可视化矿山的发展现状及关键技术

贺雁鹏^1,2，黄庆享^1,2，曹健^1,2

1. 西安科技大学能源学院2. 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室

摘 要：可视化矿山的建设是智慧煤矿的重要组成部分。通过总结目前可视化矿山的国内外发展现状,分析了可视化矿山建设存在的若干问题,结合模拟仿真、多场智能监测监控、大数据处理、物联网与互联网+等先进技术手段,提出了可视化矿山的建设应包括数据可视化、模型可视化、场景可视化和沉浸式（CAVE）可视化4个方面。同时,提出了以采矿模拟仿真的可视化矿山建设为基础,自动化和信息化建设为手段,智能化开采为目标的新型采矿研究体系,设计了由设备感知层、网络数据处理层、关键技术应用层和协同管理层构成的系统总体架构,形成了"一个核心（可视化矿山建设为核心）、多类数据库（数据库是可视化的载体）、一个标准平台（多信息融合）和一个服务目标（协同管理与决策）"的技术框架,基于2类3种（文档型和关系型2类,结构化、半结构化和非结构化3种）数据的处理和信息展现,实现4A式（Anyone、Anytime、Anywhere和Anydevice）关联互动平台。根据煤矿生产实践环节,针对矿山作业环境的特殊性和复杂性、安全隐患的不确定性、生产数据多样性与容量巨大性等实际问题,提出8个可视化矿山建设的关键应用技术:三维立体仿真模型、开拓和开采方案设计、矿井风量风速配置、专家决策、动态处理、危险源辨识与预警以及建立数字化集成操作平台,实现各生产环节的信息融合和智能化协同生产,促进煤炭资源的安全绿色开采。

关键词：可视化矿山;智能化开采;模拟仿真;大数据;物联网;