采矿新技术完整版

• 地理信息系统（GIS，Geographic Information System） 是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算 机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存 储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS 的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为“地理信 息服务”（Geographic Information service）。GIS是一 种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理 （简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成 图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地 理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等） 集成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信 息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业 单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
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3.GIS
• 简介 • 地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS） 有时又称为“地学信息系统”。它是一种 特定的十分重要的空间信息系统。它是在 计算机硬、软件系统支持下，对整个或部 分地球表层（包括大气层）空间中的有关 地理分布数据进行采集、储存、管理、运 算、分析、显示和描述的技术系统。
4. 3D技术
• 技术原理 • 放映机和播放器通过提高画面刷新率（为2D 放映的2倍刷新率），在同一台放映机上播放左右 眼画面，通过液晶眼镜的同步开关功能，让左右 眼看到不同的画面，产生立体效果。 • 优点 • 1、设备一次性投入低 • 2、采用普通高增益银幕，不影响2D电影放 映 • 3、光利用率相对比其他立体放映技术高（约 16%） • 缺点 • 液晶眼镜的价格较高，目前市场价约为100800美元一幅，运营成本较高
• 下图是GIS应用于采矿的图片
• 地理信息系统（GIS，Geographic Information System） 是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算 机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存 储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS 的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息 服务"（Geographic Information service）。GIS是一种基 于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简 而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和 分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分 析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集 成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信息 的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单 位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。
采矿计算机应用技术
1.矿山设计及科学计算
• 如建立矿床模型，计算矿床储量，进行矿 床品位评价，圈定露天矿境界，编制最佳 生产进度计划.
• 通过矿山生产过程的模拟以确定设备类型 和配比，通风网路设计，岩石力学研究和 爆破参数设计等。
2.生产过程的监视与控制
• 利用计算机的快速运算和逻辑判断能力， 对现代化矿山生产过程实行监控。主要形 式包括：①开环控制，即用电子计算机将 检测的信息加以处理，发出信号，由操作 人员完成控制动作；②闭环控制，即电子 计算机不仅参与信息处理，且直接对执行 机构发出控制指令，以完成控制动作。
• ANSYS 的技术涵盖多个学科领域。不论是 需要结构分析、流体、热力、电磁学、显 式分析、系统仿真还是数据管理，ANSYS 的产
• 品均能为各个行业的企业取得成功助一臂 之力。ANSYS 在所提供的工程仿真工具的 广度和数量上堪称绝无仅有。
ANSYS的采矿模拟图片
• ANSYS，Inc. (NASDAQ:ANSS)成立于 1970年，致力于工程仿真软件和技术的研 发，在全球众多行业中，被工程师和设计 师广泛采用。ANSYS公司重点开发开放、 灵活的，对设计直接进行仿真的解决方案， 提供从概念设计到最终测试产品研发全过 程的统一平台，同时追求快速、高效和和 成本意识的产品开发。
• 4.丰富的查询功能
• 设备定位搜索功能，能立即找出某个或某 类设备的安装位置及状态和监测数值； 可显示巷道的通风情况； 可在重点关注区域自由切换； 地图导航功能，可显示当前的视角位置， 并可快速进入任意巷道内部。
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• 系统功能 • 1.强大的3D效果和数据兼容性 • 强大的数据转换功能：可通过煤矿提供的CAD巷 道数据，自动转换成三维的仿真巷道； • 3D设备的挂接：根据煤矿的实际情况，可在已生 成的3D巷道基础上，对巷道中的各类设备进行 “挂接”操作； 数据快速接入：系统采用统一的数据接口标准， 煤矿中各监测设备的状态和监测值都可以接入到 本系统中来。系统可以实时显示当前设备运行状 态和监测值，能最大程度地模拟整个煤矿井下各 大系统的实时工作情况。
• FLAC3D有以下几个优点： • 1.对模拟塑性破坏和塑性流动采用的是“混 合离散法“。这种方法比有限元法中通常 采用的“离散集成法“更为准确、合理。 • 2.即使模拟的系统是静态的，仍采用了动态 运动方程，这使得FLAC3D在模拟物理上的 不稳定过程不存在数值上的障碍。 • 3.采用了一个“显式解“方案。因此，显式 解方案对非线性的应力-应变关系的求解所 花费的时间，几乎与线性本构关系相同， 而隐式求解方案将会花费较长的时间求解 非线性问题。而且，它没有必要存储刚度 矩阵，这就意味着；采用中等容量的内存 可以求解多单元结构；模拟大变形问题几 乎并不比小变形问题多消耗更多的计算时 间，因为没有任何刚度矩阵要被修改。
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• 简介： • 目前，在全球的电影院里商用化的3D放映技术主 要包括主动立体和被动立体两种，近期，一些公 司又推出采用RGB粉色技术的光谱立体放映技术 （INFITEC）。 • 3D成像是靠人两眼的视觉差产生的。人的两 眼之间一般会有8厘米左右的距离，要让人看到 3D影像，必须让左眼和右眼看到不同的影像，两 副画面图片 • 3D摄像机实际有一段小差距！也就是模拟实际人 眼观看时的情况。这样的才能有3d的立体感觉。
1.FLAC 3D
• 简介 • FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua） 由美国Itasca公司开发的。目前，FLAC有二维和 三维计算程序两个版本，二维计算程序V3.0以前 的为DOS版本，V2.5版本仅仅能够使用计算机的 基本内存（64K），所以，程序求解的最大结点 数仅限于2000个以内。1995年，FLAC2D已升级 为V3.3的版本，其程序能够使用护展内存。因此， 大大发护展了计算规模。FLAC3D是一个三维有 限差分程序，目前已发展到V2。1版本。
• FLAC3D的不足之处： • 1.对于线性问题的求解，FLAC3D比有 限元程序运行得要慢；因此，当进行 大变形非线性问题或模拟实际可能出 现不稳定问题时，FLAC3D是最有效的 工具。 • 2.用FLAC3D求解时间取决于最长的自 然周期和最短的自然周期之比。但某 些问题对模型是无效的。 • 3.前处理功能较弱，复杂三维模型的建 立比较困难。
• 2.多样的视觉漫游模式
• 飞行模式：可以360度浏览查看整个煤矿巷 道的情况；
• 第一人称巡检模式：在巷道内，模拟人员 进入巷道内自由行走； 巷道揭顶模式：当漫游时，可揭开巷道的 “顶盖”，展示巷道内部的情况。 •
• 3.实时的数据监测 • 发生报警时，弹出提示框，报警声音同时 响起，在设备、地图上以“警灯报警”的 方式体现出来。同时，显示监测值和环境 数据，方便定位和处理； 结合人员定位系统，可查看人员的位置， 巷道内人员情况，人员运行轨迹； 与井下视频监控系统结合，在系统中通过 点击对应位置上的虚拟摄像头图标，即可 显示实时的井下视频画面。 •
Flac 界面
• FLAC应用：
–岩土力学分析，例矿体滑坡、煤矿开采沉陷预测、 水利枢纽岩体稳定性分析、采矿巷道稳定性研究 等 –岩土工程、采矿工程、水利工程、地质工程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.ANSYS
• 简介 • ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、 声场分析于一体的大型通用有限元分析软 件。由世界上最大的有限元分析软件公司 之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD 软件接口，实现数据的共享和交换，如 Creo, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中高级CAE 工具之一。矿山模拟多用于矿井通风。
3.矿山经营管理
• 将矿山信息传输－处理系统与以优化决策 方法为基础的应用软件结合起来，组成具 有管理功能的信息系统，其中包括地质资 源、计划管理、生产调度、质量控制、设 备维修、供应与仓库管理、销售、财务、 劳动、能源、环境保护等子系统。
矿山应用的软件
• 1.FLAC 3D • 2.ANSYS • 3.GIS • 4. 3D技术
煤矿井下3D仿真系统
• 系统简介： 煤矿井下3D仿真系统，是根据煤 矿提供的平面CAD图经过系统的筛选，提炼出关 键数据再经过算法优化处理，自动生成煤矿井下 的三维巷道模型。这个模型就是一个平台，它可 以把煤矿井下各工业子系统通过我们提供的数据 交换标准接入到这个平台来进行展现。如系统的 安装位置、设备类型、设备状态、即时监测值等， 让用户在一台电脑上就可以掌握整个煤矿井下工 作的实时状态。