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产品介绍

iCoal 数字采煤平台

数字采煤系统平台是基于DIMINE数字采矿软件系统平台核心技术构建,地质、测量、采矿与生产计划业务集成的三维数字采煤作业平台。

  • 产品简述
  • 主要功能
  • 特点与特色
  • 应用价值
  • 案例介绍

一、地质应用

       地质方面的主要功能包括建立地质工程数据库煤层模型、储量统计、煤质与瓦斯分布分析等。随着生产期间勘探工作的开展,进行矿体的二次圈定,从而快速更新现有煤层模型,并利用勘探数据,运用地质统计学方法对煤层模型进行煤质和瓦斯赋存分析以及储量计算。通过各种地质数据的综合显示,有助于对矿体空间展布和矿体与勘探工程的空间关系清晰的了解。
可输出常用图件:单孔柱状图、综合柱状图、煤层小柱状、煤岩层对比图等。

地质数据管理应用

二、测量应用
测量数据三维建模

       读入外部数据,进行测量数据三维建模,包括地下矿井巷三维建模、露天矿测量数据建模。以真实反映测量工作进程,为精确计算掘进量、方量提供基础。 

填挖方量计算

    提供了三角网法、网格法、剖面法、离散块段法四种方法进行填挖方量计算。

填挖方量计算

地下采矿应用

掘进工程管理

iCoal掘进工程管理是以数据库引擎为基础,将测量计算成果与测量台账统一管理。通过读取硬件设备数据或者其他数据库数据,导入到工程数据库中。从工程数据库中提取数据进行导线计算,计算成果再次更新工程数据库中,三维可视化平台可以将数据库数据展示为二维或三维数据,可通过辅助计算将测量数据库的特殊数据进行优化处理,便于测量工程师开展测量工作。

掘进工程管理体系

导线成果计算

导线成果计算的形式有:支导线、附合导线、闭合导线、复测支导线、复杂支导线、垂高平距支导线。

辅助计算应用

结合已有测量导线数据,实现了贯通预计、方向交会、后方交会、巷道立交计算、巷道放样计算、成果整理等功能,解决了导线测量的平差、贯通测量的评价问题、不通视情况下的测量计算问题、台账的综合管理问题。

iCoal主要对矿床开采系统中竖井、斜坡道、水平运输平巷、溜井、硐室、车场等工程进行设计。其设计过程中体现了智能化、可视化、参数化的思想,设计过程简单、直观,使设计人员从繁重的制图中解脱出来,从而能将更多的精力放在方案的比较和优化上。

中心线设计:井巷工程设计(包括井底车场、采区车场的参数化设计)。
断面设计:巷道净断面的设计及支护设计。
双线及实体:根据中心线自动生成巷道边线、联通巷道。
标注成图:自动标注、生成含有坐标表和工程表的设计施工图。

开采设计

主要实现了对于整个矿井的煤层进行快速的工作面划分、对开采带区或盘区工作面按每月进度快速划分并输出进度表格。

采掘接续应用

iCoal 数字采煤系统平台提供了自动编制采掘计划的功能, 将储量块段、巷道统一管理,构建待采工作面与巷道之间的拓扑关系。系统结合矿井工作关系,工作面之间地质条件约束关系,输出采掘接续结果,以图表与动画的形式表达结果,实现采掘接续的自动编排与方案优选。

采掘接续数据准备: 表格数据及GIS图形数据准备。
计划编制:以准备数据为基础,自动编制生产进度计划。
报表定制:用户可自定义生产计划报表输出形式。
结果输出:Excel报表自动生成,并将结果数据输出为结果动画等形式。

采动治理工程

主要实现开采前对地表保护煤柱范围的计算和待采工作面的地表沉陷影响预计,进行地质灾害的预测和预警。
标准化:严格按照保护煤柱的设计标准计算。
结果输出:自动输出压煤范围,地表沉陷范围。

瓦斯突出预报

主要实现以瓦斯变化评价指标进行瓦斯突出危险辅助预警,主要评价指标有:频次变化评价、移动平均线评价、方差评价等。

矿压模拟

煤岩层划分为四面体或六面体,并将划分后的数据导入到FLAC3D中的接口,从而弥补力学分析软件建模能力弱的缺点。解决了褶曲倒转煤层应力分析数据准备的难题。

境界优化

iCoal 露天开采境界优化功能采用LG图论法进行露天境界优化,求出经济价值最大的最终开采境界和对最终开采境界进行敏感性分析。

露天坑设计

iCoal 露天采场设计功能基于参数化设计思想,采用自动扩展与手动调节相结合的方式进行设计,设计工作简单、轻松。

具有如下功能特点:
1.根据道路参数及指定道路起点、自动扩展道路及台阶;
2.支持排土场和露天坑的双向扩展;
3.支持地表、煤层底板的约束扩展。

道路设计

依据设计要求,如道路坡度、路面宽度、路肩宽度、转弯半径、弯道超高加宽、挖方坡度、填方坡度、计算填挖方工程量,快速绘制施工横断面图、施工纵断面图、弯道超高加宽参数表等。

年计划编制

结合露天矿生产设计,要求通过设定边坡参数,根据年计划的目标,自动进行年终现状计算。软件结合地质统计学方法进行储量计算,主要考虑的目标参数有:目标煤量、剥采比限制、开采台阶及端部台阶的台阶高度、地表约束条件等,采用自动推进的方式进行计算。

具有如下特点:
1.考虑台阶在现有地表上的尖灭要求;
2.自动输出符合要求的计划图;
3.自动输出报表(含开采煤量,每个台阶的剥采量等信息)。

采剥计划编制功能根据国内编制露天矿短期采剥计划的工作流程,实现了在虚拟采场环境下模拟手工编制采剥计划的功能。

具有如下特点: 
1.根据台阶推进线,自动生成采掘带并报告煤岩量;
2.调整采掘带时,实时动态报告相应指标;
3.根据推进线自动修改现状图;
4.实现中间沟和靠帮沟的开挖方量;
5.实现斜坡道填挖方量的自动计算;
6.直接输出符合矿山习惯的采掘计划编制图。

储量报表

露天爆破设计

通过指定孔距、排距、延边距、超深、抵抗线等参数设计炮孔,自动生成三维炮孔,并创建炮孔数据库,可导入现场实测的炮孔数据。输出结果:生成爆破区域、自动计算放样点、设计起爆网络、根据爆破参数计算爆破的影响区域;生成放样点观测表;定义起爆延时参数、设计起爆网络;生成三维起爆网络和起爆顺序表格。

露天矿配矿

爆堆品位估值:根据炮孔岩粉化验数据,用距离幂反比插值法估计爆堆煤质分布,作为配矿计算的基础;可以载入实测炮孔数据和爆破区域轮廓,定义区域分块大小和采掘推进方向,估算煤质分布,并可以拟定多套方案进行对比优化。
自动配矿优化:根据计算出的爆堆煤质分布,利用混合整数规划模型在多个爆堆之间进行优化计算,得出最优的配矿方案。根据设备推进方向和铲斗旋转半径模拟采掘范围,优化目标为出矿量最大;约束条件包括矿量、煤质要求、优化期数及自定义的其他约束,生成结果报表和三维采掘实体。

配矿结果

● iCoal 数字采煤系统平台是服务于地质、测量、采矿业务的设计软件,其目标是为矿山提供生产计划、开采设计的最优解决方案;
● iCoal克服了传统设计软件只能使用矿体单一或部分信息作为设计基础的弊端,将矿山自然对象和人工对象的全息模型作为其基础的设计元素,革新了矿山设计模式,并且通过对这些数据的统一管理,进行地质、测量、采矿、生产计划等矿山全生命周期技术、生产、管理工作;
● 在采矿前期管理地质勘探数据、测量数据及其他资源信息,并在此基础上进行开采设计;在采矿过程中,对矿山生产计划进行编制并对其测量数据和生产勘探数据进行动态管理;采场采矿结束后可进行相关经济参数的统计,实现对整个采矿过程的全生命周期管理;
● iCoal 数字采煤系统平台是基于中国用户的实际需求开发,具有完全自主知识产权,全中文操作界面,更适合中国工程师使用;软件操作简单,容易上手;
● 软件具有较好的数据兼容性, 与国际上主流的三维矿业软件或其他相关软件可以方便地进行数据交换, 包括MapGis、 AutoCAD等。

● 采用大型商用数据库管理矿山多源数据实现了矿山数据的同步、共享与安全,有效解决了多用户协同作业的难题;
● 二维与三维完全兼容(采用统一的数据,便于数据管理;统一的交互模式,便于用户交互;统一的开发模式,便于二次开发);

● 块段模型采用 “赋值时”变块技术,实体模型边界次分策略随规模不同而不同,从而实现模型属性不断优化、更新,达到不断精细化的目的; 采用“查询时”变块技术,可实现巷道、采场等“小”目标对象量的精确统计;

对矿山地形、煤层模型、井巷模型进行三维建模,解决了二维图纸下设计不准确,空间关系不清晰的缺点;提供快捷、方便的工作面设计模式,解决了三维空间中精确设计的难题;
● 独有的二维/三维数据共享设计,简化了工程图的图表制作方法,实现了三维矿业软件由几何建模到开采设计建模的跨越;
● 采用GIS数据管理技术,实现了属性和空间信息的双向查询、逻辑表达式查询等;
● 与迪迈MPS系统进行数据共享,用iCoal 数字采煤系统平台生成的生产计划数据、测量作业数据,可直接在MPS系统中调用和展示。

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基于平台+插件的体系结构,为系统扩展、集成及二次开发提供了强有力的开发平台:接口丰富、开发灵活、可扩展性强;
● 功能完备的爆破设计功能:爆破边界自动划分与提取、参数化布孔与装药、施工卡片自动化生成等;
● 三维环境下的设计成果自动化成图;
● 完全贴合煤炭行业实际的储量计算、生产设计方式;
● 自动化编制生产计划,解决煤矿采掘接续编制复杂、繁琐的问题;
● 快速建立煤层模型,解决三维软件地质体更新的难题;
● 结合地质统计学与煤矿特点的储量统计方式。

一、地质应用场景                  
    通过勘探数据库形成,建立矿区基础地质储量数据,然后通过不断的勘探与更新,保证了矿山的整体煤岩层状态的统一性。除此之外还可能有以下应用场景:
    精确表达煤层模型。
    对于储量的精确划分。
    对于三量的控制。
    向相关部门提交成果资料,输出地质图件。
 二、测量应用场景
    在进行测量数据管理时,当取得经纬仪等仪器的数据,通过导线计算形成成果数据,存储入数据库。通过不断的应用,形成整个矿山的测量数据库台账。除此之外还可能有以下应用场景:
    井巷掘进设计时计算掘进煤量。
    巷道贯通掘进时进行贯通预计。
    当测量不通视时,使用辅助计算后方交会、前方交会相关功能。
    输出测量相关图件,向相关部门提交。
 三、生产计划应用场景
    通过地质数据和测量数据的统一管理,为保证矿山采掘平衡,需要编制生产计划,即可以使用iCoal系统进行编制,从而快速输出生产计划结果,包括生产进度表、矿井生产进度图形。
    年末露天矿山一般都需要进行露天年计划的编排,利用iCoal平台可以进行露天长期计划的编制,在考虑露天台阶参数,目标储量,剥采比限制的前提下,计算露天中长期计划境界,并输出符合矿山实际的平面图形及储量报表。

 

iCoal 数字采煤系统平台的应用,极大地改善和提高了地质、测量、采矿工程师及企业管理者在生产管理过程中的技术信息交流和工作效率,实现了矿山地质和测量工作的精细化管理,采矿设计与优化变得更加容易,提高了矿山企业的技术及生产管理水平。

山东某煤矿
山东某煤矿为一个井工开采煤矿,主要完成了钻孔勘探数据库建立井巷工程、煤层断层和基岩建模、工程出图等基础工作,最后利用这些基础数据进行了矿山生产计划的编制。

钻孔数据库

煤层断层

工程出图

生产计划

新疆某煤矿

新疆某煤矿为露天开采煤矿,主要完成了钻孔数据库构建、煤层建立、Voronoi储量划分、地表、露天坑建模以及自动进行柱状图和煤岩层对比图输出等。 

钻孔数据库

煤层建立及Voronoi储量划分

露天坑建模

柱状图

煤岩层对比图