三維數(shù)字礦山系統(tǒng)建設(shè)之關(guān)鍵技術(shù)分析

郭豪坤，周瑾鈺，牛英杰

（1.天津華北地質(zhì)勘查局，天津 300170；2.北京中色地科測繪有限公司，北京 順義 101300）

隨著科技的不斷進步，數(shù)字化信息技術(shù)正在快速的應(yīng)用在人民生產(chǎn)生活中，數(shù)字化技術(shù)進行圖像的處理[1]、數(shù)據(jù)整合、信息編程都發(fā)展的越來越好，使生活中很多棘手的問題都能轉(zhuǎn)化成數(shù)字模式，并讓數(shù)字模型計算生成效果圖變成可能，三維數(shù)字系統(tǒng)方式有很多獨特的優(yōu)勢，比如在數(shù)據(jù)計算方面的效率相當(dāng)高，在圖形處理方面采用三維效果處理，可以讓人直觀的看出圖形的真實所在，從而對圖像的概念進行分析及對實體進行建設(shè)，相比于其他系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)信號的接收與整合僅僅是一次性的完成，不能對結(jié)果進行檢查評判，所以三維數(shù)字化系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的處理采集功能非常強大。

1 三維數(shù)字礦山系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計

目前的礦山系統(tǒng)建設(shè)一般是基于二維數(shù)字處理特征的，存在一些不足和有待解決的問題。那么我們就要以礦山開采的可行性和安全性為基礎(chǔ)，利用三維數(shù)字技術(shù)進行對于礦山開采的研究。數(shù)字化技術(shù)是我們在生產(chǎn)生活中經(jīng)常遇到的技術(shù)，數(shù)字化的基礎(chǔ)是一維數(shù)字化，現(xiàn)行發(fā)展比較廣泛的是二維數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，但是二維數(shù)字化的主要表型形式在平面上對于一個體積龐大的工程來講是不能夠探測其內(nèi)部組成及結(jié)構(gòu)的，這樣就存在數(shù)據(jù)接收的不完全，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的計算產(chǎn)生問題，結(jié)果產(chǎn)生偏差，這樣就不能夠完善的對礦產(chǎn)資源進行開采。對于礦產(chǎn)的開采一直以來是各個國家爭相進行研究進行的，所以在礦山開采前期要做出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行耘袛啵诤笃谝獙嵭邪踩a(chǎn)及保障礦產(chǎn)質(zhì)量。利用一項全面的技術(shù)對礦產(chǎn)資源進行信號探測，并可以將探測到的數(shù)據(jù)進行整合，從而進行礦山資源的全面開采。在礦產(chǎn)資源分類方面，傳統(tǒng)的方式僅僅是利用數(shù)據(jù)的接收進行探勘研究，并不能夠?qū)ΦV山資源元素組成進行完整合理計算，所以應(yīng)用我們利用三維數(shù)字技術(shù)所設(shè)計的新模型支持三維數(shù)字系統(tǒng)分類器，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的自動分類，并將礦山系統(tǒng)建設(shè)到最好作為目的。

1.1 礦山系統(tǒng)規(guī)劃與開采技術(shù)設(shè)計

礦山系統(tǒng)建設(shè)的初級階段是礦山資源的可行性研究階段，這個階段包含礦產(chǎn)資源的規(guī)劃與開采設(shè)計，普通的可行性研究方式僅僅是對地塊取樣進行元素分析，而三維數(shù)字模型則是通過大量運算及數(shù)據(jù)整合進行運算，從而確定礦山開采的可行性及規(guī)劃開采手段。在新型的礦山系統(tǒng)開采中，科學(xué)的進步推出很多技術(shù)手段，大多數(shù)手段都能對礦山資源進行定位分析，并進行開采的可行性研究，但是由于現(xiàn)行存在的技術(shù)并不發(fā)達，所以礦產(chǎn)資源開采可行性研究階段很少能夠做出預(yù)測來保障質(zhì)量安全及生產(chǎn)安全，所以為了更高效率的完成對礦山系統(tǒng)的開采我們結(jié)合三維數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)勢進行研究從而設(shè)計一個新的技術(shù)模型，目的是能夠在更高效率且降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上進行礦山資源安全開采。在三維模型表面特征提取算法方面，直接對三維云數(shù)據(jù)表面特征提取進行計算，以及三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)提取算法進行礦山元素的提取分析，從而對礦山資源是否可以進行開采提出有效的建議與規(guī)劃。

1.2 系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理技術(shù)設(shè)計

安全生產(chǎn)一直是社會無論發(fā)展到何種程度都要遵循的原則，所以對于已經(jīng)進行施工的礦山系統(tǒng)要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計出預(yù)防礦山災(zāi)害的屏障，從而保障安全生產(chǎn)。礦山開采的安全生產(chǎn)保障以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的新模型可以通過信號探測礦山內(nèi)部構(gòu)成及外部形態(tài)，這樣就減少了人工操作幾率，這樣工人不用在礦山系統(tǒng)中一直工作，監(jiān)控人員也不用到礦山內(nèi)部進行視察，從而保障工人的生命安全。三維數(shù)字處理系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害等問題來臨，就會發(fā)出警報對惡劣的施工環(huán)境進行預(yù)警。所以利用三維數(shù)字化處理系統(tǒng)進行礦山開采是非常有必要的。因為三維數(shù)字技術(shù)可以利用其在礦山系統(tǒng)內(nèi)外建立的網(wǎng)絡(luò)模式進行信號探測整合。從而進行對地質(zhì)災(zāi)害危險的強烈預(yù)測，目的是在災(zāi)害到來之前對監(jiān)管人員進行預(yù)警，使工作人員早早做好逃生及對抗準(zhǔn)備，從而完成對礦山開采的安全生產(chǎn)管理，對人民的生命安全做出保障。

2 實驗論證分析

以三維數(shù)字系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行礦山的建設(shè)非常重要，既可以對開采問題進行可研性評價還能夠?qū)踩a(chǎn)環(huán)節(jié)做到完善，所以三位數(shù)字系統(tǒng)對于礦山系統(tǒng)的建設(shè)非常重要。通過對某礦山系統(tǒng)進行取樣研究，并進行實驗來對比以三維數(shù)字模式為基礎(chǔ)的新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的差異性。表1是通過對某處礦產(chǎn)資源各個地塊元素的取樣分析，得到的礦產(chǎn)資源含量：

表1 取樣分析數(shù)據(jù)信息

從表1數(shù)據(jù)可以明顯的看出傳統(tǒng)方式與三維數(shù)字系統(tǒng)對于礦產(chǎn)資源元素的采集區(qū)別，通過以上數(shù)據(jù)進行曲線統(tǒng)計圖的繪畫，得到圖1曲線對比圖。從圖1可以看出，新設(shè)計的以三維數(shù)字為基礎(chǔ)的方法比傳統(tǒng)方法對于礦產(chǎn)元素的探測效率在相同時間內(nèi)采集效率更高。

圖1 元素采集曲線對比圖

3 結(jié)語

以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)進行礦山系統(tǒng)的整體建設(shè)，從前期準(zhǔn)備階段到安全生產(chǎn)發(fā)展階段對于礦產(chǎn)資源質(zhì)量的保障體系做出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)測，此技術(shù)應(yīng)用在礦山系統(tǒng)的建設(shè)上非常有益處，且相比于傳統(tǒng)方式的效率高且成本少，同時運用該系統(tǒng)模型可以讓工人的生命安全及礦產(chǎn)質(zhì)量得到保障，具有相當(dāng)高的可行性。

[1]邵佳申，常恒瑞，鄭占樂，等.軟件工程發(fā)展分析[J].中國組織工程研究，2017、21(23)：3767-3772.