可視化礦山與機電技術在數字礦山建設中的應用研究

楊永吉

河北鋼鐵集團礦業有限公司 河北唐山 063000

1 可視化礦山的實現

1.1 可視化礦山概述

可視化礦山顧名思義是實現礦山開采的透明化，為開采礦山節省人成本，提供便利。具體方法是通過利用計算機技術，對礦山的地理環境、工程分布等信息框架以三維視角展現出來，使礦山的真實情況更加準確、立體，有利于促進技術人員對礦山的真實地質、地貌情形的了解。對地質勘查專員而言，可視化礦山在地質勘查中能夠起到非常重要的作用，為其提供完善的數據支持。

1.2 可視化礦山系統架構

從技術角度來看，可視化礦山技術充分利用智能化、信息化的大數據技術；從數學角度來看，可視化礦山需利用到數學三維建模，以及航拍制作而成的三維景觀模型。通過對多項技術的整合構建，建設智能化、可視化的仿真模擬信息管理系統，為現代礦山的開采奠定堅實的基礎[1]。

（1）一個核心。對于可視化礦山系統而言，重中之重是建立的仿真三維立體模型能夠與實際開采的環境相同，盡可能做到除面積不同外，其他信息全部吻合，實現從可視化到立體化的轉變，可視化礦山的建立必須牢牢把握這一核心。隨著科技的發展，能夠利用的技術手段日益增多，目前為止可視化礦山系統能夠利用大數據、云計算等技術手段，以物聯網為依托，建立仿真礦山三維立體模型。

（2）四個方向。可視化礦山的建設主要分為以下四個方向：一、數據可視化，數據可視化是四個方向的基礎，通過對數據的整合分析，能夠對整個方向有大致的預判；二、模型可視化是以數據為基礎，通過整合完善實現模型可視化；三、場景可視化，場景可視化在模型可視化的基礎上更加完善，更為細致，包括礦山上的每個具體坐標都很詳細；四、沉浸式可視化，在前三者的基礎上，針對礦山的實際情況作出改動，最終促使可視化礦山成為小型實物，促進礦山開采的發展。

（3）多個主要內容。可視化礦山計劃開展之前，首先應確立建設方向，明確框架的主要方式是應用大數據和物聯網，分析三維數據模型以及機械設備模型，促進可視化礦山更加仿真，通過模擬云計算實現場景可視化；將沉浸可視化作為主動和被動漫游的基礎。

（4）完備的數據庫。可視化礦山建設應建立完備的數據庫，從礦井設計之初開始，到礦山開采的各個環節都需做好信息采集，收集信息后及時進行數據存檔、整合，方便下次使用。

（5）一個平臺。建立平臺主要是為了能夠對信息有更好的掌握，對各個領域的數據都要做到及時整合，統一分析，統一管理，從綜合方面掌管信息，打破礦山信息孤島，促進礦區共同管理。

2 智慧礦山可視化框架技術

2.1 三維立體礦井仿真模型

可視化礦山的建設必須對礦山的地質層、現場情況、包括氣候、環境等信息進行勘查，通過建立三維坐標數據，推動開采過程科學合理，以三維立體仿真模型作為建設基礎，實現可視化開采的真實準確。根據上述幾項指標，對可視化礦山的設計提供依據，提高設計的可靠性和真實性。

2.2 開采方案設計

在進行方案設計之前，首先通過利用大數據對信息進行收集分析，通過模擬生產速度、生產環境以及突發情況，提高精細化管理水平。減少資源浪費，提高利用率和工作效率[2]。

2.3 礦井風量風速配置

對于礦山開采而言，最重要的就是生產安全，這與礦山的命運緊密相連。在實現三維模擬時，應將通風、排水網絡、節點以及風量和水量等全部模擬在內，實現對通風、排水系統的科學管理。

2.4 專家決策系統

礦區開采應充分利用大數據，如出現難以決策的情況或技術問題，應及時利用數據庫搜索相關問題，系統會推薦專家解決方案等可供參考，間接的指導礦山安全生產。

2.5 動態處理系統

在科技高速發展的當今社會，礦區管理人員也要與時俱進，利用大數據對礦壓預測、應急預案等實現動態管理，。大幅提高數據推動管理的準確性，提高相關建設水平，動態分析調整系統各項數據，科學指導日常生產，進一步提高經濟效益。

3 實際應用分析

可視化礦山的重點建設方向有以下幾點：綜合業務網絡平臺，能夠保證數據傳輸高效穩定，因為在實際應用中，因氣候。環境原因，礦區網絡常常損壞。綜合業務網絡平臺充分利用千兆工業網絡，能最大限度保證數據傳輸的穩定性。網絡化控制，能夠集中控制各項設備，縮短操作時間，降低成本[3]。

4 可視化系統與礦山機電設備運行狀況的評估

想要充分網掌握數據，可以利用大數據技術分析搜集數據，該方法可高效率的對礦山機電設備進行評估。此系統有以下幾個操作模塊：基本操作、數據接口、數據查詢、設備是否運行、評估預警，該系統具有管理功能和評估功能，管理功能可對設備運行狀態進行實時監測，為決策提供參考。對于系統而言，設備運行狀態是核心，即檢測機電的運行設備，評估運行情況，最大限度避免故障發生。

5 結語

可視化礦山建設能夠最大限度的避免資源浪費，有利于緩解資源危機。通過三維模擬，考慮多重因素，提高礦山開采安全性、準確性、可靠性。可視化礦山建設合理利用大數據，通過對數據的分析收集，提高礦山開采效率，推動礦山發展高效化、集成化，為我國冶金礦山發展事業奠定堅實的基礎。