可視化技術在采礦工程中的應用

聶川超

（龍煤集團雙鴨山分公司安全監察部，黑龍江 雙鴨山 155100）

采礦工程是復雜的系統工程，目前我國的采礦工程隨著技術科學的發展，已經借助計算機技術對其進行優化設計和科學管理。計算機多媒體技術的發展也為采礦工程技術人員實現了由較為枯燥的研究過程過渡到現在可視化的分析研究過程。

1 計算機輔助設計的可視化技術在工程研究中的應用

1.1 采礦研究中的問題

煤礦井下開采的主要特點就是在地下工作，而且生產當中所需要環節很多。主要工序非常復雜，井下的生產系統有通風、排水、動力供應等多個系統，其特點就是巷道空間交錯復雜。工程技術人員在實際采礦過程中會遇到不同程度的問題，其主要問題就是井下系統的巷道空間位置關系不能很好的確定。目前我國的采礦工程中所使用的資料大多數都是工程的平面圖、刨面圖。現有的資料上很少有三維立體礦井巷道系統模型，工作人員只有發揮自身的空間思維想象能力去估算巷道的三維位置。

1.2 計算機輔助設計的可視化技術

目前計算機輔助設計技術已經逐漸走向三維立體、可視化發展，但是在采礦工程中還有很大的應用空間。目前較為普遍使用的是美國公司研制的計算機輔助繪圖軟件Auto計算機輔助設計軟件，它可以繪制出三維立體礦井巷道布置系統模型。進而達到可視化的目的，提出解決的辦法。

1.3 利用計算機輔助設計的可視化技術創建研究模型

目前的工程采礦人員對于分析巷道之間的關系只能通過想象和經驗去確定巷道之間的關系，但是這種方法會出現較大的失誤，經驗是積累出來的，即使有經驗也會存在較大的誤差，而且這種方法費時費力，得到的效率很低。因此要求工作人員要學會三維知識，使工作人員先研究涉及巷道的三維空間設計出來，這樣在學習完三維知識后，工作技術人員可以得到較為高效的分析效果。如果采用Auto計算機輔助設計軟件，我們可以得出以下幾點明顯的研究效果：其一，可以在制作三維模型的過程中，更加深刻地了解礦井的三維結構，對研究的問題可能會提出更加創新的解決方法；其二，對于初步涉及采礦工程的技術人員來說，可以較為容易的了解建立三維礦山系統的概念；其三，采礦項目結束后，繪制出的三維立體礦井模型，可以更為輕松的進行匯報，從而達到高效的效果。

2 地質測量對采礦的影響

我國的國土豐厚，地質地貌各不相同，所以為了確保礦物質的質量，我們在進行采礦工作時，要對開采區域進行地質測量。對于地表所測的氧值要符合一定的規律性。地測工作的標準化是質量標準化的一個關鍵組成環節，在開采的同時還要注意安全隱患。對于重復出現的問題要追查其根源，及時進行修改調整，從而進一步的提高標準化的工作水平。

3 數值模擬的可視化分析方法

我們了解到工作人員很難建立三維空間概念，而礦山壓力與巖層控制的問題一般涉及的都是動態三維空間問題。因此工作技術人員對分析研究的目的還是有一定的差距。工作技術人員到礦井現場實習，所看到的情況只是靜態現象，比如巷道支護物的破壞、巷道的變形等問題我們可以通過現場觀察發現，但是對產生礦壓顯現現象的礦山壓力以及變形破壞過程是看不到的，只能從理論上或者資料上去進行空間想象，但是這樣會存在一些弊端，比如說對理解礦山壓理論就會形成障礙。而且想只是通過觀測就能得到礦山開采過程中的圍巖內的某一點力，實際上是相當困難的。對于上述問題，數值模擬計算方法就擁有其獨一無二的優勢，數值模擬計算方法的發展逐漸的引起了采礦工程的重視，并且逐漸的的被采礦工程所引用。

3.1 可視化研究實例

我們對煤層開采過程頂板巖層受力變形過程模擬。模型上部為邊界，我們按照煤層深度來施加重力，模型的左右兩邊為支邊，模型的下邊為固定點，為了平衡水平方向的位移。通過計算得出了頂板巖層會隨著煤層開采而出現離層及其相對應的應力分布狀況，其結果在一定程度上可以對礦山壓力及巖層的控制上提供了理論補充。

4 結語

為了能夠提高采礦技術的應用，我們對于煤礦開采的方法研究還需要加大人力物力，創造出更加適合采礦工程的新技術，這樣才能夠更好的提高人們的生活質量，減輕工作技術人員的工作量，加快工程的進度和效率，在采礦的同時也要要求工作人員工作認真、盡職盡責，爭取零失誤。以繪制單位立體模型來了解礦井的空間結構，這些都屬于采礦工程的新技術，隨著科學技術手段的不斷進步，可視化技術在采礦工程中的應用會越來越多，而且會出現更加先進的技術，更好的提高采礦工程的整體生產效率及其安全穩定性。

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