信息可视化技术与采矿结合应用

信息可视化技术与采矿结合应用

杨军

安徽淮南矿业集团安徽淮南232000

摘要：矿山有着极为复杂的地质，再加上较强隐蔽性、复杂多变等特点，采矿工作的开展所面临的不确定因素极多，如果无法全面、深入的检查矿山构造、地质条件，那么就会存在安全事故风险。故而，在矿山工程中需积极引入先进的优秀技术。本文以信息可视化技术为例，对其特点进行了分析，并探讨了该技术在矿山工程中的应用。

关键词：采矿工程；信息可视化技术；技术应用

引言

采矿工程外部环境具有一定复杂性，加之各种不确定的因素较多，导致采矿工程存在的诸多的问题，因此，我们可将信息可视化技术合理的应用当中的采矿工程中，不断优化采矿工程的设计。并将采矿工作同信息可视化技术有机结合在一起，进而从整体提升采矿工程管理水平，更加形象、具体、生动的采矿工程的实践情况的进行全面细致的分析，从整体上提升采矿工程的整体效益，促使采矿企业的稳健可持续发展。

1采矿可视化技术的概述

现阶段三维图像处理技术、数据库技术得到了逐步发展，并且在发展的过程中日益成熟，为采矿可视化技术的发展奠定良好基础。我国在计算机辅助地质建模技术方面的研究中投入了较大的人力、物力，并且取得了一定成果，具有代表性的是拥有交互式三维图形处理功能的地质建模。部分矿山企业为了更好地进行生产管理，逐渐引进国外的先进技术，还有部分矿山企业为了使采矿工作得到有序发展，对部分软件进行二次开发，开发的过程中形成了具有新价值的产品。

最近几年在矿山领域中逐渐应用计算机仿真模拟技术，该技术的有效推广与应用使可视化技术得到了进一步发展。虚拟仿真技术可以使矿山安全得到有效保障，因此相关人员对虚拟仿真技术进行了大量研究，并且取得了一定的研究成果。国外学者在矿山空间环境的构建中充分利用了VR技术的优势，使实时监控逐步实现，并且建立了动态风险评价系统。

2矿山工程信息可视化建模技术特点

（1）空间插值技术。克里格插值法、样条函数法和距离幂次反比法等方法为常用的插值方法，各类地质条件、矿体周边环境对我们提出了必须以具体特点为根据合理选用插值方法的要求，以便为数据提供准确性保障。倘若所选用的插值方法与匡提要求不符合，那么计算机运算量与时间就会大幅度上升，计算机内存也会相应减少，如此一来也就会降低可实行性。而针对关键性数据，可在Kriging插值方法的运用下实现数据的获取；而针对非关键性数据，可在距离幂次反比法的运用下实现数据的获取。

（2）三维数据表达技术。相对于三维可视化技术而言，三维空间数据的表现这一问题十分关键，在三位地质模型构建时，首先需将基本地质信息表现这一要求充分满足，随后通过适当计算，为传递各类属性信息、交换数据奠定基础；立足于数据研究层面而言，三维数据结构模式由基于面、基于体两种构成，其中基于面的数据结构模式是以各单元面作为参照，分析充斥于其内的三维空间几何特性；而基于体的数据结构模式是在真实数据信息的运用下描述地质空间。

（3）三维空间数据结构。三维空间数据结构表现方式要求以各类数据模型为对象进行存储，以此方式有效表达数据，并在相关图表、数据矩阵的运用下真实的描述相关数据。具体运用三维可视化技术的过程中，选择数据结构这一内容极为重要，要求我们在各类逻辑关系及对应空间关系的运用下，直观、形象地展现出所需描述的矿体空间与地表结构。这样一来，我们在数据结构选择过程中，就必须与真实数据相贴合，如此即能将不同类型数据间存在的相互关系充分表现出来。

3信息可视化技术在采矿工程中的应用分析

3.1分析计算机辅助设计的可视化技术应用

研究发现，95%以上采矿工程作业场所都是在地下。相比其他工程作业而言，工程较为烦杂且生产过程所涉及到的环节也比较多，整个工程由动力供应、通风、排水等多个系统所组成的。因此，整个工程巷道空间呈现为交错的状态，这样一来，工程技术人员就无法精准且有效地确定精心系统的巷道空间位置。加之，现阶段所采矿工程公横所使用的资料绝大多数都是剖面图和平面图，缺乏直观且形象的三维立体框架巷道系统模型，进而工作人员只能凭借自己的经验或是来判断或者是确定巷道的三维位置。如果我们将信息可视化技术运用到其中，采矿生产工作人员通过Auto软件来构件三维立体模型，则可清楚分辨矿井巷道的分布。另外，利用Auto计算机辅助软件，可有效地让技术人员深入了解矿井的三维结构，以便更好地在构件三维模型的过程中及时发现存在的问题，寻找解决问题的方法。另一方面，技术人员还能在熟悉和掌握Auto计算机辅助软件中，快速了解三维矿山系统的组成结构，以便更好地在三维立体矿井模型制作完成后，切实有效地获取到一个良好可视效果，最大化地实现提升采矿工程的生产效率目地性。

3.2分析数值模拟的可视化技术应用

想要具有针对性对矿山岩层控制和压力问题等做出全面的分析，我们就借助计算机技术构建出动态的三维空间，唯有借助信息可视化技术才能全面细致的分析采矿工程的存在的各种影响因素。但是现阶段基本上就是技术人员深入到矿井现场做观测，整个采矿过程主要是静态现象。尽管技术人员可以及时发现矿井巷道支护损害以及巷道的变形等诸多问题，但是肉眼根本没有办法透视的看到矿山变形破坏过程和压力变化情况。

对此，则可使用计算机树脂模拟的可视化技术，对矿山的各种问题进行模拟，全面且清晰的显出矿山不同部分的变形情况和整个矿山的变化情况。如，在采矿过程中，矿山顶板岩层受力变形过程的数值模拟，顶板岩层上部为边界，这样就可以根据矿山的深度以及各个层次分布情况来施加重力，顶板岩层下边为固定点，两侧是支边，进而有效地根据保持水平方的稳定性。此外，技术人员还可以利用信息可视化技术，对开对顶板岩层的应力做出计算，进而有效地获取矿产的分布情况，全面演示整个矿山的空间变化情况和整体结构情况，精准的分析矿山的岩层控制、矿山压力问题。通过上述可知，在采矿工程中应用数值模拟的可视化技术，能切实有效地的同其他信息可视化技术有机融合在一体，这种技术必定是我国采矿行业的稳健长远的发展的不可获取重要技术。

3.3分析地质测量的可视化技术应用

我们国家地域辽阔，地质结构丰富且多样化，这样一来，就给采矿工程的生产和管理带来的较高的难度系数，阻碍了采矿施工的顺利进行。所以，采矿人员在采矿施工之前，借助计算机技术切实全面细致的做好开采区地质测量，了解并掌握外不同矿区的地质结构的规律，以便顺利有序开展采矿作业，防止意外安全事故的发生。采矿技术人员在进行资质测量时，可以充分信息可视化地震勘探和声波探测技术，进而全面了解采矿区局部地层的结构、地质结构以及矿物质的分布情况和所在位置，更好地获取测井数据以及地震勘探数据等。这样有利于更好地根据计算机技术所得出了数据绘制出等面纸、等值线等，详细的呈现出矿藏的走向、范围。另一方面，技术人员还可以根据信息可视化技术所得相关数据以及所绘制出曲线图，准确的解释各种原始数据，有效地获取矿藏分布情况和储存量。故而，我们通过地质测量的可视化技术应用，可在很大程度上使采矿工程中的打井作业具有一个精准且全面的指导，有效减少无效井位数量，进而更好地在提升提高开采效率、约开采成本、促使企业综合效率的提升的方面发挥出至关重要的作用。此外，随着GIS的不断深入推广，让地质信息得采集、分析、管理应用等越来越快捷方便，与此同时，也是有效地将采矿参数信息、采矿参数信息切实有效的转化为地图，呈现出不同数据间的空间关系，有利于相关技术人员更好地通过计算机系统当中数字地图、影像资料来全面分析矿山的规划设计以及分布情况。

结语

矿山工程中信息可视化技术的应用，可以综合性的对地质体、采矿工程三维信息进行分析及展示，有利于采矿流程的简化，并为采矿工程提供安全施工的保障。如此一来，也就能在很大程度上推动采矿工程的进一步发展，其现实意义十分重要。

参考文献：

[1]张明.地下金属矿山三维可视化采矿设计研究[J].中国新技术新产品，2018（09）：98-99.

[2]王建红.可视化技术在采矿工程中的应用研究[J].科技展望，2015，25（15）：136.

[3]聂川超.可视化技术在采矿工程中的应用[J].黑龙江科学，2014，5（04）：279.