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山西:促进全省煤炭绿色开采

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万物皆可视
发布2022-05-19 16:55:50
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发布2022-05-19 16:55:50
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山西省政府办公厅印发了《关于促进全省煤炭绿色开采的意见》(简称《意见》),提出在确保安全的前提下,持续探索煤炭绿色开采技术路线,积极应用成熟技术,高标准建设不同类型的示范煤矿。

植物遗体经复杂的生物化学作用、地质作用转变而成的层状固体可燃矿产。它赋存于含煤岩系之中,位于顶底板岩石之间。煤层的层数、厚度、产状和埋藏深度等,受古构造、古地理及古气候条件制约。煤层的赋存状况是确定煤田经济价值和开发规划的重要依据。

通过钻孔数据和各种物探手段,我们可以获得矿区地层的多个断面信息。根据断面信息,利用插值算法(反距离插值 IDW 或者克里金插值),获得整个矿区的地层三维网格数据。利用图扑软件 Web 可视化引擎,将网格数据呈现到 Web 端,加强地质直观展示方式的空间拓展,挖掘隐藏的地质信息内容,提升数据应用价值。

图扑软件自主研发的 HT 是基于 HTML5 标准技术的 Web 前端 2D 和 3D 图形界面开发框架。提供从 SDK 的 API 组件库到行业图标和三维模型资源库。可以搭建多维度的可视化效果,让用户拥有更多可视化场景的选择。

服务器端

剖面数据和三维网格

剖面数据来自钻孔数和勘探数据。随着开采的进行,剖面数据需要持续修正。

通过插值算法算法生成三维网格。整个过程使用算法自动实现。管理员只需要按照规定格式上传开采数据即可触发网格生成算法,系统自动重新生成网格。

形成含煤岩系的沉积场所,主要是分布在各个聚煤期内的低洼盆地。煤层顶、底板岩石之间的垂直距离称煤层厚度。从勘探和开采角度把煤层厚度分为:①煤层总厚度,指包括夹石层在内的煤层全部厚度;②煤层纯煤厚度,指所有煤分层厚度的总和;③煤层可采厚度,指在现代经济技术条件下适于开采的煤分层的总厚度。按照国家有关技术政策,根据煤种、产状、开采方式和地区煤炭资源供需情况,以及地理条件规定的可采厚度下限,称最低可采厚度。达到可采厚度的煤层称可采煤层。地下开采煤层厚度分级一般分为:

①薄煤层,小于或等于1.3米;

②中厚煤层,1.3~3.5米;

③厚煤层,大于3.5米;

④特厚煤层,超过8米。

露天开采煤层厚度分级一般分为:

①薄煤层,小于或等于3.5米;

②中厚煤层,3.5~10米。

人工校正数据

系统前端提供模型编辑功能,允许用户修改模型,上传修改信息。修改信息存入服务器的人工校正数据库。

前端模型展示时,会自动加载三维网格数据和人工校正数据,呈现修正过的模型。

客户端

前端展示包含原始输入数据:钻孔信息和剖面信息。便于用户分析生成的三维网格数据是否合理。

三维模型和二维数据联动

用户点击三维模型时,页面自动连线对应的树形节点,便于用户快速查找信息。同理,用户点击二维树形节点时,页面自动连线对应的三维模型。

钻孔信息展示

钻孔信息可以在左侧看到总览,同时用户也可以在三维场景中直观的看到具体地层的位置。用户可以按任意方向裁切三维地层,观察地层的变化,保存裁切面图片。

剖面数据展示

模型裁切

网格显示与测距功能

模型编辑

前端用户可以编辑三维模型。用户可以调节编辑的区域大小,模型形变的方式。通过鼠标拖拽控制点调节模型形状变化。此时用户还可以修改形变曲线,三维模型实时同步变化。前端将模型的修改信息上传到服务器,保存到人工校正数据库。

形变曲线是一段贝塞尔曲线。图扑 SDK 引擎内置支持贝塞尔曲线的绘制,求交点等各种几何操作。强大灵活的 3D 引擎可以让用户轻松实现三维模型的呈现编辑功能。用户无需关心繁琐复杂的 WebGL 操作,可以将精力放到智慧煤矿的业务层,节省开发费用,加快开发进程。

系统难点

三维网格信息在服务器端由插值算法生成。比较密集的网格信息包含更多的细节,模型相对于断面信息失真小,但生成的数据量大,对网络传输和前端展示都有压力。

比较稀疏的网格数据量小,加载速度快,网页展示流畅。但细节信息不够,地层变化剧烈的区域模型和裁切面误差较大。

为了满足前端页面各种展示需求,服务器端采用金字塔式数据结构,按照不同的网格间距生成多个分辨率的三维网格信息。前端根据展示的分辨率需求和展示的区域,请求对应的网格信息。对于超出屏幕范围或者不可见的部分加以隐藏。

《意见》明确,山西省将有序开展绿色开采试点。在现有绿色开采试点基础上,将选择适宜的绿色开采工艺和技术、装备,高质量建设绿色开采示范煤矿,对已列入全国、山西省绿色矿山名录的矿井优先开展试点,引领区域内煤矿积极开展绿色开采。加快绿色开采技术创新,支持煤炭绿色开采领域科技创新平台建设,加强绿色开采前沿理论研究和装备、工艺、材料、技术攻关,促进产学研用相结合,不断提升绿色开采技术管理水平。同时,推进智能绿色深度融合,将智能化、云计算、5G和物联网技术与绿色开采充分融合,提高绿色开采效率,降低绿色开采成本,提高市场竞争力。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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