0 引言

作为一个煤炭资源的开采国，中国每年的煤矿产量可以达到世界的一半，就煤炭资源消耗而言，中国能源消耗总量的60%是煤炭资源。为了进一步提高我国煤炭资源开采的便捷性和智能化，建设智慧煤矿势在必行。在这个环节中，相关工作人员需要为基于科学的可视化矿井建设技术的智能开采做好准备。

1可视化矿山的发展状况

目前，可视化矿山的概念已经得到了国内外学者的认可，学术界对智能采矿技术的研究也不断深入。可视化、数字化、智能化技术在智能采矿方案制定中得到广泛应用，可视化矿山建设方案也在不断完善。矿井建设可视化需要实现数据、模型、场景和沉浸的可视化，应实现基于仿真和采矿理论模型的设计、开采和生产调度的可视化和数字化集成操作。然而，目前的可视化矿山建设存在以下问题:首先，现有的三维模型存在局限性。修改后的模型不能实现完全可视化，只能提供部分真实性可视化和示意图可视化，因此其应用教学意义大于实际开采模拟意义，不能真正为煤矿开采和生产提供有效的指导和反馈。其次，仿真模型单一。目前仿真的可视化模型不具备任意切换场景和无限漫游沉浸的可视化功能，其可视化目的仍需通过摄像机来实现。而且仿真可视化水平较低，呈现方式非常简单，无法实现人机交互可视化。最后，设备智能化水平不高。矿井建设中的智能设备在判断具体问题时无法支持基于专家系统的操作，数据采集和动态处理能力较弱，大数据技术的作用没有得到有效发挥，甚至智能设备的发展也缺乏正确的引导。

构建虚拟矿山的2项关键技术

矿山可视化的建设依赖于大量的先进技术，不仅包括可视化技术、智能技术和互联网技术，还包括大数据处理技术、云计算技术、物联网技术等信息技术。在运营过程中，需要完成系统化的可视化建设和信息管理服务，以满足智能开采的要求。在这种情况下，可视化矿山建设的发展方向应该是数据可视化、模型可视化、场景可视化和沉浸式可视化。运营期间，需要分别建设大数据数据库、模型数据库、场景数据库和漫游数据库，实现文档、关系数据、测量模型和机械设备模型数据的有效记录，开发采掘运输场景、应急调度场景和主被动动画游览，实现基于一体化运营平台的有效管理。基于此，在这一环节中，可视化矿井建设人员必须做好关键技术的选择和应用。

2.1三维仿真模型

可视化矿山建设集成了许多先进技术，先进技术的集成使智能采矿目标的实现成为可能。大数据、智能监控等技术是可视化的基础。具体实现过程是将子单元和结构定义为块模型，然后通过三维技术的应用，存储和计算矿空之间的数据，并在此基础上建立模型。最后，微观数据将呈现在观众面前。根据开采过程中的液体和气体形态，软件可以利用自身的渲染功能增强气体的可视化表达。因此，在虚拟矿山建设中，三维矿山仿真模型的应用非常重要，这也是虚拟矿山建设实践中最关键的技术。在作业过程中，三维仿真模型是基于矿区的测量数据和地形，包括采掘工作面和矿井。同时还可以模拟动态开采过程，为技术人员设计科学的开采方案创造有利条件。基于三维坐标数据，可以创建可视化的开采模型，进而实现煤矿开采过程的可视化仿真，为提高生产的科学性和安全性奠定基础。例如，模型建立后，工作人员通过观察模型就可以掌握空巷、煤柱、煤层间距的位置和大小。

2.2专家决策系统

在目前的煤炭开采过程中，很多技术问题只有通过专家的深入研究才能解决。但是，由于目前的可视化矿山建设中设备缺乏智能性和功能性，这一要求并没有得到满足。因此，可视化矿山建设者必须应用专家决策系统，为更加科学、高效地解决煤矿开采问题提供帮助。该技术的应用可以从多元化的研究领域和层面分析挖掘问题的原因，并通过权重划分和理论支持展示针对性的解决方案。比如根据重量，开采过程中的工作参数如埋深、倾角、支架工作阻力等。通过搜索主因素，在已有数据库中搜索出适合度最高的加工方案，为更安全、更高效的生产提供指导。

2.3动态处理技术

煤矿开采中质量因素较多，生产环节的分配和管理相当困难。为了保证可视化矿井的建设效果，需要在作业环节中加入动态处理技术，借助大数据处理系统，实现生产数据的全面采集和处理，提高三维建模、支护设计和应急数据的准确性和实用性。同时，应通过数据网格化和数据融合的方式实现情境化的数据管理，以保证系统做出的数据呈现的准确性和高效性。当然，在应用动态处理技术时，相关工作人员也需要合理应用调配系统。系统应具有实现煤矿开采全过程部署的能力。它可以根据地质构造差异，调整通风阻力、煤炭日产量和运输能力、支护阻力阈值，从而提高可视化矿井生产的有效性和科学性。

2.4风险识别和预警技术

为了提高煤矿开采的安全性，需要在作业中高质量地识别和预防危险源。因此，在虚拟矿井建设中，风风险识别与预警技术是必不可少的。由于煤矿开采中干扰因素太多，风险源的类型也非常多样。为了有效地进行风险防控和安全防护，需要借助各种监测监控设备对煤矿生产环节进行全面监控。例如红外成像仪、通风监控设备或瓦斯粉尘监控设备等。不仅如此，相关工作人员还应制定明确的安全管理标准和监测预警指标，有效防控危险源。比如制定了矿区空之间的温度场、应力场、电磁场等指标，实现了矿区数据的深度挖掘和控制，理顺了它们之间的关系。同时，基于大数据和云计算技术，进行有效的数据处理，为风险识别和预警奠定基础。

2.5数字化集成操作平台

建设虚拟矿井的根本目的是实现煤矿开采的系统高效管理，为提高日开采量、提高开采安全性、降低开采能耗提供条件。在实践中，需要对采矿中的所有工作进行综合管理和调度，以发挥虚拟矿山的基本作用。因此，需要构建数字化综合运营平台，实现数据信息的有效采集、存储、处理和推送，完成综合调度和监控，及时接收安全报警，制定有针对性的解决方案。此时，技术人员应本着安全可靠的原则设计数字化综合作业平台，确保平台具备提供多样化检查处理手段的能力，并能保证数据信息的安全可用。例如，应用基于SOA组件的技术框架，采用XML规范作为信任交互的标准，依托国内外优秀厂商的先进经验和成熟的软硬件支撑平台，构建可视化矿山数字化集成运营平台。此外，在建设数字化综合运营平台的过程中，要加强系统的可扩展性，为系统的后期开发和功能创新提供便利，通过增加系统的适应性和适应性，为数字矿山的有效建设提供保障。

3结论

综上所述，现阶段的可视化矿山建设，存在无法实现完全可视化，其仿真的可视化模型智能实现了原理图虚拟仿真，装备智能化水平不高。因此，相关工作人员应加强三维矿山仿真模型技术、专家决策、动态处理、数字化集成操作、危险预警识别等关键技术的应用，有效提高可视化矿山的建设质量和效率。