【摘 要】
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浅部矿产资源开采殆尽,深部、难采矿体成为资源开采的主要对象。开采深度增加,覆岩层自重应力与构造应力均随之增大,深部围岩在高应力下可能发生脆-延转化,导致围岩稳定性下降、位移凸显、地压显现加剧等工程灾害频繁发生,危及开采安全。特别是浅部资源开采过程中积累的知识及经验,已经不足以支撑深部开采过程面临的大部分工程问题。因此,深部开采过程需要加大监测工作,更广泛的收集监测信息,并建立有效的监测信息管理机制
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费资金资助(N160107001):深部金属矿山开采过程集成可视化、协同预警与动态优化方法研究; 国家重点研发计划子课题资金资助(2018YFC0604405):基于增强现实无人采矿作业支持技术;
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浅部矿产资源开采殆尽,深部、难采矿体成为资源开采的主要对象。开采深度增加,覆岩层自重应力与构造应力均随之增大,深部围岩在高应力下可能发生脆-延转化,导致围岩稳定性下降、位移凸显、地压显现加剧等工程灾害频繁发生,危及开采安全。特别是浅部资源开采过程中积累的知识及经验,已经不足以支撑深部开采过程面临的大部分工程问题。因此,深部开采过程需要加大监测工作,更广泛的收集监测信息,并建立有效的监测信息管理机制。而如何充分利用多元、异构、动态、海量监测信息,并挖掘数据中的相互联系,进行深度融合,开展协同分析是深部开采过程需要解决的关键问题。基于此,本文开展了开采过程监测信息的集成可视化与协同管理研究,主要工作如下:(1)针对大部分矿山网络难以支撑监测数据实时传输问题,开展了矿山多工况条件下监测数据的实时传输技术研究,分别针对井下-井下、井下-井上、井上-云端数据间的传输机制,实现了开采过程多源监测数据的实时传输。(2)基于多源数据深度融合需求,设计了云端数据存储架构,提出了基于时-空信息确保数据集有序关联的解决方案。依托矿山生产实际,开展了多源监测设计,完成了数据库的结构设计、数据表的设计和字段设计,保证了数据安全、高效存储。(3)基于B/S架构和云服务器平台,将开采过程监测系统布置于云端高效服务器,保证了系统的远程、稳定服务;以Apache ECharts为可视化逻辑基础,根据监测对象不同,提出了线性关系数据动态交互可视化方案、插值数据云图可视化方案、基于交互式对比分析数据可视化方案以及历史数据动态复现和按需导出,实现了多源数据动态集成可视化。(4)依托山东某矿山对研发的开采过程监测信息集成可视化与协同管理系统开展了现场应用,应用结果表明系统稳定、可靠,具备高兼容性、高扩展性、高稳定性,监测结果可视化效果直观。系统具有强化监测数据实时在线分析的意义,为大数据时代矿山信息化建设提供数据支撑。在监测系统多样化的矿山开采过程中,能够起到避免系统繁多造成的“数据鸿沟”和“信息孤岛”状况,提高矿山监测信息利用率。
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