三维矿山远程监管系统方案与对策及对策

三维矿山远程监管系统设计案

目录

一、矿山三维地下监管设计案介绍 ------------------------------------------------------------ 3

二、矿山真三维地质建模----------------------------------------------------------------------- 5

三、三维矿山模型的基本操作、管理与浏览 --------------------------------------------- 7

四、矿山采矿和储量动态监管 ---------------------------------------------------------------- 8

五、矿山地上、地下安全生产的动态监控 ------------------------------------------------ 9

六、显示在线设备 -------------------------------------------------------------------------------- 9

七、矿山地下三维实时监控------------------------------------------------------------------- 10

八、矿山地下三维实时定位-------------------------------------------------------------------- 11

九、井下人员（设备）轨迹回放 ------------------------------------------------------------ 13

十、鼠标悬停提示属性信息------------------------------------------------------------------- 14 十一、地下三维场景漫游 ---------------------------------------------------------------------- 14 十二、小窗口平面导航 ------------------------------------------------------------------------- 14 十三、矿体任意切割和储量信息查看 ------------------------------------------------------ 15

一、三维矿山远程监管系统设计案介绍

三维矿山远程监管系统通过建立矿山的真实三维模型，逼真的显示矿山的矿体形态、采矿情况、空间环境及采矿人员和设备的实时状况，为矿山管理、高效采掘、安全生产、领导决策、矿山技术培训、矿井优化设计等提供更直观的信息。

主要功能包括，矿山的地上地下一体化三维建模，其中包括矿山的地表模型、三维钻模型、井巷模型、矿床构造模型、矿体模型、岩层模型、采空区模型、备采模型和开采边界模型等。在精细三维矿体模型上，可以准确表达可开采矿层的地质块段构成，各块段的编号，平均品位，厚度，可采储量，储量级别等完整信息。可以实现矿山采矿和储量动态监管。可以支持设定年度备采区，圈定三维备采模型，分析准备开采的块段及各块段动用量，在可视化环境中任意地圈定目标矿体并快速地实现相关属性数据的查询、检索和统计，也可以通过给定属性条件快速查询感兴趣的目标矿体的空间形态、特征及其空间数据。在开采年度结束时，可以快速地建立其采空区的三维模型，并与原定备采区进行叠加分析和量测，快速评价是否按计划采矿，统计超计划开采部分和未完成计划部分，并且用形象、逼真的三维体模型展示和查看相关的矿体形态、空间位置、矿品位、矿量及其他有关信息。还可以动态地表达逐年的备采和开采矿的空间位置和矿量，准确与含储量块段的三维矿体模型进行叠加分析，以此动态监管矿山逐年采矿情况和储量变化情况。实现矿山开采过程动态监控。可进入虚拟采掘巷道中飞行漫游，规划最佳的开采路径，实现三维矿山的穿层越界采矿监管。通过和矿山地下RFID监控设备结合，采用三维建模和模拟功能，还可以对矿山地上、地下安全问题进行有效的监控，合理计划未来开采案，进行进度和安全控制，规避矿难事故的发生，制定地上、地下灾害应急预案，进而建立矿山灾害预警和应急指挥系统。当事故

发生后，本系统可以快速支持救援案的制定和实施，实现领导、专家现场和远程的三维可视化会商和应急指挥。

系统结构如图1、图2所示：

图1三维矿山监管系统结构图

图2系统拓扑结构图

二、矿山真三维地质建模

实现各类矿山的地上地下一体化三维建模，建立矿山的地表模型、三维钻模型、井巷模型、矿床构造模型、矿体模型、岩层模型、采空区模型、备采模型和两权围模型等。准确表达可开采矿层的地质块段构成，各块段的编号，平均品位，厚度，可采储量，储量级别等完整信息。如图3、图4所示。

图3全要素矿山模型

图4地上地下一体化的矿山模型

三、三维矿山模型的基本操作、管理与浏览

为便用户在B/S模式下浏览编辑矿山地下三维模型，开发的系统工具条及右键菜单功能，实现了三维模型的单选、框选、放大、缩小、旋转、转换视角、添加注释和系统设置等基本三维模型操作功能。如图5所示。

系统提供了人性化的图层管理模块，可以设置任意图层的显示状态，打开所有图层，关闭所有图层，查看图层包含对象信息等。

提供在三维模型部、外部选择任意线路进行线路漫游；查看矿体任意块段储量信息及其它属性信息。

图5露天矿山模型浏览

四、矿山采矿和储量动态监管

可以支持设定年度备采区，圈定三维备采模型，分析准备开采的块段及各块段动用量，在可视化环境中任意地圈定目标矿体并快速地实现相关属性数据的查询、检索和统计，也可以通过给定属性条件快速查询感兴趣的目标矿体的空间形态、特征及其空间数据。在开采年度结束时，可以快速地建立其采空区的三维模型，并与原定备采区进行叠加分析和量测，快速评价是否按计划采矿，统计超计划开采部分和未完成计划部分，并且用形象、逼真的三维体模型展示和查看相关的矿体形态、空间位置、矿品位、矿量及其他有关信息。还可以动态地表达逐年的备采和开采矿的空间位置和矿量，准确与含储量块段的三维矿体模型进行叠加分析，以此动态监管矿山逐年采矿情况和储量变化情况。如图6所示。

可进入虚拟采掘巷道中飞行漫游，规划最佳的开采路径，实现三维矿山的穿层越界采矿监管。基于本系统，可建立矿山两权围，定期更新开矿模型，采用多种三维空间分析法，动态监管穿层越界采矿行为。对超出规定边界和高程的巷道等采矿工程进行快速查找、查询和预警，制定越界开采处置预案，及时发出警告和劝阻，有效地监管和防止穿层越界采矿。