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产品介绍

生产与安全技术

  • DIMINE 数字采矿平台
  • iVent 矿井通风系统
  • iCoal 数字采煤平台
  • DM MPS 矿山平行系统

    DIMINE数字采矿软件系统平台已成功应用在国内包括有色、黑色、黄金等不同类型的矿山企业、设计院及大专院校,用户包括:铜陵有色金属集团、云南铜业(集团)有限公司、江西铜业股份有限公司、中国铝业矿业公司、中国黄金集团、江西新余钢铁公司、五矿集团邯邢冶金矿山管理局、中核集团、昆明有色冶金设计院、长沙有色冶金设计院、北京矿冶研究总院、兰州设计院、本钢设计院、河北建筑材料工业设计研究院、中南大学、北京科技大学、中南财经政法大学等,为企业带来的经济和社会效益正逐渐显现出来,同时也极大地改善和提高了地质工程师、测量工程师、采矿工程师及企业管理者们在生产管理过程中的技术信息交流水平和工作效率,进而提高了矿山企业的技术及生产管理水平。

 DIMINE数字采矿软件的主要价值在于:

(1)快速准确地获取地质资源信息,实时掌握地质资源的消耗速度与更新状况,便于管理者决策。

(2)优化各种设计方案,提高采矿效率,以有限的资源和最低的成本创造最大的效益。

(3)自动计算各种工作量和自动制图出图,大大降低了矿山工程技术人员的工作强度,减少计算和制图过程中的误差,提高工作效率。

1. 迪迈产品系列以数据为中心构成矿山全生命周期产品线。从生产技术(DIMINE)→资源管理(DM RES)→生产计划编制(iSchedule)→生产执行系统(DM MES)→数字矿山VR系统(DM VR)等,以及相应硬件研发与系统集成。产品体系通过数据中心与互联网技术有效解决办公分散、场所分散、信息共享、资源管理等问题,迪迈科技也是目前国内惟一拥有矿山全生命周期产品线的公司。

DIMINE数字采矿软件系统作为数字化矿山建设的基础平台,所产生的数据可以与矿产资源管理系统、矿山生产执行系统、数字矿山VR系统等无缝衔接,避免了数据的重复采集与处理,极大地实现数据的共享。

2.  DIMINE数字采矿软件的地质资源、采矿设计与生产计划等各类成果可以无缝与数字矿山VR系统集成。实现数据动态更新与日常维护,实现可视化集中管控。

3.  DIMINE软件数据库版:在国内首次采用数据库技术管理矿山数据,通过大型商业数据库管理几何、图形、模型、属性等数据,实现数据共享、数据集中管控,有利于版本控制、安全性控制。同时,形成数据中心,便于最大化挖掘数据价值。

4. 具有资源评价、开拓设计、采准设计、爆破设计等专业功能体系。以可视化、参数化、自动化等模式进行工程设计、爆破设计,实现了高效设计、指标自动计算、图表自动输出等,提升了设计的科学性和精准性,大幅提高设计效率。

5. 智能计划编制系统,实现露天/地下矿山全生命周期、短期计划高效编制、动态调整,提升计划编制合理性与可执行性。

6. 具有基于DIMINE数字采矿软件,适用于自然崩落法采矿工艺的集方案设计、计划编制、放矿管理等功能于一体的放矿管理软件(iOredraw),该系统在国内是独一无二的。实现了与铲运机定位、计量自动化系统的无缝对接,以自动化、智能化手段解决了“自然崩落法放矿计划实施管理”难的核心问题,帮助矿山进行科学合理组织生产。

7. 二维与三维完全兼容,可直接由三维自动生成二维图形,简化了地质测量采矿各类工程图表的制作方法,实现了由几何建模到开采设计建模的跨越。

8. 支持海量地质属性数据存储与管理应用:块段模型采用“赋值时”变块技术,实体模型便捷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,可实现其巷道、采场等“小”目标的精确统计。
同时DIMINE软件突破了巨型块段建模的大数据受制于计算机内存的局限,解决巨型矿山的数字化管理。

9. 能实现复杂业务数据的查询和统计分析:DIMINE基于GIS数据管理技术,实现了属性与空间的双向查询、复杂逻辑表达式查询、统计分析与计算等。

10.  支持多平台成果直接发布模式。用户可以在不需要安装DIMINE软件的情况下浏览数据,满足随时随地分享成果的需求。软件成果可以存储到数据服务器,形成数据中心。通过web发布,用户可以直接通过浏览器查看成果数据。

11. 基于DIMINE软件形成了一套完整的咨询服务体系,我公司在百余座矿山实施中积累了丰富的经验,建立了相应的应用流程与标准,可以更好帮助矿山在生产推广与应用。

12.  全中文界面、类CAD操作模式,符合中国人使用习惯。

13. 强大的数据兼容性:支持Excel、AutoCAD、MapGIS、同类三维矿业软件(Surpac、Datamine、Micromine等)、CMS、ILRIS-3D等数据。

云南达亚有色金属有限公司狮子山铜矿DIMINE数字采矿软件应用


1、矿山概况
狮子山铜矿隶属云南达亚有色金属有限公司,是公司“走新型工业化道路、建云铜重要原料基地、创国内一流矿业企业”的主要生产矿山之一。
根据“全面推行DIMINE数字采矿软件系统平台的应用,提升采矿设计及管理水平”的重点科技工作安排,狮子山铜矿以DIMINE数字采矿软件系统平台为平台和工具,建立狮子山铜矿深部地质数据库,创建三维地质表面模型、实体模型和块段模型,对矿床深部进行资源储量估算和评价,提交地质建模及资源储量评价报告。然后,以此报告为基础,结合矿山开采资料,提供矿山消耗和当前保有资源储量的分布范围、数量、品位和可靠程度,为矿山生产经营、技术管理和中长期规划提供基础。

 

2、建设内容
(1)系统收集整理狮子山铜矿深部地质探矿、生产探矿的钻孔和坑道工程以及开采坑道工程,建立完善的地质数据库;
(2)运用DIMINE数字采矿软件系统平台创建狮子山铜矿三维地质表面模型、实体模型,弥补传统二维手段的缺陷和不足,提高对矿体空间展布形态的认识,实现地质体三维可视化;
(3)利用三维地质实体模型创建块段模型,并对块段模型进行品位推估和资源储量估算,实现矿山地质资源数字化;
(4)以MicroMine三维矿山软件系统及传统法估值结果为参照,对DIMINE数字采矿软件系统平台的资源储量估算进行验证,为DIMINE数字采矿软件系统平台资源储量估算的可靠性提供支撑;

(5)以传统资源储量分类方式创建不同资源储量类型三维实体,与块段模型运算并统计相应的资源储量,再与采用软件估值结构参数进行资源储量分类的结果进行对比,验证后者分类的准确性和可信度;为后续采用软件估值结构参数进行资源储量分类奠定基础。

 

Dimine 迪迈数字采矿软件系统平台
   
2008年推出Dimine2008
    2010年推出Dimine2010
    2012年推出Dimine2012
    2014年推出DIMINE2014
    2016年推出DIMINE2016
 

    ......版本继续更新中


Dimine 迪迈数字采矿软件系统平台版本
    浏览版
    基础版
    中小企业板
    露采版
    地勘版
    地采版
    全功能版

 

一、地质应用

1. 勘探阶段应用
在地质找矿阶段,可进行物、化探数据处理与找矿靶区分析,为勘探工程设计提供依据。
勘探阶段,在三维中开展探矿设计后,对钻探工程施工数据整理,建立钻孔数据库,包括工程空间位置、样品化验和岩性等信息,与三维图形系统相结合,应用于地质解译、资源/储量计算和地质制图等。
勘探钻孔数据库,可显示钻孔品位、岩性等属性,根据矿体圈定指标与规则可进行单工程矿体圈定,剖面/平面矿体圈定。勘探钻孔数据三维集成化管理,可方便地质人员根据认知全方位地分析矿体的赋存情况,并在此基础上进行勘探工程的布置优化。
通过勘探数据库、平剖面矿体界线等建立的矿床、矿块模型,可完成国内标准或国际标准的储量计算、相应资源评价分析以及地质制图等。

2. 三维地质建模技术
应用相应地质建模方法(剖面法、辅助线法、分区建模法、顶底板等高线法、离散点插值法、断层建模、等值面法自动建模、交叉剖面建模等技术),可高效解决沉积型、斑岩型、矽卡岩型等各类矿床地质体建模。

地质建模成果

3. 地质统计学资源/储量计算

样品统计分析
对于原始地质数据,可使用相应数据分析工具,包括直方图、QQ/PP图、散点图等,进行数据检查分析,确定数据分布、全局和局部异常值,以及多种数据之间相关性。

变异函数计算分析与估值验证
对地质样品数据,可通过三维可视化变异函数计算,分析地质变量空间分布特征,同时可利用单/多结构嵌套模型进行拟合,结果应用于矿床资源/储量估算、勘探网度优化等。可通过DIMINE软件距离幂/克里格法等交叉验证工具,验检估值参数的可靠性。

储量计算
结合三维矿块模型,DIMINE软件提供了距离幂次反比法、克里格法等数据插值方法来进行品位等属性空间插值,插值后的矿块模型可任意剖切分析,可进行资源/储量计算等。

4. 基于钻孔数据传统储量计算
DIMINE软件提供了基于钻孔数据库在三维空间中进行传统储量计算的方法-块段法、断面法等。功能体系包括:按矿体圈定指标单工程矿体自动圈定与调整、剖面解译、见矿点投影、块段划分与计算、资源量表自动输出等。与传统地质储量“计算量大、作图难”相比,该体系具有数据集成化管理、计算高效、动态调整、标准化成果自动输出等特点。

5. 矿山地质应用流程
对正在实施的地勘项目,可直接利用勘探工程数据进行三维地质解译与地质建模;对已有的地勘阶段成果,可进行钻孔数据整理建库、平剖面图件导入与地质建模等,完成地勘阶段资源/储量计算。
伴随着生产勘探、矿山生产等地质工作,新增的地质资料(钻探工程、坑道素描等)可录入到地质数据库中,并更新地质体、矿块模型等,成果数据可应用于储量管理、地质制图等,为矿山生产和技术管理服务。

 二、测量应用

1. 露天工程测量应用
依据矿山原始地形图数据(CAD、Mapgis等格式),通过数据处理与高程赋值后,可以建立地表模型。地表模型不仅可以直观反映矿区地形地貌,还可以应用于:矿区地表方量计算、地表裂隙与采矿活动联系分析、地表岩石移动分析、各种剖面制图等。
DIMINE软件提供了从测量原始数据导入,各类实测数据处理(全站仪实测数据、点云数据等)、到测量验收计算、成果输出等全流程功能。
全站仪测量的露天现状点数据,可直接通过EXCEL表复制/粘贴到DIMINE软件中,自动展点,利用独有的追踪线算法,自动生成采场现状坡顶线、坡底线;再通过DTM建立,生成三维采场现状模型;同时,实现了三维激光扫描仪点云数据的导入与建模(包括地形、采场现状、排土场等)。
根据各期的测量验收成果模型,可计算各期的采矿量、矿石平均品位、剥岩量、剥采比等。

2. 地下工程测量应用
地下矿山各类测量仪器(全站仪、经纬仪、激光扫描仪)和测量方法(支距法、腰线法等)所采集形成的实测数据,均可通过相应实测数据处理功能,完成展点、连线以及三维实测工程建模。
1)支距法数据:导入井下采集的支距法数据,可直接生成巷道断面轮廓、帮线以及实测工程模型等。
2)腰线法数据:读取井下采集的全站仪实测数据(巷道帮、顶底板测点),自动展点,并进行顶底板导线、巷道帮线的连接,从点数据或线数据均可自动生成实测巷道模型。
3)三维激光扫描仪数据:直接读取三维激光扫描仪的xyz、pts、txt等格式文件,实现从点云数据到复杂实测空区模型的转换,实测空区可进行任意截面剖切,空区体积计算、采场贫损指标计算等。

 三、地下采矿应用

1.采矿方案优化
首采中段、首采区域优选
基于资源模型,根据采矿设计结构参数,划分中段、采场,计算矿量、品位等指标,从技术、经济、安全等多维度对矿山资源状况的分析评价,为矿山设计中边际品位确定、首采中段与首采区域优选提供了准确数据支撑。
采矿工程空间位置优化
基于资源模型,根据采矿设计结构参数,设计相应采矿工程布置方案,计算各方案出矿量、出矿品位、损失量等指标,通过多方案综合分析,优化采矿工程布置。
同时,基于动态步距指标计算分析,可应用于开采范围、采场尺寸、采场位置优化等分析。

2.开拓系统设计与优化
依托地形钻孔数据库、地层、矿体、断层、矿块模型等数据,在三维空间中设计竖井、斜坡道、井底车场、马头门、中段开拓工程、溜破系统、井底水仓等开拓系统工程,并进行相应工程量计算,完成供决策和指导基建施工使用的可行性研究、初步设计等。
同时,开拓系统三维设计成果非常便于方案分析与优化。

3.采准设计
主要对矿床开采过程中斜坡道、中段运输平巷、穿脉、天井、联络道等工程进行三维设计,DIMINE软件采用参数化、可视化和智能化的设计思想,设计过程简单、直观,使设计人员从繁重的制图中解放出来,把更多的精力用于设计方案的优化和比较。
       中心线设计   井巷工程(包括弯道、道岔等)中心线的智能设计
       断面设计     巷道净断面设计及支护设计
       双线及实体   根据中心线自动生成巷道边线、联通巷道或非联通巷道
       标注与成图   自动标注,并自动生成含坐标表和工程量表的设计施工图

4.开采单体设计
主要用于地下矿山回采单元单体开采设计,主要功能包括:根据回采单元的结构参数对矿体进行自动切割,采切工程设计,开采储量、品位、金属量和贫损指标的精确计算。
    回采单元设计   按照回采单元结构参数对各中段、盘区矿体进行切割,形成回采单元三维实体
    采切工程设计   对回采单元实体进行投影、切割,根据已有工程、矿岩界线、采矿工艺、贫损控制等确定采切工程位置,设计工程中心线及工程断面,并生成采切工程三维实体,计算采切工程量
    底部结构设计   漏斗式、堑沟式底部结构参数化设计与自动生成
    图表输出       工程量表、坐标计算表与对应设计图输出

5.生产计划编制
DIMINE生产计划模块适用于地下矿中长期、短期编制。在现有资源条件(地质资源、设计工程数据、施工队伍、设备等)、初始状态及不同工序相互约束关系的基础上,基于任务划分、排序与模拟开采技术编排计划,支持方便调整。计划周期可以长期、短期结合;计划编制完后,可输出网络计划图、甘特图、动画等成果。成果数据可以与生产管理系统结合,为生产管理服务。
       数据准备      通过表格形式准备数据,方便直观
       计划编制      根据准备的数据,自动编制生产进度计划
       报表制定      用户可根据自己的需求,自行定制与提取数据,形成生产计划报表
       结果输出      提供Excel报表、Project进度计划图以及三维图形显示、动画模拟等结果输出形式

6.中深孔爆破设计
在地质、测量模型数据基础上,以参数化交互设计、属性计算等技术,实现了三维环境下中深孔爆破设计、技术经济指标计算与输出、设计图件自动输出等创新开发,可大幅提高设计精度和效率。
功能涵盖:排位设计、系列炮排剖面自动切制、各类爆破边界生成、炮孔设计与编辑,装药设计,各炮排矿量指标计算,技术经济指标计算与输出、炮排剖面图自动输出等。
功能可应用于分段空场法、无底柱分段崩落法等矿山中深孔爆破设计。

7.地下矿大直径深孔爆破设计
针对地下矿大直径深孔采矿作业,为一步骤、二步骤回采爆破设计提供了系统解决方案,为国内首创。
功能涵盖:孔网参数定义,自定义掏槽与拉槽设计,凿岩硐室范围、空区范围、设备运行等多约束条件下炮孔自动布置与交互编辑,多类型装药设计、自定义爆破分组、分组技术经济指标计算、设计图件自动输出等。

 四、露天采矿应用

1.露天境界优化
DIMINE软件露天境界优化功能采用LG图论法进行露天境界优化,在满足几何约束(即最大允许帮坡角)和经济参数条件下,求解总开采价值达到最大时的最优开采境界。支持多元素、动态调整及多方案对比。

2.露天开采境界设计
采用智能化、参数化设计思想,以自动扩展与手动调节的方式设计,使露天境界设计、指标计算、出图变得简单、轻松。
根据道路参数、台阶参数、缓冲参数,指定道路起点,自动进行道路和台阶的扩展。
 支持从下到上、从上到下;支持顺时针、逆时针等多种台阶扩展方式
 支持道路多开口、支持不同方位下不同坡角、支持缓冲段设定等
设计完成后,分台阶矿岩量、品位、剥采比等设计指标计算方便、快捷
• 在地表、矿体、露天坑基础上,可以快速进行开采设计境界、剖面图输出(含示坡线自动绘制)

3.露天采剥顺序优化
根据用户指定的优化参数,自动生成指定年限内的开采块,以实现露天矿的分期开采或指导中长期采剥计划编制。采剥顺序优化功能以国内中长期计划编制中主要考虑因素(矿石量、均衡剥采比、均衡品位、工作帮坡角、台阶数)为条件,采用线性规划理论进行优化。特点如下:
• 自动优化出满足条件的采场境界
• 可以人为指定最小、最大剥采比
• 可以人为指定最小、最大品位
• 优化结果直接输出指定年限内的采场形状及Excel格式的报表,报表具有开采矿石总量、平均品位、剥离量、剥采比等信息

4.露天采剥计划编制
提供露天矿日常生产中所进行的年度、季度、月度采剥推进计划的编制功能。DIMINE软件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过程。特点如下:
• 根据台阶推进线,自动生成采掘带,并自动报告矿量、品位、岩量及工作总量等指标
• 增大、减小调整时,实时动态报告相应指标
• 可以随时进行采掘带的查询及统计
• 根据推进线自动修改现状图
• 可以实现中间掘沟及靠帮掘沟的开挖算量
• 直接输出符合国内矿山工作习惯的采剥计划编制图

5.露天爆破设计
露天矿爆破设计能满足爆破工程师在三维环境下,以实测现状地形、品位模型等进行爆区边界优化控制、炮孔布置、起爆网络设计、模拟与优化等工作。可应用于露天矿台阶爆破、预裂爆破等设计。特点如下:
• 以本地数据库的方式管理设计炮孔,实现炮孔设计数据的集成化管理
• 通过爆区边界处贫损指标的自动计算,为开采最优位置确定提供参考
• 支持多约束条件(地形、矿体顶底板界线、台阶高等)炮孔布置,满足生产实际需要
• 以起爆点、炮孔、虚拟孔等为载体,支持自动与人工交互模式起爆网络连接•
• 提供了动画模拟、等时线、抛掷方向、起爆时间图等分析工具,以便能在点火前突出问题,检查与优化设计
• 一键式生成爆破设计成果信息表(钻孔、装药、材料等),并可自动生成爆破区域边界,供配矿使用

6.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、转弯处的超高加宽、挖方坡度、填方坡度等进行道路设计,并计算相应填挖方工程量,进行设计图表(横断面图、纵断面图、工程量表等)输出。

7.露天品位控制系统
品位控制系统有效解决了设计、计划、生产管理之间的衔接问题,是矿山生产调度-品位控制的一款高效工具。
• 功能适应广泛,既可基于地质勘探数据、生产勘探数据进行计划配矿、也可基于现场炮孔化验数据进行日常生产配矿计划。
• 采用线性规划方法进行计算,结果更精确、合理,实现精细化配矿。
• 可实现不同推进方向、不同台阶高度、不同细分粒度、不同品位和矿量多约束条件下配矿需求。
• 自动配矿结果可根据用户需求进行动态调整,提高配矿的多样性、灵活性。
• 配矿结果数据与三维生产管控系统、卡调系统无缝对接,共同为矿山日常生产组织管理提供服务。

 

五矿邯邢矿业有限公司北洺河铁矿通风系统优化改造

1、基本情况

北洺河铁矿采用对角抽出式多级机站通风方式,副井、西风井进风,主回风斜井(东风井)回风。新鲜风流分别从副井、西风井进入井下,再经-230m中段东部进风井和西部进风井进入各分段采场。冲洗工作面后的污风,由回风井排到-50m回风巷,然后由主回风斜井排到地表。破碎系统、粉矿清理的污风、-230m主溜井卸矿硐室污风经-230m水平重车石门、回风井,随采场污风一同排到地表。运输大巷污风由回风井随上述污风一同排到地表。
北洺河铁矿的主要通风水平包括:-50m为回风系统;-125m、-140m、-155m、-170m为作业水平;-110m和-230m为运输水平。主通风系统目前共设3个机站,6台风机。Ⅰ级机站布置在矿体的两翼(-230m东、西部机站)。Ⅳ级机站布置在矿体下盘中间部位(-50m水平回风井联巷)。各机站位置及主要构筑物见通风示意图。此外,各回采分段,根据具体情况,布置辅扇或局扇。通风构筑物方面共有三个风门。

通风系统示意图
1—地表模型;2—西部进风井;3—构筑物模型;4—盲斜井;
5—-170m水平;6—东部回风井;7—副井;8—主井

 

2、优化改造主要内容

(1)在平台已有的三维井巷工程模型基础上,通过完成各巷道实际风阻系数(阻尼系数)的测定,通风过程的模拟、计算和验证等工作,快速构建北洺河矿井三维通风系统。
(2)在三维环境下进行通风网络解算,及时掌握井巷工程施工进度对通风系统的影响,并进行风量调节,实现井下通风系统管理的三维立体化、数字化及通风图件的三维和二维成果输出。
(3)通风计算数据为矿山管理人员和技术人员提供必要的技术支持,以辅助通风和生产决策,提供解决方案,制定出切实可靠和稳定的配置参数。

3、通风系统状态分析与诊断结论

(1)装机能力情况。现有风机选型比较合理,风机的装机能力也可以满足井下需风量要求。
(2)风机运行工况。井下主要风机运行工况在风机合理运行范围之内,风机运转正常。
(3)风量分配情况。矿井总回风量满足需风量要求,但井下风流分配不够合理,表现为上下中段风量不合理、同中段东西区域风量分配不合理。
(4)风阻情况。通风难易程度的分级为容易,而从阻力分布情况上看,在-50m机站附近以及主要进回风井等处阻力较大。
(5)循环风情况。软件共检测到两处循环风,其中一处为-50m机站附近的循环风,另一处则可以忽略。

4、通风系统优化措施

针对上述问题,提出了五个逐个优化措施,通过网络解算和井下实际情况进行分析和改造措施参数计算,使该铁矿通风系统局部存在的问题得到了较好的解决。
1)-50m至5m回风井刷帮
-50m至5m回风井的风速为20.9m/s,超过《金属非金属地下矿山通风技术规范—通风系统》规定“专用风井,专用总进、回风道,最高风速为15m/s”。为使-50m至5m回风井的风速不超过15m/s,需对其进行刷帮处理。
2)-50m水平风门关严
针对-50m水平的循环风(风量10.5m³/s)较大问题,需对该处的两道风门加以关严,使其风量控制在5 m³/s以下。本方案将风门的开口面积降至0.1㎡,解算后其风量为3.2m³/s。
3)-125水平东部进风井联巷安装风窗
因-125m水平东部进风井进风量为37.4 m³/s,而-125m水平的实际需风量为8.5 m³/s,从而出现-125m水平风量过剩的情况。因此,需在-125m水平东部进风井联巷处安装一调节风窗,经计算风窗的开口面积为0.502㎡。
4)-140m水平东西部进风井联巷安装风窗
针对-140m水平的需风量为36 m³/s,而-140m水平的总进风量为97.4 m³/s,出现风量过剩,而-170m水平出现风量严重不足。因此,需对其进行风量调节。为使-140m水平的需风量达到需风要求,需分别在东部进风井联巷与西部进风井联巷安装一风窗。
5)-155m水平西部进风井联巷安装风窗
因-155m水平风量过剩,而-170m水平风量不足,需对-155m水平安装风窗进行调节,使-155m水平的部分风分配给-170m水平。调节措施是在-155m水平西部进风井联巷安装风窗。

iVent矿井通风系统的主要价值在于:提出最优矿井通风解决方案,实现井下按需通风,改善井下作业环境,降低通风成本,提高企业经济效益。

迪迈通风相关服务:
●  iVent软件培训
●  通风阻力测定
●  通风监测监控系统集成
●  通风业务咨询
▷矿井通风系统诊断与分析(发现问题)
▷矿井通风系统改造(解决问题)
▷矿井通风系统优化(节能减排)
▷生产过程通风指导(科学指导)

● iVent矿井通风系统基于中国用户的实际需求开发,具有全中文操作界面,操作简单,更适合中国工程师使用;

软件系统在真三维环境下进行软件设计,提供快速方便的编辑功能,在编辑过程中动态维护拓扑关系,达到所见即所得的效果,充分考虑用户体验;

兼容dmf、dxf、dwg数据格式,可将开拓系统自动转换为通风系统,也可将通风数据转换为生产设计数据,为开采设计提供参考;

风机、通风构筑物作为独立的信息对象进行管理,可单独对通风构筑物对象添加、删除、编辑,而不必依附于巷道的属性更改;

单条分支可存在多个几何节点,有效降低风网复杂度;

可模拟风机在矿井中的运行状态、特性、位置;

可模拟风窗、风门、风墙、降阻措施等通风调节措施在风网中的调节量;

基于独立网孔法的回路风量计算方法,解算快速、稳定,千条风路10S内解算;

全面、详尽、准确的风机数据库,收集了K40、K45、DK系列总计90余台风机信息,在一个风机型号中每个不同安装角度取得了10个风量-风压-效率工况点,达到对于风机运行曲线的最佳拟合;

风机曲线

支持对于风机串并联情况下的风机优选,协助用户快速选择当前工况情况下的合适风机;

在未设置风机时,可以根据工况风量和风压,运行虚拟风机,进行网络解算;

提供快速计算不同范围内的需风量计算,避免繁琐的手工计算过程;

具有回路法、通路法多种局部风量调节方法,为不满足需风量要求的位置提供多种风量调节方案;

提供了循环风、最大阻力线路、节点压力计算等多种高级计算工具,辅助分析矿井通风薄弱环节;

支持多级机站通风网络解算;

一键输出报告。

铜矿案例

1、通风系统三维设计 

数据共享
与DIMINE数字采矿软件数据共享;兼容dxf、dwg等CAD数据。

GIS思想构建
巷道、风机、构筑物均具有独立属性,互不影响。

编辑方便
提供了移动复制、点打断、相交打断、合并以及属性刷等多种编辑工具。

需风量计算
根据规程要求快速计算回采、掘进、硐室等需风量,为井下风量分配提供依据,从而省却繁琐的手工计算工作。 

2、通风网络解算
iVent采用改进的Hardy-Cross法进行迭代计算,内置独特的网孔圈划算法,迭代收敛速度快。

风网检查
支持检查网络连通性、固定风量设置合理性、重叠巷道、并列巷道、独头巷道、进出风巷道、巷道风流流向等。

虚拟风机运行
支持自动模拟风机特性曲线下的虚拟风机运行。

多风机多级机站解算
iVent优化了网孔中风机分支与大风阻分支的结构,允许同一个网孔中布置多台风机,可以快速解算多风机多级机站通风网络。 

3、通风网络调节

定流法
即定流巷道上进行增能、降阻或增阻调节,可自动优选辅扇、计算扩刷断面面积以及风窗开口面积。

通路法
即通过调节定流巷道或调节定流巷道的相邻或相近巷道,实现井下按需分风。

阻力调节优化
可模拟井巷与通风构筑物的增加、删除等,随时查看其对通风系统的影响,保证井下各需风点的用风量。

4、风机调节与优选
 
风机调节优选
支持风机变频模拟、风机开停模拟以及叶片不同安装角度运行模拟。

风机优选
可快速依据风机的风量、风压值优选出风机库中所有符合要求的风机,节省人力、提高工作效率。

风机库管理
全面、详尽、准确的风机数据库,包含金属非金属矿山和煤矿两大类风机,同时支持用户自定义风机。

5、问题分析、诊断与灾害预防 
iVent为通风问题分析诊断以及灾害预防提供多种高级工具:

解算预警
支持对风速、风量、风压的阀值与变化量,以及风流反向等进行预警。

循环风检测
采用单向回路搜索算法自动检测井下存在的循环风流,并快速提取其循环风量大小。

节点压力计算
计算通风网络中各节点的压力大小,分析整个矿井压能分布情况。

污风扩散模拟
动态模拟井下污风扩散路径,直观快速指导井下人员安全避险,对矿井应急预案的制定具有一定的指导意义。

最大阻力线路
能够提取最大通风阻力路线,分析矿井通风的阻力分布,为降阻提供依据。

污风串联辅助分析
可对不同风流类型进行配色,分析污风串联等通风潜在问题或薄弱环节。 

6、解算报告与汇总报告

汇总报告
汇总通风网络基本参数、总体参数、能耗、风机、通风构筑物以及风阻R特性曲线等。

解算报告
支持一键输出Microsoft Excel、Microsoft Word、TXT版本的解算报告,其主要内容有:
 • 主扇、辅扇风机运行状态,工况风量与风压的特性曲线图;
 • 构筑物参数及调节参数;
 • 巷道风量分配及解算结果;
 • 总进风量、总风阻以及等积孔等。

7、配色、出图与动画模拟
 
配色
iVent提供属性配色、风流类型配色及图层配色等多种配色方案,内置中值与线性等多种配色算法,可直观展现通风网络在各状态下的视觉效果。

出图
iVent支持可选择性、可见性、当前视觉效果下的矿井通风网络三维CAD出图,同时支持jpg、bmp图片输出。

动画模拟
能够直观、动态地展现单线或实体下的通风风流流动效果。

8、通风阻力测定 
掌握通风系统中风量与阻力分布情况,为通风设计、网络解算、通风系统改造、网络调节等提供基础数据。

测点布置
提供方便快捷的测点布置工具,支持测点CAD出图。

测点数据
支持测点数据的动态管理;支持测点实测数据导入与相关计算等。

阻力计算
支持巷道风阻、摩擦阻力系数以及通风阻力等数据计算,生成阻力计算报告。

数据检查
检查测点编号是否重复、测点属性是否有值以及测点数据是否合理(如测定的风量是否满足风量平衡)等。

解算实测对比
一键输出解算实测对比报表,帮助分析实测与解算结果,从而为建立真实的通风系统网络模型提供依据。

 


 

矿山企业或企业集团

可服务于矿山企业或者企业集团中从事矿井通风系统测定、设计、改造的技术人员及管理人员,帮助其完成风网三维模拟、解算、调节、循环风分析等任务,并为其提供通风和生产决策辅助;

设计、研究机构

iVent矿井通风系统可用于设计、研究机构。设计院可用其进行初始矿井的风网设计与解算。研究机构可用其进行矿山通风系统分析,矿山通风系统改造,可作为承担科研课题项目的高效工具。;

高等院校

iVent矿井通风系统平台可用于矿业高等院校通风教学专业进行科学研究、教学的辅助平台。

稍后更新。

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

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。

 

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。

1

2

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、煤矿企业或煤业集团

       适用于矿山企业地质、测量、采矿的技术人员及技术管理人员,从全面实现了从矿床三维地质建模、储量计算与动态管理、测量验收及数据的快速成图;地下矿开采系统设计与开采单体设计、回采爆破设计、生产计划编制、矿井通风系统网络解算与优化;露天矿开采境界优化、露天采场设计、采剥顺序优化与计划编制到各种工程图表的快速生成等工作的可视化、数字化与智能化。用于煤矿企业或煤业集团从事地质、测量、采矿与采掘计划编制的技术人员及技术管理人员,帮助他们实现矿床三维地质建模、储量计算与动态管理、测量验收及数据的快速成图、地下矿开采系统设计与开采单体设计、回采爆破设计、生产计划编制、露天矿开采境界优化、露天采场设计、采剥顺序优化与计划编制、各种工程图表的快速生成等业务工作的可视化、数字化与智能化作业。

二、设计、研究机构

      iCoal 数字采煤系统平台可用于设计与研究机构。对于设计院可以进行采矿过程从勘探到设计一系列工作;对于研究院也可以用于边坡数据分析、瓦斯分析、力学分析辅助等。

三、高等院校

      iCoal 数字采煤系统平台可用于煤炭类高等院校地质、测量、采矿等专业进行科学研究、教学。

矿山企业

政府部门

教育机构

矿企集团

安监部门

采矿专业

矿业公司

环保部门

安全专业

安环部门

国土资源部门

 

调度室

 

 

技术部门

 

 

生产单位

   

 

矿山复杂生产系统建模;
基于物联网技术的数据采集;
矿山生产过程模拟;
海量生产过程数据管理;
基于3DGIS的空间分析;
可视化分析、决策平台;
强大的二次开发能力。

 

特点与特色

1)系统级综合服务:VR系统是系统级的集中管控平台,能做到将各独立的子系统级的数据进行耦合统计分析和决策。
2)综合辅助决策:辅助决策的前提是信息获取全备、实时、准确,由于一般的综合决策都需要来源于不同的子系统数据,VR系统在于外界硬件数据通讯接口方面有很好的适应能力,能够很好地利用第三方离线数据和实时数据,为综合辅助决策提供重要数据依据。
3)三维真空间再现:VR系统是三维虚拟现实系统,可扩展到做大屏幕、立体显示、三维电子沙盘等高端应用;
4)三维地理信息系统服务于矿山:VR系统不仅仅是虚拟现实展示系统,同时还是3D-GIS的应用系统,将GIS空间信息在平台中得到展现和应用;
5)语音感应交互技术的应用:语音识别技术作为新型交互手段目前应用于矿山的设备搜索、人员定位、视频监控,使得交互方式更加便捷,减少了传统的大量界面UI操作。该系统将语义划分为规则,并进行编码解译,系统内部通过良好的设计可以扩展新的词汇和规则,而不需要对原有模块进行任何修改,以此满足用户的指令增加需求。
6)智能视频摄像头优选与定位技术:系统充分发挥了3DGIS在通视分析、空间地理坐标分析的优势,实现了事故发生时摄像机自动优选与定位问题,避免了以往繁琐的人为判断、手动调节的步骤,也满足了事故发生时快速响应的迫切需求。
7)与矿山设计和生产计划软件兼容:面向矿山行业的专业软件如Surpac、Micromine只公布了有限的向往通讯接口,而VR系统在底层完全与业内专业的Dimine平台软件实现了数据的互通,使得生产前的研究设计成果、生产过程中的计划成果、路网维护成果也能进入VR系统,使得三维系统不是与研发和生产脱节,而是紧密结合,发挥作用;
8)与生产执行系统结合:VR系统通过与生产执行层面的相关的数据和业务流程发生作用,使得三维可视化系统与用户业务系统关联起来,提高工作的效率,降低沟通成本,展现更加直观。
9)数据专业化存储与管理:数据存储物理结构标准化、支持网络化共享访问数据、大型空间数据库的支持、数据访问服务化;
10)扩展性强:基于该平台的提供的强大二次开发功能,可以很方便地实现相关应用:比如培训、应急训练等。
11)一体化集团级管控平台:VR系统基于三维地理信息系统平台,能方便地实现集团公司的矿山管理,实现集中管控。

产品结构

与迪迈数字矿山解决方案产品的关系

    VR系统通过提供三维可视化管控应用平台,是直接面向用户层的应用软件系统,通过与DIMINE2014产品和DIMINE MES生产执行系统进行接口,进一步拓展系统的应用范围。
    通过接入DIMINE2014相关地质模型、工程模型、采矿设计、配矿设计、测量验收等成果,在VR系统中进行实时展示、更新和查询监控管理,为辅助决策提供专业的数据支撑。
    同时通过接入DIMINEMES生产执行系统,对生产计划、生产过程控制及设备管理等进行三维实体展现,对相关业务数据处理和分析结果进行展示,使得数据请求与反馈更加直观、人性化,提高业务人员的工作效率。


 

 

 一.需求背景
    1.虚拟现实:现代信息技术和通讯技术得到了前所未有的迅猛发展,虚拟现实技术已经渗入到各个领域,尤其在医学、军事航天、工业仿真及应急推演等领域得到了广泛应用。矿山企业生产环境恶劣、作业空间狭小,更加需要一套虚拟现实系统,模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般。通过系统,使用者可以在远程显示终端实时了解井下的生产和安全状况,而不需要亲临现场,大大降低安全风险。
    2.矿山生产数据不可视:目前,一些矿山已经建立了基础的资源模型及工程模型,实现了矿山技术层面的信息化。但要与生产管理紧密结合,这些是远远不够的,需要将实时生产数据进行可视化重现,实现生产过程中的设计、计划、生产的对比结合与预警,才能达到安全、高效生产的目的。
    3.缺少空间基准:监测数据之间缺乏共同的空间参照基准,不能使安全监测数据与矿山地质背景、采掘工程数据等一起进行空间配准和可视化关联分析,也无法进行不同种类安全监测数据之间的实时融合和整体可视化分析。因此,面对大量不断产生的矿山生产与安全监测数据,矿山技术人员不能有效利用和形象分析,更难以对矿山安全隐患进行及时预警和超前预报。
    4.高度集成的综合管控:随着数字矿山的建设,用户已经采购了不同方面的子系统,能够在一定程度上解决某个具体领域的问题,但是矿山毕竟是复杂系统,用户在应用过程中越来越需要系统能够将各个子系统信息采用统一平台方式进行集中展示、集中管控,尤其是面向矿山集团公司的综合管控更是如此。
    5.现有系统信息孤岛现象严重:随着数字矿山的建设发展,目前许多矿山单位已有众多矿山安全与生产管理相关子系统,众多的硬件厂商设备都已部署到位,但不同硬件厂商供应的硬件数据通讯接口协议不一样,存储的数据库形式也不一样,缺乏空间数据集成与共享环境,导致矿山静态、动态数据分别管理、相互独立,不能或难以进行融合与共享。面对众多的矿山信息孤岛,人们难以认识和发现不同数据之间的联系及隐藏的有用信息。
二.产品定义
    VR系统的定义:一个实际存在的自然的系统与虚拟的较为理想的子系统相互结合,基于现代控制理论、仿真技术和计算机通信等,对复杂的、无法直接物理建模的实际系统实现较为精确的建模,从而对其进行分析和科学管理。
    数字矿山VR系统的定义:以矿山安全、高效生产为目标,通过地理信息系统(3DGIS)、虚拟现实技术(VR)以及物联网等技术,对矿山复杂生产系统进行精确建模、实时感知、仿真模拟,提高响应速度、优化调度决策,实现科学分析、“透明”管控。

三.解决的主要问题
    DM MPS 数字矿山VR系统是以矿山安全生产可视化管控为目标,解决矿山生产与管理各子系统的数据统一采集、同一时空虚拟环境下的展示、可视化管理以及综合分析与决策等关键问题。主要包括:
    矿山生产环境可视化表达;
    生产过程仿真与模拟;
    生产过程实时监测与调度;
    各子系统集中管控;
    解决现有系统信息孤岛现象;
    安全监测预警;
    安全生产教育培训虚拟仿真;
    灾变发生时的可视化应急救援调度指挥。
            

矿区全景:乌山露天矿 

图某矿区全景 

图矿体及井巷工程模型

图井下生产过程仿真

水泵房

北科大信集闭教学演示系统

图露天卡调实时监控

图视频监控系统集成

 图有毒有害气体监测与分析

图局部撤离路径优化

四.社会效益及经济效益
    (1)社会效益
    1 塑造企业形象,提示竞争能力
    通过三维综合管理平台的建设,能够更直观准确的展现出企业的生产场景和主要工况信息,使各级管理人员能够对企业韵整体情况有更加深刻的了解和认识。相对以往普通的二维图纸展示和单调的视频展示,基于人机交互的三维可视化技术,带给用户更强劲的视觉冲击。无疑会提升企业形象,达到宣传的目。
    2 大幅提高生产调度,应急指挥能力
    通过三维综合管理平台的建设,一方面,可以实时监测主要工作场所的生产环境,结合各个业务系统的实时数据,可以进行综合分析和安全评价,当灾变发生时刻自动扁动应急预案,从而为防灾减灾赢得时间,最大限度的减少人员的伤亡和财产损失。一方面,在日常的生产过程中以及应急抢险过程中,可以利用三维综合管理系统,统一认识,达成共识,使用三维综合管理系统可以消除了二维认知的差异,使现场环境清晰地展现在眼前,从而使决策效率更高,大幅提升管理者的调度和指挥能力。
    3 节省决策时间,降低决策风险
    通过三维综合管理系统的数据资源特性,可以为企业生产与决策提供高质量的数据保障。通过三维综合管理系统的时效性,可以节省决策时间。两方面结合起来,可以提升决策质量,降低决策风险。如在矿山生产阶段,可根据精确的地测数据和不断更新的各类信息,进行矿体精细建模,结合生产自动化提供的数据,和各类监测数据,可以动态调整生产布局,优化采掘设计。相比以往的平面图,决策的效率大大提离。
    4 为统一指挥,协调发展建立基础
    企业发展需要从宏观角度作出正确的规划,但因为信息系统建设的历史原因,导致信息孤岛大量出现,企业难以及时汇总,统筹各个方面的信息,从而无法做出宏观决策。基于三维综合管理系统,矿山的生产状况,环境信息,设备运转情况,人员考勤情况,系统运转情况在统一的可视化环境下呈现,管理者可以站在全局的角度来协调各个都门,各个环节的发展。
    5 能够提高运转效率,提升执行力
    企业传统的金字塔的管理方式,使得各部门之间信息隔离,矿山企业各级之间沟通不畅,执行效率不高。通过三维综合管理系统的建设,矿山企业各部门之间可以直接基于统一的工作场景进行横向沟通,各级管理部门之间可以纵向交流,因为平台的统一,所以信息的准确性,时效性大大提升,可以实现企业管理过程的透明化,从而提升决策效率,执行力在潜移默化中得到提升。
    (2)经济效益
    1 高效培训与应急演练
    通过DMMPS系统三维虚拟现实模拟现场,极大提高新进员工对矿山熟悉培训效率,增进其对矿山各个业务系统了解,达到减少50%培训时间的目标,大大减少应急预演的成本。
    2 整合业务系统,节约维护成本  
    通过DMMPS整合矿山分散独立的人员定位、监测监控等业务系统,使得一次性投入和后续维护成本至少减少20%。
    3 支持扩展,避免重复开发
    DMMPS系统框架支持扩展,使得矿山后续信息系统能够完美接入,基于mps系统上部署业务系统成本节约20%以上。

 

 

1.VR系统在内蒙古乌山铜钼矿业有限公司
    接入子系统:露天卡调三维可视化管控系统、路网三维可视化维护系统、配矿资源可视化管理系统;
2.北京科技大学综合矿山教学系统
    接入子系统:信集闭系统、人员定位系统、监测监控系统。
3.同煤集团同忻煤矿三维调度指挥系统
    接入子系统:水泵监控子系统、环境检测子系统、原煤仓监控子系统、风机监控子系统、胶带运输集控子系统、综采面监控子系统、瓦斯抽放监控子系统、注氮监控子系统。
4.开磷矿业马路坪矿三维可视化管控系统
    接入子系统:通风子系统、排水子系统、供电子系统、皮带运输子系统、井下破碎子系统、充填制备子系统、计量子系统、视频监控子系统和避灾子系统。
5.云南铜业狮子山铜矿三维可视化管控系统
   
接入子系统:环境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
6.中国黄金集团总部三维可视化调度指挥系统
    第一期接入矿山:湖北三鑫矿、内蒙太平矿等共6个示范矿。接入子系统有人员与车辆定位子系统、环境监测子系统、通风子系统、排水子系统、供电子系统、地压子系统、计量子系统、视频监控子系统。
7.云南驰宏锌锗会泽采选厂三维可视化管控系统
    接入子系统:环境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
8.武钢金山店铁矿三维可视化管控系统
    接入子系统:环境监测子系统、通风子系统、排水子系统、地压子系统、视频监控子系统、人员与车辆定位子系统。
9.西部矿业锡铁山矿通讯与人员定位系统
10.西部矿业获各琦矿通讯与人员定位系统
11.湖北大冶铜绿山铜铁矿人员定位系统

 

 DM MPS数字矿山VR系统应用场景:
1、矿山电子沙盘;

图 1首云矿山 

 

图 2 月度生产计划

图 3 地下矿体与巷道

图 4 露天境界

 图 5 采空区

图 5 乌山露天卡调与监控检测系统 

图 6 乌山露天卡调与监控检测系统

 图 7 乌山露天卡调与监控检测系统

2、工艺流程编辑与展示;

 3、生产作业环境监测

 

 4、生产过程监控与调度

 

 

 

 

 

图 7 通风排水系统检测

5人员跟踪与定位

 

6救灾演练 

 

7应急指挥

 

8教育培训

 

 图 8 信集闭教学演示系统