楊瑞剛

摘要：近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新興的技術(shù)被不斷應(yīng)用于煤礦項(xiàng)目中，其中BIM作為一種先進(jìn)的管理技術(shù)，在施工階段起到了重要的作用。目前在我國(guó)多數(shù)民用建筑項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，都已經(jīng)開始使用BIM技術(shù)，通過(guò)其可視化及模擬化等優(yōu)點(diǎn)在建設(shè)過(guò)程中起到了巨大的效益，本文就通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)在煤礦項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：BIM；煤礦開采；應(yīng)用；前景展望

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)中的一項(xiàng)新的技術(shù)突破，它通過(guò)將項(xiàng)目中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效地整合，建立出仿真的模擬模型，使即將建設(shè)的建筑物不僅可視，還能進(jìn)行模擬協(xié)調(diào)，極大地減少了建筑過(guò)程中的資源浪費(fèi)并提高了建設(shè)效率，對(duì)建筑也具有重要作用。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家在能源結(jié)構(gòu)及政策上的相應(yīng)調(diào)整，給我國(guó)的煤炭行業(yè)帶來(lái)了巨大的沖擊，但由于煤炭能源在短期內(nèi)的不可替代性，煤炭企業(yè)為經(jīng)營(yíng)發(fā)展就必須改變其管理模式并不斷更新管理技術(shù)。煤礦開采是煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的最重要內(nèi)容，其項(xiàng)目的施工管理對(duì)于項(xiàng)目日后的投入使用具有重要影響。通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采項(xiàng)目中，不僅可以使工程可視化，還能將參與項(xiàng)目建設(shè)的各方進(jìn)行緊密聯(lián)系，使組織結(jié)構(gòu)更加高效，作業(yè)流程也可進(jìn)一步被優(yōu)化，而且還可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)系統(tǒng)中的資源及數(shù)據(jù)共享，極大地提高了作業(yè)效率，并優(yōu)化了項(xiàng)目管理，節(jié)約了項(xiàng)目成本的投入。

1 煤礦開采項(xiàng)目施工過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題

1.1施工安全

煤礦多數(shù)是對(duì)礦山的開采，其本身就存在一定的復(fù)雜性，而且其開采過(guò)程與其他環(huán)節(jié)還存在著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，如果其中的某個(gè)環(huán)節(jié)出了差錯(cuò)，將對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展都產(chǎn)生影響。不論對(duì)于何種施工項(xiàng)目，施工安全都是極其重要的內(nèi)容。尤其是對(duì)于煤礦的開采項(xiàng)目而言，因其礦山所處地區(qū)環(huán)境都比較特殊，一旦發(fā)生塌方或者爆炸將會(huì)對(duì)地下的作業(yè)人員帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，而且類似事故一旦發(fā)生將會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。據(jù)相關(guān)研究調(diào)查表明，因施工安全措施不到位而產(chǎn)生的煤礦開采安全事故已不計(jì)其數(shù)，原因多數(shù)是由于施工單位在安全意識(shí)上的缺乏。

1.2施工成本

成本管理是關(guān)乎企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的一項(xiàng)重要內(nèi)容。近年來(lái)隨著各種新型技術(shù)及新興技術(shù)的廣泛普及，在煤礦開采施工中使用新的技術(shù)與設(shè)備不僅可以使項(xiàng)目建設(shè)的效率得到大幅度提升，還能有效縮短施工工期從而使成本降低。但是新技術(shù)與設(shè)備的投入往往需要建設(shè)單位投入更多的經(jīng)營(yíng)成本。但是在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中，多數(shù)礦山企業(yè)都不愿在此投資上擴(kuò)大規(guī)模，從而便導(dǎo)致其開采成本一直居高不下。

2 BIM技術(shù)在煤礦開采施工項(xiàng)目中的應(yīng)用

當(dāng)前，BIM技術(shù)因其在項(xiàng)目建設(shè)中的多種優(yōu)勢(shì)，如可貫穿建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到投入使用甚至到其被拆除的全過(guò)程，還有其可有效控制項(xiàng)目的施工進(jìn)度以及節(jié)約多項(xiàng)成本投入等，目前在多種公用及民用建筑的建設(shè)中都已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，尤其是一些地下項(xiàng)目的施工中，如我國(guó)蘇州的“星海生活廣場(chǎng)”項(xiàng)目以及國(guó)外的一些地鐵及隧道工程項(xiàng)目，都有使用到BIM技術(shù)。鑒于煤礦的開采項(xiàng)目施工與地鐵及隧道的施工在某些方面具有類似之處，因此有相關(guān)研究者提出可將BIM技術(shù)也應(yīng)用于煤礦開采中，并且這種技術(shù)一經(jīng)使用就取得了較好的效果。其具體應(yīng)用主要有如下幾個(gè)方面。

2.1 數(shù)字化仿真施工并模擬施工進(jìn)度

通過(guò)BIM技術(shù)的模擬仿真能力，可以將項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念通過(guò)三維立體的模擬模型進(jìn)行演示，這樣就可以使得項(xiàng)目的各個(gè)參與方都可以直觀了解到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)理念，并及時(shí)提出異議以及不明之處。此外，通過(guò)數(shù)字化制造原理的應(yīng)用，煤礦開采項(xiàng)目在井巷施工中其流程可以更加自動(dòng)化。通過(guò)BIM三維立體的仿真模擬，施工人員可以提前觀看到項(xiàng)目施工建成后的效果，從而更加便于理解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，并使雙方都通過(guò)溝通更加清楚各自的需求。而且在這種仿真模擬的指示下，一些較為復(fù)雜的大型構(gòu)件可以預(yù)先就被模擬出來(lái)，并被提前定制，從而有效保證了施工原料的及時(shí)到位，并使其質(zhì)量都提前得到保障。在這種有效管控下，整個(gè)項(xiàng)目的工期都可以得到有效的控制。

再加上BIM技術(shù)本身所具有的模擬性優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)四維技術(shù)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬施工，通過(guò)立體及動(dòng)畫的演示，提前對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行安排及布置，就可有效控制施工的進(jìn)度及質(zhì)量，提高了項(xiàng)目的施工效率。

2.2施工過(guò)程碰撞分析

通過(guò)BIM技術(shù)的模擬，可以對(duì)其施工過(guò)程進(jìn)行碰撞分析，如對(duì)構(gòu)件與管線、設(shè)施與結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行提前進(jìn)行碰撞預(yù)演并分析檢測(cè)。因?yàn)榈V井多數(shù)深度都較大，提前模擬碰撞可以在提前預(yù)知其實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)情況并對(duì)有效避免安全事故的出現(xiàn)。在煤礦開采過(guò)程中，不可避免要使用到爆破施工，此時(shí)就需要對(duì)爆破的區(qū)域的安全距離提前進(jìn)行預(yù)測(cè)以及設(shè)定。而BIM技術(shù)就可以對(duì)施工中的多種狀況提前進(jìn)行模擬并可以使施工人員對(duì)碰撞結(jié)果進(jìn)行直觀感受，從而有效減少了施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，將事故發(fā)生的概率減少到最低，從而間接降低了施工的成本。

2.3施工質(zhì)量管理

通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采項(xiàng)目的施工過(guò)程中，可以根據(jù)預(yù)先制定的施工工期對(duì)其施工環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬，并對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)所需的時(shí)間及步驟都進(jìn)行記錄，有助于及時(shí)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。在現(xiàn)場(chǎng)遇突發(fā)情況時(shí)，施工人員可及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行調(diào)整，并有效進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而可避免因外部因素而對(duì)施工質(zhì)量造成影響。BIM技術(shù)還可以將施工現(xiàn)場(chǎng)各環(huán)節(jié)的信息都進(jìn)行有效記錄并作為分析的依據(jù)，從而可以施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)判，使施工質(zhì)量提前得到保證。

2.4施工成本管理

在煤礦施工組織方面，通過(guò)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)將工程信息與后臺(tái)信息進(jìn)行有效結(jié)合，為施工管理提供可靠的參考依據(jù)。將成本數(shù)據(jù)、進(jìn)度數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)等信息緊密結(jié)合起來(lái)，讓施工各個(gè)工序、步驟更加具體、清晰，從而對(duì)人力、財(cái)力、物力資源合理配置，準(zhǔn)確計(jì)算施工材料輸出，提高材料的利用率，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。

3 煤礦開采施工項(xiàng)目中BIM技術(shù)的應(yīng)用前景

在我國(guó)BIM尚屬于起步階段的新興技術(shù)，與國(guó)外成熟的發(fā)展現(xiàn)狀仍具有一定的差距。目前為止，我國(guó)在BIM技術(shù)的應(yīng)用上還存在一些不足之處，尤其是相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還未能得到完善得制定，尤其是在建筑界中，目前對(duì)其要求上與已經(jīng)成熟的CAD技術(shù)明顯存在較大差距。而且當(dāng)前BIM也多用于民用建筑領(lǐng)域，還未在其他領(lǐng)域中有所涉獵。對(duì)于煤礦開采項(xiàng)目而言，BIM技術(shù)的應(yīng)有并不能在短期內(nèi)就得以完全實(shí)現(xiàn)，但是作為一種新型的技術(shù)，BIM將必然是項(xiàng)目建設(shè)中的技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)。近年來(lái)，隨著國(guó)家相關(guān)政策的大力推動(dòng)，BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)勢(shì)在必行，相關(guān)研究者也正致力于BIM在煤礦開采中的更多應(yīng)用。因此對(duì)于煤礦開采項(xiàng)目的相關(guān)參與單位而言，要使用BIM技術(shù)，首先就應(yīng)在思想上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，并提高對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的認(rèn)識(shí)，跳出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的束縛，盡快實(shí)現(xiàn)向新型思想的轉(zhuǎn)變；其次要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)，并努力探索，及時(shí)對(duì)BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行跟進(jìn)，并全面掌握具體的理論知識(shí)，探索出其在煤礦開采項(xiàng)目中的更多應(yīng)用。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)借鑒BIM技術(shù)在民用建筑領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，將其引入煤礦開采項(xiàng)目的施工過(guò)程中將會(huì)對(duì)煤礦企業(yè)的發(fā)展也起到積極作用。當(dāng)前煤炭行業(yè)所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)要求其必須進(jìn)行相應(yīng)的改革，但其施工過(guò)程中存在的安全隱患卻也是影響煤炭企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的最主要因素。但是BIM的應(yīng)用就可以極大的減少這一環(huán)節(jié)的隱患，因此BIM技術(shù)可以說(shuō)是煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型中必不可少的契合點(diǎn)，對(duì)于煤炭企業(yè)具有極其重要的作用。

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