基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的运用

基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的运用

董文斌    沈孟飞

昆明煤炭设计研究院有限公司  云南  昆明    650051

    摘要：煤矿建设中需要考量多方面要素，其属于一项复杂工程，具有系统化特点，要想提高煤矿生产效能，则应做好整体设计工作，利用基于BIM的三维协同设计技术对煤矿项目进行三维施工模拟，建设立体化三维模型，不但可以快速提取施工建设中所需的图纸、数据，为煤矿建设提供科学指导，还能够及时发现煤矿建设中的问题并进行相应改进与调整，从而选择最优方案，进一步提升煤矿建设的有效性，

    关键词：煤矿建设；统筹规划；BIM；三维协同设计技术

    现代科学技术飞速发展过程中，三维协同设计技术也逐渐成熟，在多领域得到了广泛应用，将该技术应用到煤矿建设中，可实现智慧煤矿建设，能够对各项数据进行精准把控，还能快速传递各类信息数据，第一时间掌握煤矿建设的具体情况，并根据建设目标和要求控制施工进度，切实提高了煤矿的标准化建设水平，对煤矿建设事业进步与发展有着重要意义。

    1.基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的应用优势

    三维协同技术是在二维设计技术的基础上发展而来的新技术，能够实时采集煤矿建设中涉及到的信息数据，并进行共享传递、集成管理与可视化展示，还能在先进技术的支持下实现自动化控制，规范了整个煤矿工程的建设过程，也可提高整体建设效益。同时，该技术的应用也为煤矿智慧化建设与发展提供了有力支撑，利用BIM设计平台能够快速完成煤矿建设中基础结构的设计与规划工作，还能进行成本估算、平面设计和系统评价，建立三维立体模型，分析建设方案的可行性，方便及时调整与优化，不但实现了煤矿建设的自动化和规范化，也可全面提升煤矿建设质量。

    2.基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的难点

    2.1多平台接口对接存在难度

    煤矿建设过程比较复杂，涉及到较多内容，需要做好内容协调工作，保证整体的建设效果。具体操作期间，施工作业人员需要对煤矿内部坑道进行系统规划，还应对煤矿中所用的机电设备、管道结构、通风系统等内容进行全面设计，所以该建设项目具有系统化、复杂化特点，涉及到多领域知识，在应用三维协同设计平台的过程中，要能够统一不同平台的结构，密切不同专业领域的关系，从而快速完成煤矿整体建设的优化设计工作。但在实践操作时，设计平台的功能性较强，具有多样性特点，在应用于不同领域时的技术标准不同，所以无法实现全面统筹规划，不能满足煤矿建设要求。目前基于BIM的三维协同设计的应用范围比较广，可满足不同专业的设计要求，但是多平台接口对接存在一定难度，需要进行统一性建设，实现全面把控，从而整合多专业领域的优势，实现协同作业。

    2.2 协同设计模式转变较为困难

    基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的应用还处于初级阶段，没有得到大规模应用，部分煤矿建设企业还是运用以往的设计技术，所以在实际建设过程中也会受到传统思想的影响而限制三维协同设计技术的应用与发展。从目前三维协同设计技术的实际应用情况来看，还存在设计效果不理想的问题，其主要与以下因素有关：第一，软件设计不合理、功能系统不完善，虽然应用BIM技术设计了煤矿基础平台，能够将多方面要素整合在一起进行统一分析，但是部分人员还会受到以往设计习惯的影响，没有实现对设计平台软件功能的充分开发与利用，无法发挥相关技术平台的真正作用。第二，煤矿工程项目涉及到的内容多，建设规模比较大，需要全面收集多方面信息数据和资料进行综合分析，但由于不同专业内容相互交叉、相互影响，增加了协同设计难度。第三，应用三维协同设计技术进行图纸转化时，由于三维图和二维图的表达方式不同，经常会出现数据不兼容的情况，从而影响后续建设质量。这就需要不断调整先进技术体系，完善各项制度规范，为合理应用三维协同设计技术提供保障。

    3.基于BIM的三维协同设计技术在煤矿建设中的应用分析

    3.1构建三维地质模型

    煤矿建设之前需要了解建设区域的地质条件和空间信息，这是进行合理规划设计的基础与前提，利用基于BIM的三维协同设计技术能够根据收集到的各项数据构建三维地质模型，将数字信息通过立体模型的方式进行展示，从而帮助煤矿建设人员能够直观了解建设区域的实际情况，方便统筹规划设计。以煤矿中的矿井结构为例，在实际建设中需要考虑到巷道、硐室、煤岩层和矿体等方面因素，还应掌握矿井所处区域岩层、含水层的分布情况，进行全面统筹，确保能够实现对各项建设内容的精准把控。基于BIM的三维协同设计技术的合理应用能够满足上述建设要求，能够构建更为全面的地质空间信息模型，还能够根据各项数据信息的变化情况对模型进行及时更新，实现全过程精细化管理，还具有自动更新和智能计算与分析的特点，能够为煤矿基础建设打好基础。

    3.2规范煤矿建设的设计流程

    将先进技术手段应用到煤矿建设中，能够满足煤矿现代化建设需求，基于BIM的三维协同设计技术将多专业技术整合在一起实现了协同运用，可以快速完成煤矿项目中不同系统的设计任务，不但能够保证每个系统的功能性，还能协调好不同系统之间的关系，做好系统内部的属性设置、标准设计和软硬件配置等工作，合理规范设计流程，并可以根据现实需要定制协同规格，从而更好地满足建设需要。三维协同设计平台在运行期间，整合分析各项数据信息，还能进行深入挖掘与处理，实现共享利用和协同运用，改善了以往信息孤岛的问题，为不同项目系统和场景建设提供了辅助支撑。实际设计阶段，在相关技术的支持下，建设单位能够快速、全面收集其他单位中与煤矿建设有关的信息数据，并根据以往的经验进行科学建模，保证模型的科学性与合理性，将煤矿建设内容通过更为立体的形式进行展示，使建设过程更加清晰、明确，很大程度上规范了煤矿建设过程，也提高了整体智能化、信息化水平。

    3.3提高煤矿建设信息管理水平

    煤矿建设周期长，涉及到的内容多样，导致整体管理上存在一定难度，而基于BIM的三维协同设计技术的应用，能够充分发挥先进技术优势对煤矿建设过程进行信息化管理，可搭建完善的数据管理信息系统，全面收集、存储、分析和处理各类信息，为系统化建设提供了信息基础支撑，还可充分发挥不同功能模块的作用，快速完成项目规划、构筑物模板设计、设备配套管理等方面内容，提高了整个系统的智慧化水平。由于煤矿企业生产过程中所用的工具设备类型多样，在相关技术的作用下，可以将不同功能模块划分成标准和非标准两种形式，其中标准模块中主要涉及到选煤过程中所需的各类机械设备，利用信息管理系统对其进行针对性管理，而非标准模块中主要借助先进技术对各类设备进行性能控制，可满足煤矿建设的多样化要求。在煤矿管道信息管理系统中，能够对管道工程建设中所用的各类构件、配件进行系统化管理，还能根据实际需要进行合理规划，便于对煤矿建设过程的有效管控，切实提高安全建设水平。

    结语：实现煤矿建设的现代化对提升煤炭生产效率有着积极影响，基于BIM的三维协同技术能够充分发挥信息化技术的优势作用，将煤矿建设中涉及到的数据信息进行可视化展示，能够使建设过程更加规范，也提升了整体的自动化和智能化建设水平。为能够充分发挥三维协同设计技术的功能作用，还应掌握相关技术的应用难点以及注意事项，合理构建空间信息模型，为煤矿建设工作高效开展提供可靠依据。

参考文献：

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