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可視化技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

2020-11-02 02:56程先木
速讀·下旬 2020年6期
關(guān)鍵詞:可視化技術(shù)采礦工程應(yīng)用

程先木

◆摘? 要:采礦工程是一項非常復(fù)雜的工程,在采礦的過程中有效利用可視化技術(shù)一定可以對采礦有一個事半功倍的效果,一來通過計算機(jī)可視化技術(shù)可以對各種圖片進(jìn)行處理,這樣就會對礦山的整體情況都有一個更加清晰的認(rèn)知,這也有利于工作人員能夠進(jìn)一步掌握其中蘊含礦藏的情況,對于進(jìn)一步為提升采礦工程的綜合效益具有很大的推動作用。本文首先介紹了可視化技術(shù)的內(nèi)涵,接著就可視化技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用做了詳細(xì)的探究。

◆關(guān)鍵詞:可視化技術(shù);采礦工程;應(yīng)用

在采礦的過程中,由于工程外部的環(huán)境問題以及諸多不確定的因素,這些都使得采礦工程會出現(xiàn)很多的問題。因此,為了減少這些問題的產(chǎn)生,我們需要根據(jù)社會技術(shù)的不斷發(fā)展來對采礦工程的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行一些調(diào)整,比如計算機(jī)可視化技術(shù)就能夠幫助我們在采礦工程中不斷優(yōu)化設(shè)計,并且將采礦工作與之結(jié)合,最終提升整體采礦管理水平,促進(jìn)采礦工程更加快速穩(wěn)健的發(fā)展。

一、可視化技術(shù)的內(nèi)涵

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,我國的互聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)信息技術(shù)有了很大的進(jìn)步,而作為人機(jī)交互的重要技術(shù)之一,可視化技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計、傳感、測量、物探、繪圖等數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以及集成,并且還能夠利用動態(tài)維護(hù)對采礦活動,包括對礦山實體以及地下層的環(huán)境進(jìn)行一個全面的分析、模擬以及再現(xiàn)。目前,我國很多礦山工程都在利用現(xiàn)代建模軟件進(jìn)行整體的礦山模型建設(shè)。為了能夠?qū)⒄麄€礦床標(biāo)準(zhǔn)了解清楚,清楚評價參數(shù)及情況布置,了解3D空間實際分布情況,包括對2D模型缺乏的信息表達(dá)不充分及直觀感缺乏等問題進(jìn)行改善,已經(jīng)加上了可視化的進(jìn)一步實驗室??梢暬夹g(shù)需要將技術(shù)測量、地質(zhì)專業(yè)及采礦作為基礎(chǔ)性要素,利用計算機(jī)技術(shù)及地質(zhì)模型這些先進(jìn)技術(shù)手段,建設(shè)3D礦床模型,為技術(shù)經(jīng)濟(jì)及生產(chǎn)工作、開采方案提供先進(jìn)并科學(xué)的手段。

二、可視化技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

1.數(shù)值模擬的可視化技術(shù)應(yīng)用

在采礦的工程建造中,很多環(huán)節(jié)都需要構(gòu)建動態(tài)的三維空間,比如礦山壓力、巖層控制等,這樣才能夠使得采礦工程的各種影響因素得到全面的分析。而一般來說比較常見到的狀況就是相關(guān)工程人員到礦井的現(xiàn)場進(jìn)行實地檢測。在這個過程中,整個礦場都是靜態(tài)的,很多的問題可以及時發(fā)現(xiàn),比如巷道變形、巷道支護(hù)損害等,這樣一來就可以避免很多的問題,盡管如此,仍舊會有很多的問題無法用我們的肉眼來進(jìn)行識別,比如礦山的壓力變化的情況以及礦山變形的破壞過程等。因此,采用數(shù)值模擬的可視化技術(shù),可以對各種情況進(jìn)行有效模擬,將整個礦山的壓力變化情況、不同部分的變形情況等清晰顯示出來。例如,在采礦過程中,頂板巖層受力變形過程的數(shù)值模擬,上部為邊界,根據(jù)各層分布情況和深度來施加相同的重力,兩邊分別為支邊,下邊為固定點,以保持水平方向的平穩(wěn)。與此同時,對定板巖層隨著開采層變化而產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行計算,并獲得其分布情況,使礦山整體結(jié)構(gòu)和空間變化情況得到演示,可以有效的對礦山壓力、巖層控制問題進(jìn)行準(zhǔn)確分析。由此可見,數(shù)值模擬的可視化技術(shù)應(yīng)用,可以有效與其它可視化技術(shù)相結(jié)合,是我國采礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要支持。

2.地質(zhì)測量的可視化技術(shù)應(yīng)用

我國地域比較寬廣,地質(zhì)結(jié)構(gòu)多種多樣,這樣一來就會使得采礦工程的生產(chǎn)難度和管理難度較大,從而給采礦施工的順利進(jìn)行造成一定阻礙。因此,在進(jìn)行采礦施工前,必須對開采區(qū)進(jìn)行比較仔細(xì)、全面的地質(zhì)測量,了解不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)律,才能更好的進(jìn)行采礦作業(yè),避免意外安全事故發(fā)生。在進(jìn)行資質(zhì)測量時,采用的可視化技術(shù)主要是聲波探測和地震勘探兩種,以對較大范圍內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、局部地層的結(jié)構(gòu)、礦物質(zhì)的所在位置和分布情況等有更全面的了解。通過可視化技術(shù)的合理用,可以獲得較多地震勘探數(shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)等,從而根據(jù)數(shù)據(jù)繪制等值線和等紙面等,使得礦藏的走向、范圍等都能得到比較詳細(xì)的呈現(xiàn)。與此同時,通過上述相關(guān)數(shù)據(jù)、曲線圖等,工程技術(shù)人員和相關(guān)專業(yè)人員可以對各種原始數(shù)據(jù)給以比較準(zhǔn)確的解釋,以獲得礦藏的儲存量、分布情況等。由此可見,通過地質(zhì)測量的可視化技術(shù)應(yīng)用,采礦工程中的打井作業(yè)可以獲得比較準(zhǔn)確的指導(dǎo),使無效井位數(shù)量有效減少,在節(jié)約開采成本、提高開采效率和提升綜合效益等方面有著非常重要的影響。

3.計算機(jī)輔助設(shè)計中的可視化技術(shù)應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn),95%以上采礦工程作業(yè)場所都是在地下。相比其他工程作業(yè)而言,工程較為煩雜且生產(chǎn)過程所涉及到的環(huán)節(jié)也比較多,整個工程由動力供應(yīng)、通風(fēng)、排水等多個系統(tǒng)所組成的。因此,整個工程巷道空間呈現(xiàn)為交錯的狀態(tài),這樣一來,工程技術(shù)人員就無法精準(zhǔn)且有效地確定精心系統(tǒng)的巷道空間位置。加之,現(xiàn)階段所采礦工程公橫所使用的資料絕大多數(shù)都是剖面圖和平面圖,缺乏直觀且形象的三維立體框架巷道系統(tǒng)模型,進(jìn)而工作人員只能憑借自己的經(jīng)驗或是來判斷或者是確定巷道的三維位置。如果我們將計算機(jī)可視化技術(shù)運用到其中,采礦生產(chǎn)工作人員通過Auto軟件來構(gòu)件三維立體模型,則可清楚分辨礦井巷道的分布。另外,利用Auto計算機(jī)輔助軟件,可有效地讓技術(shù)人員深入了解礦井的三維結(jié)構(gòu),以便更好地在構(gòu)件三維模型的過程中及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,尋找解決問題的方法。另一方面,技術(shù)人員還能在熟悉和掌握Auto計算機(jī)輔助軟件中,快速了解三維礦山系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),以便更好地在三維立體礦井模型制作完成后,切實有效地獲取到一個良好可視效果,最大化地實現(xiàn)提升采礦工程的生產(chǎn)效率目地性。

三、結(jié)語

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展,可視化技術(shù)在采礦工程中的作用越來越大,同時也得到了很大的推廣,使得全國的采礦業(yè)都能夠得到很好的發(fā)展,與此同時,可視化技術(shù)可以應(yīng)用到數(shù)值模擬、地質(zhì)測量以及計算機(jī)輔助技術(shù)中,其中計算機(jī)輔助設(shè)計中的可視化技術(shù)應(yīng)用可以對各種圖片進(jìn)行處理,使得工作人員能夠?qū)ΦV山的整體情況都有一個很好的了解,也能夠?qū)ΦV山中蘊藏的礦藏有一個更加準(zhǔn)確的認(rèn)知,這樣的技術(shù)在我國日后的礦產(chǎn)工程一定會成為一種主流的趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]高桂琴,黃濤.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術(shù)分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018(36):242.

[2]張志偉.采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J].中國金屬通報,2018(05):242-243.

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