数字矿山数据库_模型及三维可视化平台的开发

1、4结束语煤层气的赋存的前提条件是要有良好的封闭条件。因此,煤层的吸附性和顶底板的渗透性是影响煤层气赋存的重要因素。研究含气煤层的赋存条件,找到或预测出煤层气含量较高的地段,具有重大意义。同时,水文地质条件、断层、褶皱等地质因素是影响煤层气运移的重要因素。对于那些承压水封堵气藏保存条件好,煤层连通性好,构造封闭,压力封闭的地段,煤层气的富集程度最好,是勘探重点。参考文献1冯三利.2006我国煤层气开发利用现状、产业发展机遇与前景M.中国煤层气开发利用技术进展.北京:地质出版社,P2-8.2费安琦,雷怀玉等.2006.中国石油煤层气勘探开发实践及发展战略M.中国煤层气开发利用技术进展,北京:地质出

2、版社,P9-13.3万玉金,陈孟普.浅谈煤层气藏保存条件J.中国煤层气,(1:,31-374付永乾,支光辉等.2007.地质因素对瓦斯赋存及分布的影响J.安全生产与监督.(1:30-315刘阳华,曹立刚等.2002.煤层气与地下水的赋存及运动特征对比J.中国煤田地质,14(2:31-33作者简介田乾乾(Tian Qian-qia,男,1987年生,本科,现于中国矿业大学资源与地球科学学院学习。(收稿日期:2009-1-3The Control Factors and Existence Features of CBMSchool Of Resources And Earth Science,C

3、hina University Of Mining And Technology TIAN Qian-qian,HUANG Jian-liang,NIU HuanSchool Of Computer Science And Technology China University Of Mining And Technology LI Hai-yang Abstract Based on the research experience of CBM for resent ten years,we summed up the control factors and existence featur

4、esof CBM.This article main analyzed the existence features of CBM in coal bed,by research the control factors of CBM,brought some universal laws about the storage of CBM,and provide some reference suggestion for the CBM exploration.Key words CBM Existence Features Control Factors数字矿山数据库、模型及三维可视化平台的开

5、发中国矿业大学矿业工程学院李许伟匡中文赵红超中国矿业大学安全工程学院应承静摘要首先对国内外数字矿山研究状况进行了介绍,然后指出目前存在的一些问题和不足,并提出了开发数字矿山数据库、模型及三维可视化平台的技术路线。对正在为实现数字矿山而努力的决策者和工程技术人员提供一些参考。关键词数字矿山数据库可视化信息数据结构1背景资源开发与环境维护问题是当今世界共同面临的重大问题,合理、有序、安全地开发矿产资源是保持经济增长和维护生态环境的保证。数字化和可视化技术应用到矿业工程中,将为矿山建设和资源开发提供有力的支持,可以有效地管理矿山工程地质的海量数据信息,提高地质资料的利用效率,根据地质信息采用数字化和

6、可视化技术建立三维矿山地质模型可以为矿业生产和环境保护提供依据。1988年美国前副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:21世纪认识地球的方式”的讲演,提出了“数字地球”概念,引起了科学界的广泛关注。数字矿山作为数字地球、数字中国的一个重要组成部分,也在中国的采矿中发挥着越来越大的作用。自1999年首届“国际数字地球”大会上提出了“数字矿山(Digital mining ,DM ”概念以来,DM 的思想已开始深入人心,DM 科学研究与技术攻关已悄然兴起。国内外专家和学者在数字矿山或者智能矿山方面做了大量的研究工作,并取得了丰硕的成果。所谓DM ,是“在统一的数控框架下,对真实矿

7、山整体及其相关现象的统一理解、表达与数字化再现,是数字矿区和数字中国的一个重要组成部分”。数字矿山的核心是在统一的时间参照与空间框架下,科学有序地组织、管理、维护和通过真三维可视化表达等不同手段获取海量、异质、异构、多维、动态的矿山信息,并建立矿山信息的分布式共享、协同与利用机制,形成多种灵活便捷的数字方法与模拟工具,最大限度地挖掘和发挥矿山数据的潜能和作用,并贯穿于矿山规划、生产、经营与管理的全过程,保障矿山的科学决策与现代管理。2国内外研究现状2.1国外研究现状在应用研究方面,采矿业发达国家的矿山信息化改造已经迈出了坚实的步伐,加拿大国际镍公司利用激光陀螺仪和激光扫描仪在水平和垂直面上扫描

8、矿山巷道的断面,进而产生巷道的三维结构图,澳大利亚CSIRO 已经集成了钻孔、三维地震、地质、测量、地震、重力、地球物理等真三维数据煤矿虚拟环境,并实现了三维数据的解释、验证和认知。在系统软件79··开发方面,自20世纪80年代以来,国际上许多著名地质采矿软件公司相继开发了地下三维可视化方面的软件,如法国Nancy大学的GOCAD英国的DataM ine&Guiole,澳大利亚M aptek公司的Vulcan,加拿大Lynx公司的Lynx,美国M irrison-Knudson公司的地质软件包还有其它国家的如M inescape、M icromine、Survcad

9、、Whitle3D和4D等地质采矿软件,这些软件从矿床模拟、开采评估、设计规划、空间数据库的建立、三角网生成方法、三角网面模型构建方法、地质体边界的圈定和连接、储量计算方法、生产管理等多方面对数字化矿山的建设起到了巨大推动作用。2.2国内研究现状在应用研究方面,我国矿山信息化建设的现状是总体水平不高,在矿山数字化技术水平方面与发达国家相比,还有很大的差距。近年来我国在矿山信息化、数字化、智能化建设方面进行了大量研究工作。中国矿业大学等单位也相继开展了采矿机器人(M R、矿山地理信息系统(M GIS、三维地学模型(3DGM、矿山虚拟现实(M VR、矿山GPS定位等方面的技术开发和应用研究,并利用

10、国外软件如LYNX、Vulcan等进行了三维地质模拟体可视化技术的应用研究。在软件系统开发方面,我国和发达国家相比也有很大差距,但也取得了一定的成就。如开发完成的GEOTOOLS3.0、LeadingGIS、M APGIS、SUPERM AP系统等都具有三维可视化的模块。3数字矿山研究中存在的问题与不足经过了科研工作者的大量工作,矿山信息化和可视化的研究取得了显著的成果,但这一领域仍然存在很多问题亟待解决:(1数据管理方面。数据管理是数字矿山的运行基础,是系统中各种操作对象形成的依据。由于矿山数据量巨大,数据来源不同,数据格式差异大,缺乏较为统一的标准,因此数据库系统开发往往具有强烈的针对性,

11、移植性很差,阻碍了数据库应用的发展。(2数据模型及数据结构方面。目前常见的三维空间数据模型对于层状或似层状岩体的建模取得了很大的成功,对于空间形态不规则,受地质构造作用扭曲变形、错动的地质体的表达比较困难,或者说根本无法表达。(3三维地质建模和可视化与工程数值分析脱节。三维矿山地质建模是基于可视化技术的,其数据结构与工程数值模拟的数据结构有很大差异,以这种方法建立的三维地质模型难以进行工程数值模拟。4技术路线依托采矿工程学、工程地质学、计算机图形学、计算机几何学和数据结构等理论,将三维矿山地质建模与可视化技术与数据库管理系统结合起来进行研究,建立一个能够对海量矿山地质信息数据进行处理,能够根据

12、矿山地质信息进行矿区三维地质建模及可视化的矿山信息系统,并根据矿山工程实际的需要编制数值模拟接口,实现三维可视化与工程数值模拟的有机集成。技术路线图如下:5结语在数字矿山的建设中,应注意到有的系统需要其他系统作为基础或配套系统,例如,露天矿自动调度系统最好有模型系统、相关的优化系统和辅助设计系统与之配套,若单独建设,使用效率和效益会大受影响;优化系统需要辅助设计系统将优化结果变为可行方案。应先建设处于低层位的系统和易于实现且相对独立的系统,如已有数据的数据库及其管理系统、模型系统、辅助设计系统和管理系统。在现阶段,建设数字矿山需要的软件中,有的可以购买国内外现成产品,但数字开采系统中大部分软件需要现开发。图1技术路线图数字矿山是一巨大而复杂的系统,而且包含了当今世界的多种先进的技术理论,是一个全新的领域,当前还有许多基础理论和关键技术需要攻克。因此需要有计划有步骤地配合数字城市,在数字中国、数字地球的基础上实施数字矿山计划。同时应当认真分析当前国有矿山的具体情况,以矿山企业为主体,以政府和科研单位为指导,以技术创新和体制创新为车轮,载着数字矿山这个巨系统驶进数字中国的大厦!参考文献1朱磊.“数字矿山”架构的研究与进展.能源与环境.2007.52刘晓明,罗周全,孙利娟,张