可视化矿山与机电技术在数字矿山建设中的应用研究

杨永吉

河北钢铁集团矿业有限公司 河北唐山 063000

1 可视化矿山的实现

1.1 可视化矿山概述

可视化矿山顾名思义是实现矿山开采的透明化，为开采矿山节省人成本，提供便利。具体方法是通过利用计算机技术，对矿山的地理环境、工程分布等信息框架以三维视角展现出来，使矿山的真实情况更加准确、立体，有利于促进技术人员对矿山的真实地质、地貌情形的了解。对地质勘查专员而言，可视化矿山在地质勘查中能够起到非常重要的作用，为其提供完善的数据支持。

1.2 可视化矿山系统架构

从技术角度来看，可视化矿山技术充分利用智能化、信息化的大数据技术；从数学角度来看，可视化矿山需利用到数学三维建模，以及航拍制作而成的三维景观模型。通过对多项技术的整合构建，建设智能化、可视化的仿真模拟信息管理系统，为现代矿山的开采奠定坚实的基础[1]。

（1）一个核心。对于可视化矿山系统而言，重中之重是建立的仿真三维立体模型能够与实际开采的环境相同，尽可能做到除面积不同外，其他信息全部吻合，实现从可视化到立体化的转变，可视化矿山的建立必须牢牢把握这一核心。随着科技的发展，能够利用的技术手段日益增多，目前为止可视化矿山系统能够利用大数据、云计算等技术手段，以物联网为依托，建立仿真矿山三维立体模型。

（2）四个方向。可视化矿山的建设主要分为以下四个方向：一、数据可视化，数据可视化是四个方向的基础，通过对数据的整合分析，能够对整个方向有大致的预判；二、模型可视化是以数据为基础，通过整合完善实现模型可视化；三、场景可视化，场景可视化在模型可视化的基础上更加完善，更为细致，包括矿山上的每个具体坐标都很详细；四、沉浸式可视化，在前三者的基础上，针对矿山的实际情况作出改动，最终促使可视化矿山成为小型实物，促进矿山开采的发展。

（3）多个主要内容。可视化矿山计划开展之前，首先应确立建设方向，明确框架的主要方式是应用大数据和物联网，分析三维数据模型以及机械设备模型，促进可视化矿山更加仿真，通过模拟云计算实现场景可视化；将沉浸可视化作为主动和被动漫游的基础。

（4）完备的数据库。可视化矿山建设应建立完备的数据库，从矿井设计之初开始，到矿山开采的各个环节都需做好信息采集，收集信息后及时进行数据存档、整合，方便下次使用。

（5）一个平台。建立平台主要是为了能够对信息有更好的掌握，对各个领域的数据都要做到及时整合，统一分析，统一管理，从综合方面掌管信息，打破矿山信息孤岛，促进矿区共同管理。

2 智慧矿山可视化框架技术

2.1 三维立体矿井仿真模型

可视化矿山的建设必须对矿山的地质层、现场情况、包括气候、环境等信息进行勘查，通过建立三维坐标数据，推动开采过程科学合理，以三维立体仿真模型作为建设基础，实现可视化开采的真实准确。根据上述几项指标，对可视化矿山的设计提供依据，提高设计的可靠性和真实性。

2.2 开采方案设计

在进行方案设计之前，首先通过利用大数据对信息进行收集分析，通过模拟生产速度、生产环境以及突发情况，提高精细化管理水平。减少资源浪费，提高利用率和工作效率[2]。

2.3 矿井风量风速配置

对于矿山开采而言，最重要的就是生产安全，这与矿山的命运紧密相连。在实现三维模拟时，应将通风、排水网络、节点以及风量和水量等全部模拟在内，实现对通风、排水系统的科学管理。

2.4 专家决策系统

矿区开采应充分利用大数据，如出现难以决策的情况或技术问题，应及时利用数据库搜索相关问题，系统会推荐专家解决方案等可供参考，间接的指导矿山安全生产。

2.5 动态处理系统

在科技高速发展的当今社会，矿区管理人员也要与时俱进，利用大数据对矿压预测、应急预案等实现动态管理，。大幅提高数据推动管理的准确性，提高相关建设水平，动态分析调整系统各项数据，科学指导日常生产，进一步提高经济效益。

3 实际应用分析

可视化矿山的重点建设方向有以下几点：综合业务网络平台，能够保证数据传输高效稳定，因为在实际应用中，因气候。环境原因，矿区网络常常损坏。综合业务网络平台充分利用千兆工业网络，能最大限度保证数据传输的稳定性。网络化控制，能够集中控制各项设备，缩短操作时间，降低成本[3]。

4 可视化系统与矿山机电设备运行状况的评估

想要充分网掌握数据，可以利用大数据技术分析搜集数据，该方法可高效率的对矿山机电设备进行评估。此系统有以下几个操作模块：基本操作、数据接口、数据查询、设备是否运行、评估预警，该系统具有管理功能和评估功能，管理功能可对设备运行状态进行实时监测，为决策提供参考。对于系统而言，设备运行状态是核心，即检测机电的运行设备，评估运行情况，最大限度避免故障发生。

5 结语

可视化矿山建设能够最大限度的避免资源浪费，有利于缓解资源危机。通过三维模拟，考虑多重因素，提高矿山开采安全性、准确性、可靠性。可视化矿山建设合理利用大数据，通过对数据的分析收集，提高矿山开采效率，推动矿山发展高效化、集成化，为我国冶金矿山发展事业奠定坚实的基础。