!eE7筋羽W3.1M33W3.1M33科北茗37M!:ID37M!:ID創(chuàng)樫拓吧花7 JI JIh hlr-1-lelr-1-le Ir Ir ITIT SrSr 1.-1.-SISIIt-It-ar.ktar.ktI. I.2 価S.2迫保仝5111壬耳呻侍 Jlsflh乍 323f?235 再2 旅曲號痕312211更何yf45 齪衲保舊證外iBflft驗保17134125W2x(Sti-i丹?！?226PSZ2*矽卜 1STffiHTf8130S1inWis；豔霊巖豔品霊噩豔貂靄闕盤ssss器噩霊芻噩IsIs芻唸韻一-J-JXJ-XJ- ):J):J J J U Ue e陽3:3:辭劉SSI;SSI;lieiillllbtllbllllllhi122b111b11112SZ3*】S222S22?2VZ1111illbniinib1111111b111mbillb3lil?：U11】小口UlbOC)111Kj llholUIKC)E I irWEs