三维信息系统方案

矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统

1 概述

针对矿井生产条件和工作环境随时空变化

的特点，为实现安全生产信息、工程信息和地质

信息综合查询和三维可视化，我们运用了集成强

大的三维造型、数据处理、三维动画及多媒体功

能为一体的平台，开发了我国第一套“矿井安全

生产综合管理三维可视化信息系统”，该系统将

矿井复杂的井巷工程、生产系统、安全监测信息

和地测信息通过三维图形逼真地表现出来。

矿井安全生产三维可视化综合信息系统

“矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统”不仅具有强大的二维和三维图形处理功能，而且支持网络数据库系统（Access，SQL Sever，Oracle），从而实现矿井安全生产信息与三维立体图形的共享，使公司领导、业务部门和安全监察人员能够及时了解和掌握各矿井生产运行情况、安全状况。本系统与通用的平面图形格式相兼容，因而可以充分发挥企业现有资源。本系统面向企业各级领导和技术人员，其界面友好，操作简单，而且是一个开放式的三维可视化系统平台，用户可以在这个平台上进行二次开发，创建自己需要的功能菜单，扩大用户的适用范围。

适用于矿井设计规划、生产调度、安全监察、企业形象展示、技术方案讨论以及职工培训等多方面。

2、主要功能

2．1 矿井二维、三维井巷工程辅助设计与工程预算系统 2．1．1 图形功能 （1） 利用已有工程图形或数据资源 ① 可直接调用AutoCAD 采掘平面图；

② 在工程导线变坡点上添加标高，生成三维导线图；

③ 利用地测导线点三维数据，自动生成

三维导线图。 （2） 井巷工程导线布置

根据设计三要素：导线方位、长度和坡

度，自动生成三维导线，并输出各点三维坐标，不需要人工计算，同样，使用鼠标即可完成导线闭合；

（3） 将矿井各种工程断面编号，生成工程断面与支护断面图库和断面参数数据库，用于信息查询；

（4） 选取导线，输入巷道断面编号，便可生成有断面形状的三维立体图，自动计算巷道总长度、各不同断面区段的长度及其工程量；

（5）任意剖切面和剖切体制作；

（6）工程三维实体图转换成双线图。

2．1．2 井巷工程信息查询功能

（1）三维井巷工程视图为矢量化图形，可任意放大、缩小和从任意角度进行观察；

（2）在视图中点击任意工程，自动显示该工程的名称、总长度、任意区段的长度、方位和坡度，任意点的三维坐标；通过修改坐标值改变三维图形的布置；

（3）可沿导线漫游，查看工程内部三维结构和设备布置状况；

（4）可查询总工程量、各区段工程量、工程长度、断面面积和断面图、各区段工程单价和工程用途；

2．1．3 工程概算

当输入每项工程的单价后，可以对任意一项工程或多项工程进行工程概算，自动生成概算报表，可列出各工程和不同断面区段工程的单价、单项工程费用和总费用。

2．2 矿井生产综合管理三维可视化信息系统

（1）生产信息输入与自动处理

①每日输入生产日常信息（如掘进头的日进尺、回采工作面的日进尺和日产量），可自动获得如下成果：

●输入的信息自动保存入采掘数据库进行管理；

●在三维矿井采掘立体图中自动按输入的数据更新各掘进头和回采工作面的位置；

●自动计算各掘进巷道的已掘工程量和剩余工程量，自动计算各回采工作面的已采储量、

剩余储量、回收率、当前位置工作面的采高和倾角。

（2）生产系统三维视图快速生成和动画

使用“矿井三

维井巷工程辅助设计系统”完成三维矿井视图后，根据矿井生产系统的现状，可以快速生成通风系统、安全避灾线路、运输系统、排水系统、供电系统的三维线路图，

标有线路运行方向，实现三维动画显示。 （3）生产信息查询 ① 单项工程生产信息查询

在三维视图中，点取任意采掘工程，自动显示该工程的生产信息。如点击回采工作面

时，自动显示该工作面当天的日进尺、日产量、回收率、工作面长度、倾角、厚度、已采储量、生产单位等。如果该工作面已回采结束，便会显示回采结束日期。对于掘进巷道生产信息的查

询也一样方便快捷。

在对话框中可以查询任何一天某项工程的生产信息，而且三维视图根据查询结果自动显示

查询日期那天的矿井生产状态，如工作面的回采位置、掘进头的位置及其生产数据信息。

②矿井总体生产状态查询

点击一个键，可以使矿井三维图形显示当前或过去某一天矿井实际的状态，如各回采工作面的位置和掘进头的位置

三维动画显示矿井生产、通风、运输、排水、避灾、供电等系统的运行线路。

③自动生成日报表和统计报表

根据查询需要，可以自动生成任何一天矿井生产日报表和任意时间段内的生产统计报表；

可以自动生成图表曲线，有10多种图表格式可供选择。

2．3 矿井地质与测量信息管理三维可视化系统

（1）根据等高线和断层轮廓线制作三维地层（含断层）立体图

（2）多地层体制作及任意剖切功能

（3）地测数据的处理和报表自动生成

地测部门的井下实测数据可提交系统进行处理，自动生成符合标准的地测成果报表。

（4）地测数据成图及设计修正

由地测数据自动生成三维工程导线图，该三维导线图反映了工程的实际空间位置，它与设计图有一定差距，通过实际导线和设计导线图在同一图中比较，可以方便修正设计图。

（5）钻孔图标与钻孔柱状图信息自动管理

使用“地质与测量信息”模块，可以快速生成钻孔图标，并与钻孔柱状图相对应。

（6）任意区域地质储量计算

在三维立体图

煤层中，任意划定区域，自动计算该区域的面积、体积、地质储量、平均倾角和厚度；在划定区域内还可以任意去除小区域（如矿柱）进行储量计算。

2．4 矿井安全监测信息管理与调度三维可视化系统 2.4.1 安全监测信息管理与查询功能

（1） 监测数据浏览

可以通过网页浏览各个联网的监测数据，在网页上使用表格访问当前数据和历史数据；报警数据用红色显示，异常（负漂、溢出等）数据紫色显示；可以与曲线同步实时显示。 （2） 曲线查询

可以在一个坐标内显示多个测点的历史曲线；可以放大曲线显示；可以打印曲线；鼠标跟踪显示曲线上每一点的数值和时间；可以用表格方式显示曲线的相应监测数据记录；显示最大、最小和