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產品介紹

iCoal 數字采煤平臺

數字采煤系統平臺是基于DIMINE數字采礦軟件系統平臺核心技術構建,地質、測量、采礦與生產計劃業務集成的三維數字采煤作業平臺。

  • 產品簡述
  • 主要功能
  • 特點與特色
  • 應用價值
  • 案例介紹

一、地質應用

       地質方面的主要功能包括建立地質工程數據庫煤層模型、儲量統計、煤質與瓦斯分布分析等。隨著生產期間勘探工作的開展,進行礦體的二次圈定,從而快速更新現有煤層模型,并利用勘探數據,運用地質統計學方法對煤層模型進行煤質和瓦斯賦存分析以及儲量計算。通過各種地質數據的綜合顯示,有助于對礦體空間展布和礦體與勘探工程的空間關系清晰的了解。
可輸出常用圖件:單孔柱狀圖、綜合柱狀圖、煤層小柱狀、煤巖層對比圖等。

地質數據管理應用

二、測量應用
測量數據三維建模

       讀入外部數據,進行測量數據三維建模,包括地下礦井巷三維建模、露天礦測量數據建模。以真實反映測量工作進程,為精確計算掘進量、方量提供基礎。 

填挖方量計算

    提供了三角網法、網格法、剖面法、離散塊段法四種方法進行填挖方量計算。

填挖方量計算

地下采礦應用

掘進工程管理

iCoal掘進工程管理是以數據庫引擎為基礎,將測量計算成果與測量臺賬統一管理。通過讀取硬件設備數據或者其他數據庫數據,導入到工程數據庫中。從工程數據庫中提取數據進行導線計算,計算成果再次更新工程數據庫中,三維可視化平臺可以將數據庫數據展示為二維或三維數據,可通過輔助計算將測量數據庫的特殊數據進行優化處理,便于測量工程師開展測量工作。

掘進工程管理體系

導線成果計算

導線成果計算的形式有:支導線、附合導線、閉合導線、復測支導線、復雜支導線、垂高平距支導線。

輔助計算應用

結合已有測量導線數據,實現了貫通預計、方向交會、后方交會、巷道立交計算、巷道放樣計算、成果整理等功能,解決了導線測量的平差、貫通測量的評價問題、不通視情況下的測量計算問題、臺賬的綜合管理問題。

iCoal主要對礦床開采系統中豎井、斜坡道、水平運輸平巷、溜井、硐室、車場等工程進行設計。其設計過程中體現了智能化、可視化、參數化的思想,設計過程簡單、直觀,使設計人員從繁重的制圖中解脫出來,從而能將更多的精力放在方案的比較和優化上。

中心線設計:井巷工程設計(包括井底車場、采區車場的參數化設計)。
斷面設計:巷道凈斷面的設計及支護設計。
雙線及實體:根據中心線自動生成巷道邊線、聯通巷道。
標注成圖:自動標注、生成含有坐標表和工程表的設計施工圖。

開采設計

主要實現了對于整個礦井的煤層進行快速的工作面劃分、對開采帶區或盤區工作面按每月進度快速劃分并輸出進度表格。

采掘接續應用

iCoal 數字采煤系統平臺提供了自動編制采掘計劃的功能, 將儲量塊段、巷道統一管理,構建待采工作面與巷道之間的拓撲關系。系統結合礦井工作關系,工作面之間地質條件約束關系,輸出采掘接續結果,以圖表與動畫的形式表達結果,實現采掘接續的自動編排與方案優選。

采掘接續數據準備: 表格數據及GIS圖形數據準備。
計劃編制:以準備數據為基礎,自動編制生產進度計劃。
報表定制:用戶可自定義生產計劃報表輸出形式。
結果輸出:Excel報表自動生成,并將結果數據輸出為結果動畫等形式。

采動治理工程

主要實現開采前對地表保護煤柱范圍的計算和待采工作面的地表沉陷影響預計,進行地質災害的預測和預警。
標準化:嚴格按照保護煤柱的設計標準計算。
結果輸出:自動輸出壓煤范圍,地表沉陷范圍。

瓦斯突出預報

主要實現以瓦斯變化評價指標進行瓦斯突出危險輔助預警,主要評價指標有:頻次變化評價、移動平均線評價、方差評價等。

礦壓模擬

煤巖層劃分為四面體或六面體,并將劃分后的數據導入到FLAC3D中的接口,從而彌補力學分析軟件建模能力弱的缺點。解決了褶曲倒轉煤層應力分析數據準備的難題。

境界優化

iCoal 露天開采境界優化功能采用LG圖論法進行露天境界優化,求出經濟價值最大的最終開采境界和對最終開采境界進行敏感性分析。

露天坑設計

iCoal 露天采場設計功能基于參數化設計思想,采用自動擴展與手動調節相結合的方式進行設計,設計工作簡單、輕松。

具有如下功能特點:
1.根據道路參數及指定道路起點、自動擴展道路及臺階;
2.支持排土場和露天坑的雙向擴展;
3.支持地表、煤層底板的約束擴展。

道路設計

依據設計要求,如道路坡度、路面寬度、路肩寬度、轉彎半徑、彎道超高加寬、挖方坡度、填方坡度、計算填挖方工程量,快速繪制施工橫斷面圖、施工縱斷面圖、彎道超高加寬參數表等。

年計劃編制

結合露天礦生產設計,要求通過設定邊坡參數,根據年計劃的目標,自動進行年終現狀計算。軟件結合地質統計學方法進行儲量計算,主要考慮的目標參數有:目標煤量、剝采比限制、開采臺階及端部臺階的臺階高度、地表約束條件等,采用自動推進的方式進行計算。

具有如下特點:
1.考慮臺階在現有地表上的尖滅要求;
2.自動輸出符合要求的計劃圖;
3.自動輸出報表(含開采煤量,每個臺階的剝采量等信息)。

采剝計劃編制功能根據國內編制露天礦短期采剝計劃的工作流程,實現了在虛擬采場環境下模擬手工編制采剝計劃的功能。

具有如下特點: 
1.根據臺階推進線,自動生成采掘帶并報告煤巖量;
2.調整采掘帶時,實時動態報告相應指標;
3.根據推進線自動修改現狀圖;
4.實現中間溝和靠幫溝的開挖方量;
5.實現斜坡道填挖方量的自動計算;
6.直接輸出符合礦山習慣的采掘計劃編制圖。

儲量報表

露天爆破設計

通過指定孔距、排距、延邊距、超深、抵抗線等參數設計炮孔,自動生成三維炮孔,并創建炮孔數據庫,可導入現場實測的炮孔數據。輸出結果:生成爆破區域、自動計算放樣點、設計起爆網絡、根據爆破參數計算爆破的影響區域;生成放樣點觀測表;定義起爆延時參數、設計起爆網絡;生成三維起爆網絡和起爆順序表格。

露天礦配礦

爆堆品位估值:根據炮孔巖粉化驗數據,用距離冪反比插值法估計爆堆煤質分布,作為配礦計算的基礎;可以載入實測炮孔數據和爆破區域輪廓,定義區域分塊大小和采掘推進方向,估算煤質分布,并可以擬定多套方案進行對比優化。
自動配礦優化:根據計算出的爆堆煤質分布,利用混合整數規劃模型在多個爆堆之間進行優化計算,得出最優的配礦方案。根據設備推進方向和鏟斗旋轉半徑模擬采掘范圍,優化目標為出礦量最大;約束條件包括礦量、煤質要求、優化期數及自定義的其他約束,生成結果報表和三維采掘實體。

配礦結果

● iCoal 數字采煤系統平臺是服務于地質、測量、采礦業務的設計軟件,其目標是為礦山提供生產計劃、開采設計的最優解決方案;
● iCoal克服了傳統設計軟件只能使用礦體單一或部分信息作為設計基礎的弊端,將礦山自然對象和人工對象的全息模型作為其基礎的設計元素,革新了礦山設計模式,并且通過對這些數據的統一管理,進行地質、測量、采礦、生產計劃等礦山全生命周期技術、生產、管理工作;
● 在采礦前期管理地質勘探數據、測量數據及其他資源信息,并在此基礎上進行開采設計;在采礦過程中,對礦山生產計劃進行編制并對其測量數據和生產勘探數據進行動態管理;采場采礦結束后可進行相關經濟參數的統計,實現對整個采礦過程的全生命周期管理;
● iCoal 數字采煤系統平臺是基于中國用戶的實際需求開發,具有完全自主知識產權,全中文操作界面,更適合中國工程師使用;軟件操作簡單,容易上手;
● 軟件具有較好的數據兼容性, 與國際上主流的三維礦業軟件或其他相關軟件可以方便地進行數據交換, 包括MapGis、 AutoCAD等。

● 采用大型商用數據庫管理礦山多源數據實現了礦山數據的同步、共享與安全,有效解決了多用戶協同作業的難題;
● 二維與三維完全兼容(采用統一的數據,便于數據管理;統一的交互模式,便于用戶交互;統一的開發模式,便于二次開發);

● 塊段模型采用 “賦值時”變塊技術,實體模型邊界次分策略隨規模不同而不同,從而實現模型屬性不斷優化、更新,達到不斷精細化的目的; 采用“查詢時”變塊技術,可實現巷道、采場等“小”目標對象量的精確統計;

對礦山地形、煤層模型、井巷模型進行三維建模,解決了二維圖紙下設計不準確,空間關系不清晰的缺點;提供快捷、方便的工作面設計模式,解決了三維空間中精確設計的難題;
● 獨有的二維/三維數據共享設計,簡化了工程圖的圖表制作方法,實現了三維礦業軟件由幾何建模到開采設計建模的跨越;
● 采用GIS數據管理技術,實現了屬性和空間信息的雙向查詢、邏輯表達式查詢等;
● 與迪邁MPS系統進行數據共享,用iCoal 數字采煤系統平臺生成的生產計劃數據、測量作業數據,可直接在MPS系統中調用和展示。

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基于平臺+插件的體系結構,為系統擴展、集成及二次開發提供了強有力的開發平臺:接口豐富、開發靈活、可擴展性強;
● 功能完備的爆破設計功能:爆破邊界自動劃分與提取、參數化布孔與裝藥、施工卡片自動化生成等;
● 三維環境下的設計成果自動化成圖;
● 完全貼合煤炭行業實際的儲量計算、生產設計方式;
● 自動化編制生產計劃,解決煤礦采掘接續編制復雜、繁瑣的問題;
● 快速建立煤層模型,解決三維軟件地質體更新的難題;
● 結合地質統計學與煤礦特點的儲量統計方式。

一、地質應用場景                  
    通過勘探數據庫形成,建立礦區基礎地質儲量數據,然后通過不斷的勘探與更新,保證了礦山的整體煤巖層狀態的統一性。除此之外還可能有以下應用場景:
    精確表達煤層模型。
    對于儲量的精確劃分。
    對于三量的控制。
    向相關部門提交成果資料,輸出地質圖件。
 二、測量應用場景
    在進行測量數據管理時,當取得經緯儀等儀器的數據,通過導線計算形成成果數據,存儲入數據庫。通過不斷的應用,形成整個礦山的測量數據庫臺賬。除此之外還可能有以下應用場景:
    井巷掘進設計時計算掘進煤量。
    巷道貫通掘進時進行貫通預計。
    當測量不通視時,使用輔助計算后方交會、前方交會相關功能。
    輸出測量相關圖件,向相關部門提交。
 三、生產計劃應用場景
    通過地質數據和測量數據的統一管理,為保證礦山采掘平衡,需要編制生產計劃,即可以使用iCoal系統進行編制,從而快速輸出生產計劃結果,包括生產進度表、礦井生產進度圖形。
    年末露天礦山一般都需要進行露天年計劃的編排,利用iCoal平臺可以進行露天長期計劃的編制,在考慮露天臺階參數,目標儲量,剝采比限制的前提下,計算露天中長期計劃境界,并輸出符合礦山實際的平面圖形及儲量報表。

 

iCoal 數字采煤系統平臺的應用,極大地改善和提高了地質、測量、采礦工程師及企業管理者在生產管理過程中的技術信息交流和工作效率,實現了礦山地質和測量工作的精細化管理,采礦設計與優化變得更加容易,提高了礦山企業的技術及生產管理水平。

山東某煤礦
山東某煤礦為一個井工開采煤礦,主要完成了鉆孔勘探數據庫建立井巷工程、煤層斷層和基巖建模、工程出圖等基礎工作,最后利用這些基礎數據進行了礦山生產計劃的編制。

鉆孔數據庫

煤層斷層

工程出圖

生產計劃

新疆某煤礦

新疆某煤礦為露天開采煤礦,主要完成了鉆孔數據庫構建、煤層建立、Voronoi儲量劃分、地表、露天坑建模以及自動進行柱狀圖和煤巖層對比圖輸出等。 

鉆孔數據庫

煤層建立及Voronoi儲量劃分

露天坑建模

柱狀圖

煤巖層對比圖

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