夏甸金礦虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的建立及初步應(yīng)用.pdf

1、采用現(xiàn)代高新技術(shù)手段改進(jìn)傳統(tǒng)采礦生產(chǎn)是礦山行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。虛擬礦山作為數(shù)字化礦山建設(shè)的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代化礦山建設(shè)中占有舉足輕重的位置。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將礦山生產(chǎn)過程中涉及的工程地質(zhì)條件、礦體形態(tài)、井巷工程、圍巖體特征信息等大量數(shù)據(jù)信息集成為動(dòng)態(tài)可視化的三維模型，一方面可直觀表達(dá)采礦系統(tǒng)布置與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系;另一方面通過集成地質(zhì)、采礦、巖石力學(xué)、地壓監(jiān)測等相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合判斷分析，可幫助人們發(fā)現(xiàn)礦山生產(chǎn)過程中的安全隱患。因此，建立

2、礦山虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息集成并真三維展示，供人們?nèi)?、綜合的分析，使現(xiàn)有各種資源得到充分、合理、有效地利用，已成為信息時(shí)代下礦山追求的主要目標(biāo)和礦山現(xiàn)代化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
　　本文以夏甸金礦為依托，首先建立帶有數(shù)據(jù)查詢功能的虛擬礦山場景，然后結(jié)合現(xiàn)場測試、數(shù)值模擬等手段獲取巖體力學(xué)、應(yīng)力場等信息，對(duì)采動(dòng)地壓規(guī)律及礦巖體穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析評(píng)價(jià)，并將實(shí)測數(shù)據(jù)以三維模型的形式集成到虛擬場景之中，建立夏甸金礦虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，為夏

3、甸金礦后期深部開采提供地壓監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)集成、分析、可視化的平臺(tái)。主要研究工作如下:
　　(1)通過幾何建模、激光掃描等技術(shù)，建立夏甸金礦礦區(qū)虛擬場景平臺(tái)。
　　(2)應(yīng)用3GSM數(shù)字測量技術(shù)，獲取礦巖體結(jié)構(gòu)面空間分布信息，基于此進(jìn)行礦巖體穩(wěn)定性分級(jí)、參數(shù)計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)自主漫游過程中對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的查詢?yōu)g覽。
　　(3)基于結(jié)構(gòu)面實(shí)測數(shù)據(jù)，利用GeoSMA-3D系統(tǒng)進(jìn)行不穩(wěn)塊體的快速識(shí)別。將結(jié)構(gòu)面、關(guān)鍵塊信息實(shí)體化后集成到虛擬

4、場景之中，實(shí)現(xiàn)自主漫游過程中對(duì)結(jié)構(gòu)面、關(guān)鍵塊信息真三維展示。
　　(4)結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況，利用FLac3D模擬計(jì)算，獲取開采擾動(dòng)背景應(yīng)力場，分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)圍巖穩(wěn)定性初步評(píng)價(jià)，將模擬結(jié)果集成到虛擬場景之中，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力場結(jié)果的真三維靜、動(dòng)態(tài)展示。
　　(5)在虛擬場景之中對(duì)以上各結(jié)果優(yōu)化處理，建立具有虛擬漫游、數(shù)據(jù)查詢和交互控制等功能的一整套虛擬礦山系統(tǒng)，為夏甸金礦后期深部開采提供地壓監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)集成、分析的平臺(tái)，提高礦山數(shù)字化