可視化技術在采礦工程中的應用

程先木

◆摘? 要：采礦工程是一項非常復雜的工程，在采礦的過程中有效利用可視化技術一定可以對采礦有一個事半功倍的效果，一來通過計算機可視化技術可以對各種圖片進行處理，這樣就會對礦山的整體情況都有一個更加清晰的認知，這也有利于工作人員能夠進一步掌握其中蘊含礦藏的情況，對于進一步為提升采礦工程的綜合效益具有很大的推動作用。本文首先介紹了可視化技術的內涵，接著就可視化技術在采礦工程中的應用做了詳細的探究。

◆關鍵詞：可視化技術;采礦工程;應用

在采礦的過程中，由于工程外部的環境問題以及諸多不確定的因素，這些都使得采礦工程會出現很多的問題。因此，為了減少這些問題的產生，我們需要根據社會技術的不斷發展來對采礦工程的相關技術進行一些調整，比如計算機可視化技術就能夠幫助我們在采礦工程中不斷優化設計，并且將采礦工作與之結合，最終提升整體采礦管理水平，促進采礦工程更加快速穩健的發展。

一、可視化技術的內涵

進入二十一世紀以來，我國的互聯網計算機信息技術有了很大的進步，而作為人機交互的重要技術之一，可視化技術能夠對設計、傳感、測量、物探、繪圖等數據進行過濾以及集成，并且還能夠利用動態維護對采礦活動，包括對礦山實體以及地下層的環境進行一個全面的分析、模擬以及再現。目前，我國很多礦山工程都在利用現代建模軟件進行整體的礦山模型建設。為了能夠將整個礦床標準了解清楚，清楚評價參數及情況布置，了解3D空間實際分布情況，包括對2D模型缺乏的信息表達不充分及直觀感缺乏等問題進行改善，已經加上了可視化的進一步實驗室。可視化技術需要將技術測量、地質專業及采礦作為基礎性要素，利用計算機技術及地質模型這些先進技術手段，建設3D礦床模型，為技術經濟及生產工作、開采方案提供先進并科學的手段。

二、可視化技術在采礦工程中的應用

1.數值模擬的可視化技術應用

在采礦的工程建造中，很多環節都需要構建動態的三維空間，比如礦山壓力、巖層控制等，這樣才能夠使得采礦工程的各種影響因素得到全面的分析。而一般來說比較常見到的狀況就是相關工程人員到礦井的現場進行實地檢測。在這個過程中，整個礦場都是靜態的，很多的問題可以及時發現，比如巷道變形、巷道支護損害等，這樣一來就可以避免很多的問題，盡管如此，仍舊會有很多的問題無法用我們的肉眼來進行識別，比如礦山的壓力變化的情況以及礦山變形的破壞過程等。因此，采用數值模擬的可視化技術，可以對各種情況進行有效模擬，將整個礦山的壓力變化情況、不同部分的變形情況等清晰顯示出來。例如，在采礦過程中，頂板巖層受力變形過程的數值模擬，上部為邊界，根據各層分布情況和深度來施加相同的重力，兩邊分別為支邊，下邊為固定點，以保持水平方向的平穩。與此同時，對定板巖層隨著開采層變化而產生的應力進行計算，并獲得其分布情況，使礦山整體結構和空間變化情況得到演示，可以有效的對礦山壓力、巖層控制問題進行準確分析。由此可見，數值模擬的可視化技術應用，可以有效與其它可視化技術相結合，是我國采礦業可持續發展的重要支持。

2.地質測量的可視化技術應用

我國地域比較寬廣，地質結構多種多樣，這樣一來就會使得采礦工程的生產難度和管理難度較大，從而給采礦施工的順利進行造成一定阻礙。因此，在進行采礦施工前，必須對開采區進行比較仔細、全面的地質測量，了解不同地質結構的相關規律，才能更好的進行采礦作業，避免意外安全事故發生。在進行資質測量時，采用的可視化技術主要是聲波探測和地震勘探兩種，以對較大范圍內的地質結構、局部地層的結構、礦物質的所在位置和分布情況等有更全面的了解。通過可視化技術的合理用，可以獲得較多地震勘探數據、測井數據等，從而根據數據繪制等值線和等紙面等，使得礦藏的走向、范圍等都能得到比較詳細的呈現。與此同時，通過上述相關數據、曲線圖等，工程技術人員和相關專業人員可以對各種原始數據給以比較準確的解釋，以獲得礦藏的儲存量、分布情況等。由此可見，通過地質測量的可視化技術應用，采礦工程中的打井作業可以獲得比較準確的指導，使無效井位數量有效減少，在節約開采成本、提高開采效率和提升綜合效益等方面有著非常重要的影響。

3.計算機輔助設計中的可視化技術應用

研究發現，95%以上采礦工程作業場所都是在地下。相比其他工程作業而言，工程較為煩雜且生產過程所涉及到的環節也比較多，整個工程由動力供應、通風、排水等多個系統所組成的。因此，整個工程巷道空間呈現為交錯的狀態，這樣一來，工程技術人員就無法精準且有效地確定精心系統的巷道空間位置。加之，現階段所采礦工程公橫所使用的資料絕大多數都是剖面圖和平面圖，缺乏直觀且形象的三維立體框架巷道系統模型，進而工作人員只能憑借自己的經驗或是來判斷或者是確定巷道的三維位置。如果我們將計算機可視化技術運用到其中，采礦生產工作人員通過Auto軟件來構件三維立體模型，則可清楚分辨礦井巷道的分布。另外，利用Auto計算機輔助軟件，可有效地讓技術人員深入了解礦井的三維結構，以便更好地在構件三維模型的過程中及時發現存在的問題，尋找解決問題的方法。另一方面，技術人員還能在熟悉和掌握Auto計算機輔助軟件中，快速了解三維礦山系統的組成結構，以便更好地在三維立體礦井模型制作完成后，切實有效地獲取到一個良好可視效果，最大化地實現提升采礦工程的生產效率目地性。

三、結語

隨著現代化技術的不斷發展，可視化技術在采礦工程中的作用越來越大，同時也得到了很大的推廣，使得全國的采礦業都能夠得到很好的發展，與此同時，可視化技術可以應用到數值模擬、地質測量以及計算機輔助技術中，其中計算機輔助設計中的可視化技術應用可以對各種圖片進行處理，使得工作人員能夠對礦山的整體情況都有一個很好的了解，也能夠對礦山中蘊藏的礦藏有一個更加準確的認知，這樣的技術在我國日后的礦產工程一定會成為一種主流的趨勢。

參考文獻

[1]高桂琴，黃濤.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術分析[J].中國戰略新興產業，2018（36）：242.

[2]張志偉.采礦作業中采礦工藝與技術分析[J].中國金屬通報，2018（05）：242-243.