數(shù)字化礦山系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要礦山資源的開(kāi)發(fā)對(duì)人類賴以生存的環(huán)境造成了極大的破壞和污染。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，數(shù)字化礦上的建設(shè)必將成為實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)高產(chǎn)、高效、綠色、安全開(kāi)采的有效途徑，是當(dāng)今采礦科學(xué)、信息科學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)和3S技術(shù)高的結(jié)合的產(chǎn)物，它將深刻改變傳統(tǒng)的采礦生產(chǎn)活動(dòng)和人們的生活方式，因此如何在有限資源條件下，在生態(tài)系統(tǒng)包容能力允許的條件下，探討礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)與環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展是21世紀(jì)人類面臨的重大課題。再加上近年來(lái)礦難不斷發(fā)生，加快了數(shù)字化礦山健身的步伐。數(shù)字化礦山是礦山企業(yè)信息化過(guò)程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)施礦山企業(yè)的數(shù)字化工程，可以提高礦山企業(yè)的生產(chǎn)效率，提升安全生產(chǎn)的可靠性。本文

2、在對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的數(shù)字化礦山建設(shè)總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)比和分析數(shù)字化礦山的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了數(shù)字化礦山的應(yīng)用模式和構(gòu)成體系。通過(guò)分析蛤蟆山煤礦的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了蛤蟆山煤礦的高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、3D GIS平臺(tái)、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：數(shù)字化礦山;高速以太網(wǎng); 3DGISAbstractMine resource exploitation on the survival of the human environment caused great destruction and pollution. With the advent of the information age, the digita

3、l mine construction will become the implementation high yield, high efficiency of coal enterprises, green, safe mining an effective way, is the mining science, information science, artificial intelligence, computer technology and 3S technology combined with high product, it will deeply change the tr

4、aditional mining activities in production and peoples life way, so how to fall in condition of limited natural resources, the ecological system tolerance allowable conditions, explore the development of mineral resources and environmental protection, to realize the sustainable development of economy

5、 is the major task of human faces in twenty-first Century. Coupled with the recent disaster happens ceaselessly, accelerate the pace of digital mine fitness. Digital mine is mine in the process of enterprise informationization is an important link, through the implementation of mine enterprise digit

6、al works, can improve the mine enterprises production efficiency, improve production safety reliability.This paper in the domestic and foreign existing digital mine construction on the base of summary and analysis, through the comparison and analysis of the application status of digital mine, put fo

7、rward the application mode and digital mine system. Through the analysis of the status quo of toad hill mine, design the toad hill mine high speed Ethernet network platform,3D GIS platform, safety production monitoring system.Key wordsDigital mine; Ethernet;3DGIS分享到 翻譯結(jié)果 HYPERLINK :/fanyi.baidu /tra

8、nslate l # 重試抱歉，系統(tǒng)響應(yīng)超時(shí)，請(qǐng)稍后再試支持中英、中日在線互譯支持網(wǎng)頁(yè)翻譯，在輸入框輸入網(wǎng)頁(yè)地址即可提供一鍵清空、復(fù)制功能、支持雙語(yǔ)對(duì)照查看，使您體驗(yàn)更加流暢1 緒論11背景葫蘆島蛤蟆山煤礦位于遼寧省葫蘆島市連山區(qū)紅螺縣鎮(zhèn)西北2km處，距葫蘆島市北部約40公km。東距錦州市30km，北距南票礦務(wù)局20km。蛤蟆山煤礦開(kāi)發(fā)歷史比較悠久，據(jù)史料記載，始于清朝嘉慶年間（1810年），至今已有200余年的歷史。葫蘆島建市后，蛤蟆山煤礦規(guī)劃葫蘆島市，錄屬于市重工業(yè)局，現(xiàn)在蛤蟆山煤礦歸市國(guó)資委管理，其中1997年9月15日至1999年4月1日，蛤蟆山煤礦由葫蘆島市政府委托給南票礦務(wù)局管理共

9、19個(gè)月。2006年下半年，蛤蟆山煤礦在葫蘆島市政府指導(dǎo)下改制為股份制企業(yè)。蛤蟆山煤炭資源儲(chǔ)量豐富。深部煤炭資源儲(chǔ)量達(dá)3000余萬(wàn)噸。現(xiàn)在生產(chǎn)能力24萬(wàn)噸/年，現(xiàn)有三個(gè)生產(chǎn)礦井。由于煤礦井下作業(yè)處于地表深處，地質(zhì)條件復(fù)雜，環(huán)境惡劣，瓦斯、粉塵、水害、頂?shù)装迨鹿?、火?zāi)隱患難以探測(cè)和辨識(shí)，大型事故時(shí)有發(fā)生，給我國(guó)煤礦生產(chǎn)造成了重大損失，也危及了煤礦工人的人身安全。尤其是對(duì)地面地物類和地下地質(zhì)體對(duì)象掌握不清楚，了解不充分，并且對(duì)其變化規(guī)律沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)，所以，無(wú)論是開(kāi)拓設(shè)計(jì)、巷道布置、采掘設(shè)計(jì)、接替安排，還是進(jìn)尺計(jì)劃都沒(méi)有充分安全性、可靠性和合理性，由此也引發(fā)了象通風(fēng)、防塵、運(yùn)輸、排水、支護(hù)、注漿、

10、供電等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理、配套性不好、連動(dòng)性不強(qiáng)、反映遲緩，造成避災(zāi)措施不利、系統(tǒng)抗災(zāi)能力差。根據(jù)各學(xué)科的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，我們認(rèn)為要想從根本上解決煤礦的安全生產(chǎn)和高效生產(chǎn)問(wèn)題，除了技術(shù)更新和技術(shù)改造外，更重要的是建立一個(gè)完整的礦山數(shù)字化系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)地面地下所有時(shí)間空間對(duì)象的透明管理，使得礦區(qū)的氣象、地形、水文、建筑、道路、橋梁、地面設(shè)施以及地下的煤巖層、斷層、裂隙、陷落柱、水體、瓦斯和各類地下工程和地下設(shè)施盡在掌握中，從而使整個(gè)礦山從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到管理都能很好地兼顧工藝的先進(jìn)性、設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全性，大幅度地提高抗災(zāi)能力和生產(chǎn)效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、3S（GI

11、S、GPS、RS）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，及在社會(huì)經(jīng)濟(jì)其他行業(yè)應(yīng)用研究的展開(kāi)，在美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”概念以后，國(guó)內(nèi)眾多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者相應(yīng)提出了“數(shù)字礦山”的概念，對(duì)“數(shù)字礦山”建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和建設(shè)方案從不同角度提出了各自的看法及思路。由于礦山是一個(gè)以資源為開(kāi)發(fā)對(duì)象的離散生產(chǎn)系統(tǒng)，因此，數(shù)字礦山是一個(gè)包含二者部分特性的嶄新概念。1總體來(lái)講，數(shù)字化礦山就是礦山地面和井下的、人類從事礦產(chǎn)資源開(kāi)采的各種動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的信息都能夠數(shù)字化，而且用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)管理，同時(shí)利用空間技術(shù)、自動(dòng)定位和導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦。雖然葫蘆島蛤蟆山煤礦近年來(lái)投資建設(shè)了一批自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，在礦井自動(dòng)化建設(shè)

12、方面取得一定的成績(jī)，但是存在以下問(wèn)題： (1)早期的生產(chǎn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)少并且處于相互獨(dú)立的狀態(tài)，各系統(tǒng)自成體系，信息不能互通，形成“信息孤島”現(xiàn)象。 (2)通訊線路重復(fù)投資建設(shè)，費(fèi)用過(guò)高，不僅系統(tǒng)維護(hù)量大，且整體可靠性差，維修、維護(hù)困難。 (3)早期的各生產(chǎn)自動(dòng)化子系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，無(wú)法統(tǒng)一監(jiān)測(cè)，無(wú)法統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)力水平的提高。 (4)由于各自動(dòng)化子系統(tǒng)采集信息不能綜合利用，所以很難從系統(tǒng)工程的角度來(lái)整體對(duì)企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一的自動(dòng)化管理，難以有效的整合各種資源和發(fā)揮自動(dòng)化的最大效益。 (5)企業(yè)業(yè)務(wù)管理各子系統(tǒng)沒(méi)有統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)規(guī)范，不能有效整合底層自動(dòng)化數(shù)據(jù)及企業(yè)管理數(shù)據(jù)為領(lǐng)

13、導(dǎo)決策提供合理的依據(jù)。所以必須依托國(guó)內(nèi)外信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，解決以上這些長(zhǎng)期困擾企業(yè)安全生產(chǎn)的難題，將葫蘆島蛤蟆山煤礦煤礦建設(shè)成為一個(gè)的安全高效的數(shù)字化礦井。1.2 國(guó)外數(shù)字化礦山的研究現(xiàn)狀美國(guó)、加拿大、澳大利亞等礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在數(shù)字礦山方面的研究起步較早，美國(guó)首先提出“數(shù)字地球”的概念，隨后被許多專家學(xué)者引用。之后，世界上許多國(guó)家結(jié)合各自的實(shí)際，分別進(jìn)一步提出了數(shù)字礦山的發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)目標(biāo)。目前，礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家建設(shè)數(shù)字礦山的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)化采礦。20世紀(jì)90年代初，加拿大國(guó)際鎳公司(Inco)開(kāi)始研究遙控采礦技術(shù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)采礦過(guò)程的遙控操作M J。美國(guó)已成功開(kāi)發(fā)出一個(gè)大范圍的采礦調(diào)度

14、系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)、無(wú)線數(shù)據(jù)通訊、調(diào)度優(yōu)化以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)進(jìn)行露天礦生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制與管理，并成功應(yīng)用于工業(yè)中，已使露天礦近乎實(shí)現(xiàn)了無(wú)人采礦。加拿大已制訂出一項(xiàng)擬在2050年實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)景規(guī)劃，即在加拿大北部邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)一個(gè)無(wú)人化礦山，通過(guò)衛(wèi)星操控礦山的所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)械破碎和自動(dòng)采礦。20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界上一些礦業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多數(shù)字礦山建設(shè)方面的軟件，并且已經(jīng)在很多礦山得到了成功應(yīng)用。其中具有代表性的軟件有：英國(guó)Datamine公司開(kāi)發(fā)的Datamine采礦軟件、澳大利亞Maptek公司開(kāi)發(fā)的 Vulcan軟件、澳大利亞Surpac公司開(kāi)發(fā)的Surpac軟件、

15、美國(guó)Intergraph公司開(kāi)發(fā)的Intergraph交互式圖形處理系統(tǒng)、加拿大Lynx公司開(kāi)發(fā)的MINCAD系統(tǒng)、美國(guó)羅克韋爾(Rockwell)公司開(kāi)發(fā)的Whittle FourD露天礦優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件等。2001年以來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)學(xué)術(shù)組織相繼召開(kāi)了一系列以數(shù)字礦山為主題的學(xué)術(shù)會(huì)議。2001年，中國(guó)礦業(yè)聯(lián)合會(huì)組織召開(kāi)了首屆國(guó)際礦業(yè)博覽會(huì)，其中包括一個(gè)以“數(shù)字礦山”為主題的分組會(huì)。2002年，以“數(shù)字礦山戰(zhàn)略及未來(lái)發(fā)展”為主題的中國(guó)科協(xié)第86次青年科學(xué)家論壇召開(kāi)，2006年，煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)和煤礦信息與自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)在新疆烏魯木齊召開(kāi)了“數(shù)字化礦山技術(shù)研討會(huì)”，提出了建設(shè)安全、高效、綠色、和諧

16、的新型現(xiàn)代化礦井的目標(biāo)。20世紀(jì)末以來(lái)，國(guó)家主要科研資助機(jī)構(gòu)和相關(guān)行業(yè)部門相繼立項(xiàng)支持了一批數(shù)字礦山課題。包括2000年開(kāi)始的一項(xiàng)國(guó)家自然基金課題、2006年開(kāi)始的一項(xiàng)863課題和一項(xiàng)“十一五”支撐課題等。2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)多所高等院校、科研院所、企事業(yè)單位相繼設(shè)立了與數(shù)字礦山有關(guān)的研究所、研究中心、實(shí)驗(yàn)室或工程中心。主要有：2000年設(shè)立于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院的“3S與沉陷工程研究所”、2005年設(shè)立于中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院的“數(shù)字礦山實(shí)驗(yàn)室”、2007年設(shè)立于東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院的“3S與數(shù)字礦山研究所”和2007年設(shè)立于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(徐州)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)

17、院的“礦山數(shù)字化教育部工程研究中心”等。山東新汶礦業(yè)集團(tuán)泰山能源股份 翟鎮(zhèn)煤礦是我國(guó)第一座數(shù)字礦山，與北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所合作，在國(guó)內(nèi)首開(kāi)數(shù)字化礦井技術(shù)應(yīng)用之先河。在數(shù)字礦山建設(shè)方面，煤炭行業(yè)比非煤礦山投入的力度大，廣泛應(yīng)用各種先進(jìn)適用的信息技術(shù)，有效提升了全行業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平，數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)取得了一些喜人的成果，如：神華集團(tuán)神東公司的綜合自動(dòng)化采煤系統(tǒng)、開(kāi)灤集團(tuán)的企業(yè)信息化與電子礦圖系統(tǒng)、棗莊柴里礦的生產(chǎn)與安全集中監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、伊敏露天礦的卡車調(diào)度系統(tǒng)等。潞安集團(tuán)漳村煤礦綜合自動(dòng)化與信息管理數(shù)字化在國(guó)內(nèi)、甚至在國(guó)際上都處于領(lǐng)先地位。非煤礦山近幾年一些大型企業(yè)集團(tuán)已經(jīng)具備了相

18、當(dāng)高的信息化水平并取得了一定的成果，如：首鋼礦業(yè)公司的GIS-MESERP-OA集成系統(tǒng)和山東招金集團(tuán)的三維地測(cè)采生產(chǎn)輔助決策系統(tǒng)等。此外，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等單位相繼開(kāi)展了采礦機(jī)器人、礦山地理信息系統(tǒng)、三維地學(xué)模擬、礦山虛擬現(xiàn)實(shí)、礦山定位等方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的高等院校和研究設(shè)計(jì)單位也都在不同程度上開(kāi)展了礦業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)研究工作，但仍處于起步階段。黨的十六大提出工業(yè)化帶動(dòng)信息“工業(yè)化帶動(dòng)信息化、信息化促進(jìn)工業(yè)化”（即“兩化融合”）， 國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略（2006-2020提出“用信息技術(shù)改造提升能源、礦業(yè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，信息化在采礦業(yè)開(kāi)始全面推廣應(yīng)用，“數(shù)字化礦山逐漸成為我國(guó)礦業(yè)信息化的主要內(nèi)容，

19、采礦企業(yè)正在由經(jīng)驗(yàn)型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動(dòng)化控制方向發(fā)展。一科學(xué)技術(shù)為先導(dǎo)，充分利用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)，結(jié)合管理流程的優(yōu)化改造，進(jìn)一步優(yōu)化企業(yè)的資源配置，全面提升煤礦在安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理等方面的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦業(yè)的不斷應(yīng)用，采礦業(yè)正由經(jīng)驗(yàn)型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動(dòng)化方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在采礦業(yè)的不斷應(yīng)用，采礦業(yè)正由經(jīng)驗(yàn)型、傳統(tǒng)型向科學(xué)型、定量分析與處理、自動(dòng)化方向發(fā)展。我們根據(jù)蛤蟆山煤礦生產(chǎn)的實(shí)際情況，將下一步數(shù)字化礦山建設(shè)目標(biāo)定位于：以3DGIS、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，把礦山的所有空間和有用

20、屬性數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化存儲(chǔ)、傳輸、表達(dá)和深加工，建設(shè)各種安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理和決策之中，以實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的系統(tǒng)優(yōu)化，達(dá)到提高資源的綜合利用率、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化的目的。高效快速的推進(jìn)礦山網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、信息化、綜合自動(dòng)化在煤礦的整體應(yīng)用。建設(shè)目標(biāo)整體框架如圖1-1所示。圖1-12 數(shù)字化礦山內(nèi)涵 數(shù)字化礦山是數(shù)字地球在礦山開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。所以定義數(shù)字化礦山首先要了解數(shù)字地球。 數(shù)字地球是指“一個(gè)多鐘分辨率、三維的表達(dá)方式，是我們能嵌入巨大數(shù)量的地理坐標(biāo)系數(shù)據(jù)系統(tǒng)”，就是指在全球范圍內(nèi)建立一個(gè)以空間位置為主線，將信息組織起來(lái)的復(fù)雜系統(tǒng)，即按照地球坐標(biāo)整理并構(gòu)造一

21、個(gè)全球的信息模型，描述地球上每一點(diǎn)的全部信息，按地理位置組織，存儲(chǔ)起來(lái)，并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使每一個(gè)人都可以快速、準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用地球上各方面的信息。在這個(gè)意義上，數(shù)字地球就是一個(gè)全球范圍的以地球位置及其相聯(lián)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架，并在該框架內(nèi)嵌入我們所能獲得的信息的總稱。5因此，我們可以從兩個(gè)層次上來(lái)理解數(shù)字地球，一個(gè)層次是將地球表面每個(gè)點(diǎn)上的固有信息（即與空間位置直接有關(guān)的相對(duì)固有信息，如地形、地貌、植被、建筑、水文等）數(shù)字化。按地理坐標(biāo)組織起來(lái)一個(gè)三維的數(shù)字地球，全面、詳盡地刻畫我們居住的這個(gè)星球，亦即我們通常所指的那樣，是地球本身；另一個(gè)層次是在此

22、基礎(chǔ)上再嵌入所有相關(guān)信息（既與空間位置間接有關(guān)的相對(duì)變動(dòng)的信息，如人文、經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、科學(xué)技術(shù)乃至歷史等）組成一個(gè)意義更加廣泛的多位數(shù)字地球，為各種應(yīng)用目的服務(wù)。數(shù)字化礦山的特征與數(shù)字地球是一致的，知識(shí)尺度和范圍不同。所謂數(shù)字化礦山就是指在礦山范圍內(nèi)建立一個(gè)以三維坐標(biāo)為主線，將礦山信息構(gòu)建成一個(gè)礦山信息模型，描述礦山每一點(diǎn)的全部信息，按三維坐標(biāo)組織，存儲(chǔ)起來(lái)，并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使有關(guān)人員都可以快速準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用礦山各方面的信息。在這個(gè)意義上說(shuō)，數(shù)字化礦山就是一個(gè)礦山范圍內(nèi)的以三維坐標(biāo)信息及其相互關(guān)系為基礎(chǔ)而組成的信息框架，并在該框架內(nèi)嵌入我們所獲得的

23、信息的總稱。因此，可以從三個(gè)層次上來(lái)理解數(shù)字化礦山：一個(gè)層次是將數(shù)字化礦山中的固有信息（即與空間位置直接有關(guān)的固定的信息，如地面地形、井下地形、地質(zhì)、開(kāi)采方案、已完成井下工程等）數(shù)字化，按三維坐標(biāo)組織起來(lái)形成一個(gè)數(shù)字化三維空間，全面。詳盡描述礦山及采掘工作體。另一個(gè)層次是在此數(shù)字化三維空間上再嵌入所有相關(guān)信息（即與空間位置間接有關(guān)的相對(duì)變動(dòng)的信息網(wǎng)絡(luò)化離散的管理信息數(shù)據(jù)，如井下監(jiān)測(cè)監(jiān)控、供電管理、通風(fēng)管理、排水管理、生產(chǎn)管理、調(diào)度管理等等）。第三個(gè)層次是數(shù)字化的空間的動(dòng)態(tài)性和業(yè)務(wù)、管理的多元化。數(shù)字化礦山是個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。因?yàn)樾碌臄?shù)據(jù)不斷更新，采掘面不斷更新，數(shù)字化三維空間和空間中的數(shù)據(jù)都在發(fā)生

24、變化。從這個(gè)角度來(lái)講，數(shù)字化礦山首先是資源的數(shù)字化，以大量信心構(gòu)成的資源量可直觀顯示出來(lái)，其次是信息資源是立體化的，而不是平面化的；最后，業(yè)務(wù)在這個(gè)數(shù)字化空間是多層次、多角度的；管理也是多層次、多角度的，這個(gè)數(shù)字化空間是多元的。我們用一些場(chǎng)景來(lái)真是感受一個(gè)數(shù)字化空間：礦局領(lǐng)導(dǎo)可以使用鼠標(biāo)在模擬的三維的礦井中下礦，逼真地感受礦井的工作現(xiàn)場(chǎng)和查看現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)設(shè)備處于礦山中的哪個(gè)位置，發(fā)揮什么作用，設(shè)備工作狀態(tài)如何，井下每個(gè)礦工的工作狀態(tài)和位置在大屏幕下一目了然，瓦斯?jié)舛鹊竭_(dá)一定程度自動(dòng)報(bào)警，如何使設(shè)備在礦山中獲得最佳配置等信息資源。把認(rèn)識(shí)管理可以嵌入數(shù)字化空間中，人事管理從此可以實(shí)現(xiàn)扁

25、平化、透視化。礦山中的人力資源分布，各種人員的流動(dòng)性圖標(biāo)，獲得最佳勞動(dòng)力組合。財(cái)務(wù)管理、營(yíng)銷管理也可以嵌入到這個(gè)數(shù)字化空間。在礦井設(shè)計(jì)、建設(shè)開(kāi)采過(guò)程中，模擬三維礦井條件，進(jìn)行有效地表述，不再要求非要親自深入井巷工作面，辦公室內(nèi)就可以觸摸工作面礦床，不再非要礦井建設(shè)成后再去體驗(yàn)，“礦井未建先下井巡視一番”已是可能，可以把礦井建設(shè)的更科學(xué)。無(wú)論是從數(shù)據(jù)層面，業(yè)務(wù)層面還是基礎(chǔ)層面，數(shù)字化礦山都是一個(gè)龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，它所涉及的是多方面知識(shí)的融合，多科學(xué)的交叉。通過(guò)總結(jié)以前數(shù)字化礦山建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)之上，設(shè)計(jì)了數(shù)字化礦山體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。（1）高速寬帶網(wǎng)絡(luò)支撐體系數(shù)字化礦山的建設(shè)與礦山業(yè)

26、務(wù)運(yùn)行時(shí)以高速企業(yè)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在數(shù)字化體系中所處理的業(yè)務(wù)不但有語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，還有大量的與模型庫(kù)交互的三維數(shù)據(jù)。建立寬帶、高速和雙向的通信網(wǎng)絡(luò)，確保海量礦山數(shù)據(jù)在企業(yè)內(nèi)部、甚至是與IP網(wǎng)絡(luò)快速傳遞都是十分必要的。高速寬帶網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化礦山的基石。因此高速企業(yè)網(wǎng)基石是數(shù)字化礦山建設(shè)的關(guān)鍵之一。（2）三維數(shù)據(jù)原庫(kù)和應(yīng)用模型 結(jié)合煤礦安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，整合安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)GIS信息。并采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、建立三維數(shù)據(jù)模型庫(kù)，將各類管理為礦業(yè)工程、生產(chǎn)、安全、經(jīng)營(yíng)、管理、決策等服務(wù)的各類專業(yè)應(yīng)用模型應(yīng)用模型庫(kù)，為礦山數(shù)字空間提供原庫(kù)調(diào)用服務(wù)。在三維的礦山3D原庫(kù)中，用關(guān)聯(lián)和拓?fù)涞姆绞浇M織相關(guān)的原庫(kù)。

27、主要提供礦山信息的拓?fù)洳樵?、分析與應(yīng)用及許多采礦安全問(wèn)題和模擬、分析與預(yù)測(cè)等，均以礦山3D實(shí)體的屬性、幾個(gè)與拓?fù)鋽?shù)據(jù)的統(tǒng)一組織為基礎(chǔ)，因此，可以立足礦山3D數(shù)據(jù)的矢柵集成，完成礦山3D拓?fù)涿枋?、表達(dá)、組織與維護(hù)。安 全 體 系 3D數(shù)字化礦山空間 基礎(chǔ)3D模型庫(kù)、應(yīng)用模型庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘 VR、3DGM、虛擬儀器、MGIS. 高速網(wǎng)絡(luò)支撐體系 中間應(yīng)用層、數(shù)據(jù)嵌入、3D合成運(yùn)營(yíng)體系GIS信息安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理業(yè)務(wù)管理圖2-1 (3)數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘是利用基于知識(shí)的工程（KBE）技術(shù)和人工智能，從礦山海量數(shù)據(jù)中為用戶挖掘有用數(shù)據(jù)、獲取決策信息，以及建立求解各類具體工程、生產(chǎn)、管理與經(jīng)營(yíng)等問(wèn)題的應(yīng)用

28、模型，是本系統(tǒng)的實(shí)用化工具。只有當(dāng)數(shù)字化礦山能夠方便、快速地從其數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中提取用戶所需的顯示數(shù)據(jù)與模型，智能、快速地從其數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中重新組織并生產(chǎn)用戶所需的隱式數(shù)據(jù)與模型的能力時(shí)，數(shù)字化礦山的海量礦山信息才能被未經(jīng)過(guò)特別培訓(xùn)的用戶和各業(yè)務(wù)部門所共享。 （4）中間層處理 中間層處理是空間和應(yīng)用數(shù)據(jù)的合成基地，負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)和模型，即空間數(shù)據(jù)原庫(kù)和應(yīng)用模型庫(kù)，提供數(shù)據(jù)資源的載入。完成空間拓?fù)浣⑴c維護(hù)、空間查詢與分析、制圖與輸出等GIS基本功能，并進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)控制、開(kāi)放接口。分析組織各個(gè)空間原庫(kù)，將離散動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)載入空間。 中間處理層同時(shí)還完成三維數(shù)字化空間試圖，即在同一的空間參照下進(jìn)行采礦動(dòng)態(tài)組

29、織與管理，并調(diào)度和控制各類三維原庫(kù)和應(yīng)用模型的使用和運(yùn)行，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理與封裝等系統(tǒng)功能。為統(tǒng)一的OA、CDS一體化中心，提供各種應(yīng)用功能空間載體；如在此空間可設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)開(kāi)采模擬、作業(yè)安排與檢測(cè)、資源動(dòng)態(tài)管理、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)體系模擬、排水系統(tǒng)模擬、開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)模擬、地表數(shù)據(jù)整合、生態(tài)恢復(fù)和礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展多目標(biāo)決策等。（5）三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)環(huán)境提供者：VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、3DGM（三維地學(xué)模型）、虛擬儀器、MGIS（礦山GIS）。 在煤礦企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中已經(jīng)形成了不同用戶層次、具有不同功能的煤礦應(yīng)用系統(tǒng)和軟件模塊，已經(jīng)形成了海量數(shù)據(jù)與海量模型，采用三維地學(xué)模擬進(jìn)行數(shù)據(jù)與模型的過(guò)濾和重組。通過(guò)三維地學(xué)模

30、型，把采掘資料、地震資料、開(kāi)挖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及各類物探、化探資料，來(lái)建立礦井、礦體與采礦區(qū)巷道及開(kāi)挖空間矢柵整合的真3D模型庫(kù)，將海量的礦山地物的幾何信息、拓?fù)湫畔⒑蛯傩孕畔⑻摂M的再現(xiàn)。運(yùn)用VR（虛擬實(shí)現(xiàn)）和并行計(jì)算技術(shù)，并嵌入虛擬儀器，各類專業(yè)應(yīng)用模型，并開(kāi)采沉陷計(jì)算、開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)、頂板垮落計(jì)算、圍巖運(yùn)動(dòng)模型、儲(chǔ)量計(jì)算、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、瓦斯聚集模型、涌水計(jì)算等。經(jīng)過(guò)上述處理，對(duì)礦山采礦活動(dòng)造成的地層環(huán)境影響進(jìn)行大規(guī)模模擬與虛擬分析。形成各個(gè)基礎(chǔ)的三維模型庫(kù)，應(yīng)用模型庫(kù)。為同一的OA、CDS一體化中心提供業(yè)務(wù)視圖環(huán)境和業(yè)務(wù)管理方式。 （6）數(shù)字礦山業(yè)務(wù)處理（OA）和指揮調(diào)度系統(tǒng)(CDS)一體化的信息管

31、理中心 數(shù)字礦山的根本目標(biāo)還為企業(yè)高效管理決策提供支持，在數(shù)字化礦山中，把辦公自動(dòng)化和指揮調(diào)度系統(tǒng)作一定的綁定。在可視化的環(huán)境中，形成全礦山、全過(guò)程、全周期的數(shù)字化管理、作業(yè)、指揮與調(diào)度，做到信息數(shù)據(jù)，管理業(yè)務(wù)流程，相互協(xié)調(diào)、相互融合。 （7）安全體系 整個(gè)應(yīng)用體系都是在構(gòu)建在安全體系中的，具有良好的安全保障體系。整個(gè)系統(tǒng)的安全的設(shè)計(jì)從兩個(gè)方面考慮，一是硬件平臺(tái)；即提供三維空間網(wǎng)絡(luò)QOS的同時(shí)， 如何保證系統(tǒng)服務(wù)的可靠性和穩(wěn)定性，二是軟件平臺(tái)：即身份的統(tǒng)一認(rèn)證，授權(quán)，加密，審計(jì)和監(jiān)測(cè)等方面。 （8）管理業(yè)務(wù)體系 在應(yīng)用處理過(guò)程中又分為三個(gè)層面：數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、業(yè)務(wù)管理層，為企業(yè)的業(yè)務(wù)管理、高層

32、決策提供服務(wù)。在系統(tǒng)的構(gòu)成中，整個(gè)系統(tǒng)是采用分層的結(jié)構(gòu)，每一層向上一層提供服務(wù)，各層之間按照運(yùn)用管理體系的規(guī)范交互。運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)是數(shù)字化礦山的運(yùn)營(yíng)管理額支撐體系。 在三個(gè)層次貫穿于整個(gè)四級(jí)網(wǎng)絡(luò)體系中，并形成三個(gè)系統(tǒng)。個(gè)業(yè)務(wù)管理層相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)。在業(yè)務(wù)管理層面中，其中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層是監(jiān)測(cè)和診斷中心的數(shù)據(jù)源，為礦局兩級(jí)的相關(guān)專家人員，工程人員提供信息服務(wù)，而決策層是在這些數(shù)據(jù)的共享平臺(tái)中高度共享和利用這些信息。礦局兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的專家支持和決策所形成的數(shù)據(jù)又加入到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層中，而被充實(shí)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)層又為各級(jí)專家支持、決策提供更為豐富和完備的數(shù)據(jù)。43 綜合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)三種網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸平臺(tái)（1） GEPO

33、N無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，無(wú)源（2） 基于多業(yè)務(wù)的MCTP系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：基于多業(yè)務(wù)的，接入方便（3） 工業(yè)以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)：工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，技術(shù)成熟，開(kāi)放性好基于網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字化煤礦 數(shù)字化礦山空間是整個(gè)系統(tǒng)的核心，在統(tǒng)一的空間參照下進(jìn)行采礦動(dòng)態(tài)組織與管理，并調(diào)度和控制各類三維原庫(kù)和應(yīng)用模型的使用和運(yùn)行，完成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理與封裝等系統(tǒng)功能。在該空間中，如果加入時(shí)間的維度就可提供基于4D時(shí)空信息的動(dòng)態(tài)模擬、可視化、分析與決策支持的龐大系統(tǒng)，在3D數(shù)字化礦山空間表面上疊加影像、圖片、監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、采掘資料、掘進(jìn)及其它數(shù)據(jù)。它具有3D空間網(wǎng)絡(luò)分析、多目標(biāo)決策分析、采掘過(guò)程模擬

34、等基本功能，并能實(shí)現(xiàn)輔助采掘勘探、交互式采礦設(shè)計(jì)與規(guī)劃、實(shí)時(shí)開(kāi)采模擬、作業(yè)安排與監(jiān)測(cè)、資源動(dòng)態(tài)管理、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)體系模擬、排水模擬、開(kāi)采沉陷動(dòng)態(tài)米你、地表數(shù)據(jù)整合、生態(tài)恢復(fù)和礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展多目標(biāo)決策等應(yīng)用功能。這些龐大的數(shù)據(jù)交換需要一個(gè)高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)。數(shù)字化礦山的根本目標(biāo)還為企業(yè)高效管理決策提供支持。在數(shù)字化礦山中，把辦公自動(dòng)化和指揮調(diào)度系統(tǒng)作一定的綁定，在可視的環(huán)境中形成全礦山、全過(guò)程、全周期的數(shù)字化管理、作業(yè)、指揮與調(diào)度，做到信息數(shù)據(jù)與管理業(yè)務(wù)流程相互協(xié)調(diào)、相互融合。在應(yīng)用處理過(guò)程中又分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)處理層和業(yè)務(wù)管理層三個(gè)層面，為企業(yè)的業(yè)務(wù)管理和高層決策提供服務(wù)。在系統(tǒng)的構(gòu)成中，整個(gè)系統(tǒng)是

35、采用分層的結(jié)構(gòu)，每一層向上一層提供服務(wù)，各層之間按照運(yùn)營(yíng)管理體系的規(guī)范交互。運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)是數(shù)字化礦山運(yùn)營(yíng)管理的支撐體系。整個(gè)礦山的各個(gè)體系都需要以高速的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為基礎(chǔ)。高速工業(yè)以太網(wǎng)建設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)是基于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/203586.htm t _blank (Ethernet)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。利用工業(yè)以太網(wǎng)，SIMATIC NET 提供了一個(gè)無(wú)縫集成到新的多媒體世界的途徑。企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)(Intranet)，外部互聯(lián)網(wǎng)(Extranet)，以及國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)(Internet) 提供的廣泛應(yīng)用不但已經(jīng)進(jìn)入今天的辦公室領(lǐng)域，而且還可以應(yīng)用于生產(chǎn)和

36、過(guò)程自動(dòng)化。繼10M波特率以太網(wǎng)成功運(yùn)行之后，具有交換功能，全雙工和自適應(yīng)的100M波特率快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet，符合 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2224903.htm t _blank 的標(biāo)準(zhǔn))也已成功運(yùn)行多年。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。通用的兼容性允許用戶無(wú)縫升級(jí)到新技術(shù)。是一種標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)，不同廠家的設(shè)備很容易互聯(lián)。這種特性非常適合解決控制系統(tǒng)中不同廠商設(shè)備的兼容性和互操作等問(wèn)題。并且與計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等接口十分方便。還可以與Internet連接，任何地方都可以通過(guò)Internet對(duì)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)視控制實(shí)現(xiàn)企業(yè)管控一體化

37、。綜上所述，蛤蟆山非常適合建設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)。蛤蟆山三個(gè)礦井巷道共分三層：1層、2層、3層，搭建公司辦公樓、綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心和礦區(qū)信息管理數(shù)據(jù)骨干局域網(wǎng)絡(luò)：采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，再實(shí)現(xiàn)百兆到用戶辦公桌面，滿足用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶拵б蟆５V區(qū)建設(shè)工業(yè)控制數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)：采用千兆工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，在井下及地面建設(shè)工業(yè)控制以太網(wǎng)。在三個(gè)巷道鋪設(shè)工業(yè)控制骨干網(wǎng)絡(luò)，傳輸介質(zhì)采用光纖，采用環(huán)網(wǎng)形式，地面和井下工業(yè)以太網(wǎng)控制環(huán)分別將各個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)連接。將井下瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電機(jī)車信、集、閉系統(tǒng)等各個(gè)井下數(shù)字化系統(tǒng)接入該網(wǎng)絡(luò)，將地面提升數(shù)字化系統(tǒng)、自動(dòng)配電系統(tǒng)等各個(gè)數(shù)字化系統(tǒng)接入該網(wǎng)絡(luò)，一

38、并接入綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心。綜合調(diào)度指揮中心可對(duì)整個(gè)礦區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制。整個(gè)礦山數(shù)字化的進(jìn)行都以高速以太網(wǎng)為基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)平面圖如圖2-2所示。平安一號(hào)井綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心辦公樓平安二號(hào)井平安三號(hào)井圖2-2使用先進(jìn)的高性能路由設(shè)備，解決企業(yè)信息網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)出口問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)與Internet 及與集團(tuán)公司的聯(lián)網(wǎng)。利用防火墻實(shí)現(xiàn)內(nèi)生產(chǎn)管理控制網(wǎng)絡(luò)與辦公管理網(wǎng)絡(luò)，和辦公管理網(wǎng)絡(luò)與到互聯(lián)網(wǎng)Internet 的隔離，滿足礦企業(yè)辦公管理和生產(chǎn)安全的需求。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、防火墻等）設(shè)置安全策略，嚴(yán)格控制辦公網(wǎng)進(jìn)出業(yè)務(wù)的各種訪問(wèn)；在網(wǎng)內(nèi)部署防火墻系統(tǒng)、防毒殺毒系統(tǒng)及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全策略與安全配置，杜絕非法及

39、越權(quán)訪問(wèn)；同時(shí)有效預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、處理異常的訪問(wèn)，確保網(wǎng)絡(luò)安全。工業(yè)以太網(wǎng)拓?fù)鋱D如下圖2-3所示。大屏幕顯示系統(tǒng)核心交換機(jī)核心交換機(jī)工程師站操作員站數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器安全服務(wù)器Web服務(wù)器地面1000M單模光纖工業(yè)以太網(wǎng)控制環(huán)井下1000M單模光纖工業(yè)以太網(wǎng)控 制環(huán)主提升機(jī)房副提升機(jī)房壓風(fēng)機(jī)房水泵控制系統(tǒng)地面變電所機(jī)電設(shè)備管理礦井瓦斯監(jiān)測(cè)配電微機(jī)保護(hù)絞車房采區(qū)變電所采區(qū)變電所采區(qū)變電所圖2-3（1）UPS電源地面綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心：安裝一套APC UPS，為三進(jìn)三出全數(shù)字在線式智能交流不間斷電源系統(tǒng)，電池延時(shí)時(shí)間不低于4小時(shí)，內(nèi)置D級(jí)防雷裝置。地面環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)連接圖分別如圖2-4圖2-5

40、所示。地面環(huán)網(wǎng)交換機(jī)UPS電源：每臺(tái)交換機(jī)安裝一臺(tái)山特UPS，1KVA不間斷電源，可延時(shí)四小時(shí)。井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)UPS電源：每臺(tái)交換機(jī)安裝1套井下礦用隔爆型不間斷電源，供電時(shí)間不低于4小時(shí)。（2）電源接入設(shè)計(jì)蛤蟆山煤礦地面交流用電是220V/127V交流，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)所需的是24V直流電，因此應(yīng)用了220V交流轉(zhuǎn)24V直流的赫斯曼RPS30模塊。井下交流用電是127V、380V/660V交流，同樣工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)所需的是24V直流，井下127V或660V交流接入井下防爆UPS電源，變壓為24V直流，再連接到交換機(jī)的電源模塊。保證了交換機(jī)的雙路供電，在有一個(gè)電源模塊壞損的情況下，交換機(jī)設(shè)備科正

41、常工作，不影響工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的傳輸。圖2-4圖2-5井下無(wú)線電漏泄通信系統(tǒng)建設(shè)礦井巷道為帶狀的非自由空間，破壞了地面上無(wú)線電電波在自由空間的傳播規(guī)律，地面無(wú)線電波通信在井下巷道中傳播受到限制，從而礦井巷道被視為無(wú)線電波傳播的禁區(qū)。利用泄漏電纜及中繼放大器技術(shù)，解決了無(wú)線電波在井下巷道非自由空間不能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾y題。泄露通信系統(tǒng)就是在巷道中鋪設(shè)一條開(kāi)放式的射頻同軸電纜，射頻電磁波信號(hào)沿著它一邊傳輸一邊想周圍空間輻射，從而該電纜起著傳輸線和天線的作用，在電纜周圍形成一個(gè)連續(xù)無(wú)線電波漏泄場(chǎng)，使巷道任何截面都有足夠的無(wú)線電波場(chǎng)強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)漏泄電纜長(zhǎng)天線和流動(dòng)天線之間的雙向逆耦合。使流動(dòng)臺(tái)和基站之間復(fù)雜的遠(yuǎn)距

42、離電磁波傳播轉(zhuǎn)化為流動(dòng)臺(tái)與漏泄電纜之間簡(jiǎn)單的近距離傳播。無(wú)線電漏泄通信技術(shù)完全適應(yīng)煤礦礦井下巷道、裝備和作業(yè)的特點(diǎn)，所以必須在井下應(yīng)用無(wú)線電漏泄技術(shù)來(lái)解決井下移動(dòng)人員的無(wú)線通信等問(wèn)題。無(wú)線電漏泄通信系統(tǒng)基站傳輸通道移動(dòng)臺(tái)漏泄電纜雙向中繼放大器終端器（手持話機(jī)）圖2-6該系統(tǒng)由基站部分、傳輸通道部分（漏泄電纜、雙向中繼放大器、終端器（手持話機(jī)）和移動(dòng)臺(tái)組成。如圖2-6所示。該系統(tǒng)以基站為中心樹(shù)狀組網(wǎng)，每500米一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段，用雙向中繼器連接，三向中繼器實(shí)現(xiàn)樹(shù)型分支，系統(tǒng)可以像積木一樣構(gòu)成“圣誕樹(shù)”通信網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)基站有四路輸出，可實(shí)現(xiàn)雙向通信。井下人員隨身攜帶的無(wú)線電泄露手機(jī)通過(guò)無(wú)線電泄露系統(tǒng)可以隨

43、時(shí)跟地面綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心聯(lián)系，保證在遇到突發(fā)事情時(shí)井下人員可隨時(shí)呼叫綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮中心管理人員。網(wǎng)絡(luò)信息資源的特點(diǎn)存儲(chǔ)數(shù)字化：信息資源由紙張上的文字變?yōu)榇判越橘|(zhì)上的電磁信號(hào)或光介質(zhì)的信息，使信息的存儲(chǔ)、傳遞和查詢更方便，而且所存儲(chǔ)的信息密度高、容量大，可無(wú)損耗重復(fù)使用。以數(shù)字化形式存在的信息，既可在計(jì)算機(jī)內(nèi)高速處理，又可通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳送。 表現(xiàn)形式多樣化：字或數(shù)字形式表現(xiàn)的信息，而網(wǎng)絡(luò)信息資源則可是文本、圖像、音頻、視頻、軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等多種形式存在，涉及領(lǐng)域從經(jīng)濟(jì)、科研、教育、藝術(shù)到具體行業(yè)和個(gè)體，包含文獻(xiàn)類型從電子報(bào)刊、電子工具書、商業(yè)信息、新聞報(bào)道、書目數(shù)據(jù)庫(kù)、文獻(xiàn)信息索引到統(tǒng)

44、計(jì)數(shù)據(jù)、圖表、電子地圖等。 以網(wǎng)絡(luò)為傳播媒介：統(tǒng)信息存儲(chǔ)載體為紙張、磁帶和磁盤；而在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，信息的存在是以網(wǎng)絡(luò)為載體，以虛擬化的姿態(tài)展示的。人們得到的是網(wǎng)絡(luò)上的信息，而不必過(guò)問(wèn)信息是存儲(chǔ)在磁盤上還是磁帶上，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源的社會(huì)性和共享性。 數(shù)量巨大迅速增長(zhǎng)，提供的大量數(shù)據(jù)庫(kù)有萬(wàn)余個(gè)，通過(guò)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)向機(jī)關(guān)、團(tuán)體、學(xué)校、公司以及個(gè)人提供各類科技、金融、商業(yè)和文化等信息。但從目前的狀況看，我國(guó)可供服務(wù)的信息資源顯得比較匱乏。綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮及控制中心規(guī)劃蛤蟆山山煤礦將建立綜合生產(chǎn)調(diào)度指揮控制中心，負(fù)責(zé)全生產(chǎn)的總監(jiān)視和控制。生產(chǎn)調(diào)度指揮中心由大屏幕顯示墻、12臺(tái)顯示器、工程師站和操作員站組成。中心安

45、裝的DLP箱式背投顯示單元拼接而成的大屏幕拼接墻，可選擇顯示礦山的工藝流程，生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控信息、礦床模型信息、主要生產(chǎn)指標(biāo)完成信息、瓦斯經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析以及各生產(chǎn)關(guān)鍵部位的數(shù)字視頻信息等，顯示信息可隨意切換。平面圖如圖2-6所示。在大屏幕拼接墻兩側(cè)，設(shè)置12臺(tái)21寸的液晶顯示器，用來(lái)實(shí)時(shí)顯示生產(chǎn)關(guān)鍵部位的視頻信息，對(duì)作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。操作員站和工程師站包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、高性能數(shù)字硬盤刻錄機(jī)、矩陣切換主機(jī)、各種信號(hào)切換和控制設(shè)備等；分別對(duì)通風(fēng)、排水、供電、束管、瓦斯?jié)舛取⑻嵘?、人員定位系統(tǒng)、工況工作面監(jiān)控系統(tǒng)、微機(jī)供電保護(hù)、信集閉等系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和控制；控制選擇需要在電視墻上顯示的信號(hào)。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)同礦山

46、的管理信息網(wǎng)無(wú)縫連接，反映到電視墻上的信息，也可以顯示到有授權(quán)的計(jì)算機(jī)上，領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)人員可以方便快速地查詢。大屏幕顯示墻工程師站操作員站6臺(tái)顯示器6臺(tái)顯示器圖2-64 基于3DGIS系統(tǒng)的數(shù)字化礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái) 3DGIS數(shù)字化礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)綜述GIS(Geographic Information System)是用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，是描述、存儲(chǔ)、分析和輸出空間信息的理論和方法的一門新興的交叉學(xué)科。以GIS為平臺(tái)，構(gòu)建數(shù)字礦山DM（Digital Mine）是對(duì)所有與礦山有關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字化，可以實(shí)現(xiàn)信息處理、檢索、輸出的自動(dòng)化、可視化、與

47、地理關(guān)系的一體化，以便礦山進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)和礦山生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)管理等，以達(dá)到充分合理開(kāi)發(fā)利用資源，謀求礦山開(kāi)發(fā)的最佳社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的目的?！?DGIS數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)”是整個(gè)數(shù)字礦山軟件的核心。3DGIS是一個(gè)工具箱，其中包含一套用于采集、存儲(chǔ)、管理、處理、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件工具。該平臺(tái)負(fù)責(zé)礦井基礎(chǔ)信息的存儲(chǔ)、組織管理以及專業(yè)表現(xiàn)算法封裝。平臺(tái)為可視化表現(xiàn)提供專業(yè)的算法支持，為上層專家系統(tǒng)及專業(yè)分析提供礦用對(duì)象數(shù)據(jù)支持。3數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)必須以3DGIS的數(shù)據(jù)規(guī)范為基礎(chǔ)組織管理數(shù)據(jù)，以3DGIS可視化平臺(tái)為數(shù)據(jù)的集成支撐平臺(tái)，利用專用的空間建模算法，實(shí)現(xiàn)

48、礦井的可視化表現(xiàn)。這一塊主要實(shí)現(xiàn)礦井基礎(chǔ)信息的可視化表現(xiàn)，通過(guò)2D矢量圖和3D模型實(shí)現(xiàn)礦井的直觀表現(xiàn)。因此，數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)、3DGIS可視化支撐平臺(tái)和專業(yè)分析軟件包構(gòu)成了數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)的主要核心內(nèi)容，基本搭建成數(shù)字礦山的基礎(chǔ)應(yīng)用框架，基于該框架可以開(kāi)發(fā)各類應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，所以數(shù)字礦山建設(shè)必須構(gòu)建數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)。基礎(chǔ)信息的內(nèi)容和層次礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的各專業(yè)子系統(tǒng)都包含設(shè)備的屬性信息、空間信息、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的工況信息，數(shù)字礦山要構(gòu)建所有子系統(tǒng)所包含基礎(chǔ)信息的數(shù)據(jù)模型，必須對(duì)礦井的基礎(chǔ)信息進(jìn)行整理和規(guī)范化梳理。按照子系統(tǒng)數(shù)據(jù)構(gòu)成成分劃分為固有信息和動(dòng)態(tài)信息；按照數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時(shí)機(jī)劃分為礦井

49、基礎(chǔ)信息、專業(yè)專家分析信息、礦井經(jīng)營(yíng)管理信息；按照煤礦不同的人員角色可把使用數(shù)據(jù)的用戶分為決策層、管理層、操作層，不同角色的人員使用數(shù)據(jù)的角度不同，所以要對(duì)礦井采集到的信息記性分級(jí)處理，提供給相應(yīng)的用戶基礎(chǔ)信息的層次圖如圖4-1所示。生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理信息基礎(chǔ)信息專業(yè)分析輔助決策信息生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境、人員信息礦井原始數(shù)據(jù)（地質(zhì)、測(cè)量、鉆孔）煤層、巖層、井巷等地質(zhì)體空間信息動(dòng)態(tài)信息固有信息圖4-1基礎(chǔ)信息的采集目前3DGIS數(shù)字礦山系統(tǒng)支持三種方式的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集：(1)自動(dòng)識(shí)別CAD圖紙，生成三維圖形(2)根據(jù)地測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)生成三維圖形(3)根據(jù)采掘工程平面圖，手動(dòng)采集數(shù)據(jù)生成三維圖形多源異

50、構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化是礦山數(shù)據(jù)的基本特征，所以必須根據(jù)不同的數(shù)據(jù)來(lái)源建立不同的采集系統(tǒng)；對(duì)于固有信息采集，可以對(duì)地質(zhì)勘探和礦井測(cè)量產(chǎn)生的地質(zhì)、測(cè)量、水文、鉆孔等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)整理或圖紙矢量化等手段獲取，建立地測(cè)信息化系統(tǒng)管理和更新礦井固有信息；對(duì)于礦井環(huán)境、人員等動(dòng)態(tài)信息，可以通過(guò)井下人員定位系統(tǒng)和井下綜合監(jiān)控系統(tǒng)采集；對(duì)于礦井生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)信息通過(guò)建立安裝膠帶運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、束管、供電、水泵等控制系統(tǒng)等集控系統(tǒng)采集，集控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度與裝備的智能化水平相關(guān)。搭建蛤蟆山煤礦監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心從數(shù)字礦山的角度看，蛤蟆山煤礦先后安裝的了綜采工作面監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)、變電所微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)、井下水泵自

51、動(dòng)控制系統(tǒng)、通風(fēng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、提升數(shù)字化系統(tǒng)等是礦井生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境、設(shè)備、人員狀態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，但是這些來(lái)自不同廠家的系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)組織方式、存儲(chǔ)格式不一樣，并且這些數(shù)據(jù)客觀上存在一定的關(guān)系，所以需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，建立一個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心，天地（常州）自動(dòng)化股份 開(kāi)發(fā)的全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)對(duì)各監(jiān)控子系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了集成，按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行了管理，然后制定數(shù)據(jù)發(fā)布機(jī)制，為其他系統(tǒng)共享、挖掘、增值利用這些數(shù)據(jù)建立了通道?？梢?jiàn)全礦井自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)本身已經(jīng)建立了一個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)的訪問(wèn)機(jī)制，天地（常州）自動(dòng)化股份 開(kāi)發(fā)的數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)可以無(wú)縫地訪問(wèn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)映射機(jī)

52、制建立與空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，最后通過(guò)可視化平臺(tái)形象地把礦井?dāng)?shù)據(jù)展示出來(lái)。搭建蛤蟆山煤礦礦用空間數(shù)據(jù)中心礦用空間數(shù)據(jù)中心主要是指在井田范圍內(nèi)以空間三維坐標(biāo)為基礎(chǔ)組織起來(lái)的井上、井下地理空間基礎(chǔ)信息。主要包括空間煤層、巖層、地表、地質(zhì)構(gòu)造、巷道以及構(gòu)成采、掘、機(jī)、運(yùn)、通生產(chǎn)系統(tǒng)的礦用設(shè)備、材料、配件、設(shè)施在井巷或地表空間布置位置和拓?fù)潢P(guān)系。在煤礦這些空間數(shù)據(jù)采集是以地測(cè)信息系統(tǒng)中地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)采集和整理的，數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)與主流的地測(cè)系統(tǒng)兼容，可以直接訪問(wèn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，從而為井巷系統(tǒng)和煤層、巖層等地質(zhì)體等空間信息建立打下了基礎(chǔ)。井巷系統(tǒng)建立起來(lái)，實(shí)際上建立起來(lái)了礦井井下的空間

53、參考，以井巷導(dǎo)線點(diǎn)建立起來(lái)的井下空間參考作為采掘機(jī)運(yùn)通等生產(chǎn)系統(tǒng)布置的坐標(biāo)參考。數(shù)字礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)空間數(shù)據(jù)中心主要內(nèi)容分兩個(gè)層次管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，一個(gè)層次面向關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，管理和組織礦井對(duì)象的幾何基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、空間拓?fù)湟?guī)則和幾何網(wǎng)絡(luò)信息，另一個(gè)層次管理礦井對(duì)象，面向平臺(tái)其他模塊提供礦用對(duì)象使用維護(hù)功能。 DDE/NetDDE接口NetDDE是基于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）技術(shù)解決應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)交換。也采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。它既可存取本地DDE服務(wù)器數(shù)據(jù)，又可存取分布在網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的DDE服務(wù)器，它比OPC在速度和安全性方面要遜色。但對(duì)一些動(dòng)態(tài)刷新系統(tǒng)它仍不失為一種簡(jiǎn)單有效的方法。7 OD

54、BC接口現(xiàn)場(chǎng)控制單元（子系統(tǒng)）可將一些對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高（如統(tǒng)計(jì)等）信息周期性地通過(guò)數(shù)據(jù)接口寫入指定的共享數(shù)據(jù)庫(kù)（如MS Access 或MS SQL等）的表中，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口獲取相關(guān)信息。 FTP傳送現(xiàn)場(chǎng)控制單元（子系統(tǒng)）將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)周期性地寫入指定的文件中，文件的結(jié)構(gòu)符合統(tǒng)一的信息描述，子系統(tǒng)通過(guò)FTP上傳至管控服務(wù)器設(shè)置好的FTP服務(wù)器。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心與監(jiān)控子系統(tǒng)的根據(jù)系統(tǒng)軟件接口及標(biāo)準(zhǔn)的信息協(xié)議是軟件整合能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，對(duì)于各現(xiàn)場(chǎng)控制單元（子系統(tǒng)），接入組件支持業(yè)界普遍認(rèn)同的一些標(biāo)準(zhǔn)接口接入。三維地學(xué)模擬專業(yè)分析在煤礦生產(chǎn)實(shí)際中，地質(zhì)體剖切、巷道水淹分析、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算分析、供電

55、網(wǎng)絡(luò)整定分析等對(duì)煤礦生產(chǎn)和安全具有非常重要的意義。構(gòu)建礦用對(duì)象及其關(guān)系的三維模型的目的不僅僅是為了真實(shí)再現(xiàn)整個(gè)煤礦地表環(huán)境、井下煤層及上下圍巖的地質(zhì)構(gòu)造情況、各種井巷工程以及采礦生產(chǎn)情況，更為重要的是為煤礦地質(zhì)、采礦工作者提供準(zhǔn)確而又直觀的地質(zhì)構(gòu)造模型和各種空間分析方法及工具。3D地學(xué)建模即對(duì)測(cè)量、鉆孔、物探、傳感等數(shù)據(jù)集于一體進(jìn)行真3D地學(xué)模擬和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)維護(hù)，對(duì)地層環(huán)境、礦山實(shí)體、采礦活動(dòng)、采礦影響等進(jìn)行真實(shí)的、實(shí)時(shí)的3D可視化再現(xiàn)、模擬與分析。數(shù)字礦山涉及到地下及地上三維空間的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)φ麄€(gè)地層環(huán)境及局部地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行多維、多視角、多分辨率顯示，對(duì)礦山能進(jìn)行三維景觀設(shè)計(jì)

56、，對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變遷能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和時(shí)空模擬，對(duì)井下采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)及巖層移動(dòng)能夠根據(jù)一定的模型進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)仿真等，則整個(gè)礦山系統(tǒng)將成為一個(gè)布局合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安全、高產(chǎn)、高效的良性循環(huán)運(yùn)作系統(tǒng)。4.10數(shù)字化礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)構(gòu)架數(shù)字化礦上基礎(chǔ)信息平臺(tái)制定標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范采集融合來(lái)自不同礦井業(yè)務(wù)系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息，需要統(tǒng)一組織管理。這些基礎(chǔ)信息在世紀(jì)使用過(guò)程中是按照生產(chǎn)系統(tǒng)（井巷系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、皮帶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等）、礦用對(duì)象（井巷、地質(zhì)體、設(shè)備、配件、材料、設(shè)施等）、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（地質(zhì)、測(cè)量、鉆孔、監(jiān)控、管理等數(shù)據(jù)）的層次向下挖掘利用的，所以數(shù)字化礦山基礎(chǔ)信息平臺(tái)必

57、須面向關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理礦井基礎(chǔ)信息，按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、礦用對(duì)象、生產(chǎn)系統(tǒng)的層次從上到下管理礦井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)以監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心和空間數(shù)據(jù)中心為核心內(nèi)容的基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)管理引擎、礦用對(duì)象管理中心和豐富的專業(yè)分析算法（通風(fēng)解算、供電網(wǎng)絡(luò)整定分析等），這樣就構(gòu)成了數(shù)字化礦山的基礎(chǔ)庫(kù)?；谠摶A(chǔ)庫(kù)和3DGIS可視化平臺(tái)開(kāi)發(fā)二維和三維空間建模算法，通過(guò)3DGIS平臺(tái)支持的渲染引擎可視化礦井，以這些內(nèi)容為基礎(chǔ)采用計(jì)算機(jī)軟件面向服務(wù)和面向組件等主流技術(shù)二次開(kāi)發(fā)API，這樣就構(gòu)成了一個(gè)數(shù)字化礦山的應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架?；谠摽蚣?，結(jié)合實(shí)際需求來(lái)發(fā)安全生產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度等應(yīng)用系統(tǒng)。整體框架如圖4-2所示。煤礦生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理等其他應(yīng)

58、用系統(tǒng)礦井生產(chǎn)空間、環(huán)境、人員、設(shè)備等基礎(chǔ)信息采集系統(tǒng)接口礦用3DGIS平臺(tái)一通三防、電網(wǎng)、水網(wǎng)、水文地質(zhì)、瓦斯監(jiān)測(cè)專業(yè)分析算法庫(kù)礦用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心礦用空間數(shù)據(jù)中心數(shù)字化礦山基礎(chǔ)信息應(yīng)用框架（API、COM、WebServices）基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)引擎 井巷 地質(zhì)體 設(shè)備 配件 材料 設(shè)施 區(qū)域 網(wǎng)絡(luò) 礦用對(duì)象管理中心圖4-2平臺(tái)的功能.1空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)中心，以2DGIS為支撐平臺(tái)，按照煤礦產(chǎn)生系統(tǒng)構(gòu)成和業(yè)務(wù)布置流程，以可視化交互的方式完成空間數(shù)據(jù)的采集。采集好的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為3D建模準(zhǔn)備好了數(shù)據(jù)，主要目標(biāo)是做數(shù)據(jù)。.2企業(yè)管理器企業(yè)管理器作為企業(yè)數(shù)據(jù)管理配置中心，一方面從

59、礦用對(duì)象得角度組織數(shù)據(jù)目錄，另一方面煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的角度組織數(shù)據(jù)目錄，2種模式從不同的角度管理數(shù)據(jù)，為定義數(shù)據(jù)、配置管理、查詢檢索、集成融合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、可視化以及信息的挖掘分析提供工具，主要目標(biāo)是管理數(shù)據(jù)。.3企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)同樣基于數(shù)據(jù)中心，把煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)以3D模型和2D圖形的形式禪師出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)信息的查詢、漫游、定位及2D和3D數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)，用戶可通過(guò)企業(yè)管理器和配置與全框井綜合數(shù)字化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平滑集成，能夠?qū)崿F(xiàn)礦井設(shè)備、人員、環(huán)境狀態(tài)的實(shí)時(shí)展示，同時(shí)根據(jù)客戶需求，基于平臺(tái)提供的二次開(kāi)發(fā)API開(kāi)發(fā)客戶化的應(yīng)用系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)使用數(shù)據(jù)的目標(biāo)。（1）地形建模如圖4-3所示，不用下礦井，就可以清楚

60、的了解到整個(gè)礦區(qū)的地形，為煤礦資源開(kāi)發(fā)打下良好基礎(chǔ)利用。（2）三維地質(zhì)建模如圖4-4所示，將復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造以三維形式顯示出來(lái)，便于有關(guān)技術(shù)人員對(duì)煤炭資源的合理分析和開(kāi)發(fā)。圖4-4（3）巷道建模如圖4-5所示，非常直觀的在電腦屏幕上顯示出巷道的模型，巷道的構(gòu)造，便于煤礦的開(kāi)采。圖4-5（4）三維生產(chǎn)系統(tǒng)建模如圖4-6所示，整個(gè)巷道的生產(chǎn)，機(jī)器的運(yùn)作都以三維形式顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)更加有效和合理的開(kāi)采。圖4-6（5）三維井下漫游，如圖4-7所示。井下漫游實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)導(dǎo)不用親自下井就可以感受到身臨其境的感覺(jué)。（6）2D數(shù)據(jù)和3D數(shù)據(jù)的定位聯(lián)動(dòng)如圖4-7所示圖4-75安全生產(chǎn)管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)蛤蟆山煤礦安全生產(chǎn)管