在國家礦山安監(jiān)局等七部門發(fā)布《關于深入推進礦山智能化建設促進礦山安全發(fā)展的指導意見》，明確 2026 年需建立完整礦山智能化標準體系、實現(xiàn)多維度智能應用的背景下，智慧礦山成為礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級關鍵方向。依托自主研發(fā)的 HT for Web 系列產(chǎn)品，從技術開發(fā)層面構(gòu)建覆蓋礦山多場景的數(shù)字孿生解決方案，無需依賴任何第三方插件，為礦山全要素智能感知、分析、決策與控制提供技術支撐，助力礦山達成安全高效開采與降本增效目標。

一、三維地質(zhì)建模的技術開發(fā)實現(xiàn)

地質(zhì)數(shù)據(jù)作為礦山資源評估、采礦設計及智慧礦山構(gòu)建的核心要素，其采集與建模的技術實現(xiàn)質(zhì)量直接影響后續(xù)礦山運營決策。

1.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)整合技術模塊開發(fā)

基于 HT 技術搭建的監(jiān)控平臺，重點開發(fā)多源數(shù)據(jù)融合模塊：

? 整合地形地貌、地質(zhì)礦產(chǎn)、探礦工程等靜態(tài)要素，以及各階段勘探動態(tài)數(shù)據(jù)；

? 自主研發(fā)數(shù)據(jù)處理算法，實現(xiàn)多源異構(gòu)地質(zhì)數(shù)據(jù)的清洗、匹配與關聯(lián)；

? 設計迭代更新機制，支持根據(jù)新勘探數(shù)據(jù)實時調(diào)整模型參數(shù)，優(yōu)化地質(zhì)情況還原度與預測準確性。

1.2 三維地質(zhì)模型構(gòu)建核心技術

確立 “關鍵地質(zhì)數(shù)據(jù)驅(qū)動建模” 思路，分步驟實現(xiàn)技術落地：

? 開發(fā)數(shù)據(jù)解析模塊：將鉆孔數(shù)據(jù)、剖面線信息、煤層頂?shù)装鍏?shù)、斷層線等轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化建模數(shù)據(jù)；

? 研發(fā)復雜切割與邊界填充算法：完成不同地層表面精確切割運算與邊界完善，生成完整礦體三維模型；

? 針對煤礦場景優(yōu)化：開發(fā)極復雜地質(zhì)條件下近距離多煤層透明地質(zhì)模型，實現(xiàn)隱蔽地質(zhì)致災因素可視化與精確量算。

1.3 水害防范專項功能開發(fā)

聚焦礦山水害風險管控，開發(fā)獨立功能模塊：

? 地質(zhì)水文數(shù)據(jù)與歷史開采記錄關聯(lián)分析算法，實現(xiàn)富水區(qū)域精確定位與預測；

? 無需依賴外部水文工具，僅通過 HT 自主技術完成數(shù)據(jù)處理與分析，為開采方案優(yōu)化提供支持。

1.4 多建模方法集成技術

滿足不同礦體建模需求，構(gòu)建統(tǒng)一技術框架：

? 集成表面建模法（核心）、剖面法、地質(zhì)統(tǒng)計法等多種建模技術；

? 針對層狀礦體（煤層、各類地層）優(yōu)化，精確刻畫斷層、褶皺等復雜地質(zhì)構(gòu)造；

? 對比傳統(tǒng)二維展示，提升地質(zhì)體空間分布呈現(xiàn)清晰度，增強決策科學性。

二、選煤廠可視化的技術開發(fā)要點

在 “雙碳” 目標與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略背景下，基于 HT 技術開發(fā)選煤廠可視化系統(tǒng)，覆蓋全流程監(jiān)控與管理需求，全程無第三方插件依賴。

2.1 廠區(qū)整體場景可視化開發(fā)

實現(xiàn)選煤廠虛擬場景精準構(gòu)建與交互：

? 航拍數(shù)據(jù)處理技術：解析廠區(qū)航拍圖像，構(gòu)建與實際一致的虛擬化全景模型；

? HT for Web 與 GIS 深度融合：自主研發(fā)空間坐標計算與映射算法，既能整合 SuperMap、ArcGIS 來實現(xiàn)空間位置標示，也能在 HT 基礎上實現(xiàn)輕量快捷的 GIS 解決方案，實現(xiàn)精確坐標下的第一人稱虛擬漫游；

? 解決傳統(tǒng)痛點：降低人工實景建模工作量，提升建模效率與場景還原度。

2.2 洗煤設備監(jiān)控功能開發(fā)

1:1 仿真還原原煤洗選加工全過程：

? 設備精細化建模：對重介旋流器、精煤皮帶、振動篩等關鍵設備建模，確保外觀與結(jié)構(gòu)參數(shù)貼合實際；

? 數(shù)據(jù)交互接口開發(fā)：支持點選設備調(diào)取振動頻率、溫度、故障信號等實時運行數(shù)據(jù)；

? 統(tǒng)計功能模塊：自主研發(fā)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與圖表生成算法，呈現(xiàn)每日用電、介質(zhì)（高爐友、重晶石等）用量數(shù)據(jù)，支持實時更新與歷史查詢。

2.3 選煤生產(chǎn)線 2D 組態(tài)面板開發(fā)

基于 HT 低代碼技術構(gòu)建高效管理界面：

? 拖拽式組件庫：用戶無需復雜代碼，通過拖拽完成脫介篩、磁選機等設備布局配置；

? 數(shù)據(jù)可視化模塊：采用自主圖表渲染引擎，實現(xiàn)產(chǎn)能信息、設備關鍵指標的實時動態(tài)更新與多維度分析；

? 優(yōu)勢對比：較傳統(tǒng)界面提升開發(fā)效率，優(yōu)化圖形展示性能，適配工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化需求。

2.4 精煤 / 中煤 / 矸石密控模塊開發(fā)

聚焦關鍵參數(shù)監(jiān)控與智能調(diào)節(jié)：

? 實時數(shù)據(jù)處理：開發(fā)設備電流、頻率、負荷率等參數(shù)的采集與解析模塊，以動態(tài)數(shù)值或狀態(tài)燈呈現(xiàn)；

? 分選密度自動控制：支持預設目標密度，通過自主控制算法實時調(diào)整分流閥、補水閥開度，穩(wěn)定分選質(zhì)量；

? 效率提升：大幅降低人工調(diào)節(jié)成本，提升洗選效率。

2.5 濃縮與壓濾車間可視化開發(fā)

發(fā)揮 HT 渲染優(yōu)勢，優(yōu)化車間管理體驗：

? 濃縮車間：對濃縮池、加藥系統(tǒng)、泵房建模，開發(fā)液位、濃度、排放量實時監(jiān)測模塊，支持按需調(diào)整參數(shù)；

? 壓濾車間：設計左側(cè)樓層分布與設備進程面板，點擊按鈕可查看樓層布局及壓濾機 “松開 - 壓緊 - 進料” 等狀態(tài)；

? 價值：降低巡檢人員勞動強度，減少廠區(qū)出入頻率。

2.6 裝車站可視化與智能優(yōu)化

整合數(shù)據(jù)采集與智能算法，提升吞吐能力：

? 全方位數(shù)據(jù)采集：開發(fā)多元傳感器、高清攝像設備接口，獲取溜槽狀態(tài)、料位、儲量等參數(shù)；

? 交互式 3D 界面：輕點設備圖標查看運營進度，基于實時數(shù)據(jù)開發(fā)裝車順序優(yōu)化算法；

? 視頻融合技術：采用 WebGL 利用 GPU 處理視頻，實現(xiàn)監(jiān)控視頻與三維場景無縫疊加，提供沉浸式體驗。

三、井工礦巷道及生產(chǎn)過程可視化的技術開發(fā)

針對井工礦井下復雜環(huán)境，開發(fā)高精度、高實時性的可視化系統(tǒng)，整合靜態(tài)與動態(tài)信息，支撐安全預警。

3.1 井下巷道數(shù)字孿生開發(fā)

實現(xiàn)巷道結(jié)構(gòu)精準復現(xiàn)與風險管控：

? 三維建模技術：將巷道路線、坡度、布局轉(zhuǎn)化為模型參數(shù)，確保與實際高度一致；

? 交互功能：支持旋轉(zhuǎn)、平移、無限縮放，便于查看細節(jié)；

? 危險區(qū)域預警：開發(fā)不穩(wěn)定巖層、積水區(qū)識別算法，自動標記危險區(qū)域并提示，優(yōu)化作業(yè)路線。

3.2 人車定位與氣體監(jiān)測功能開發(fā)

保障井下人員與環(huán)境安全：

? 定位系統(tǒng)適配：支持藍牙、RFID、UWB 等定位技術，開發(fā)數(shù)據(jù)接收與解析模塊，監(jiān)控人員 / 車輛位置、路徑及區(qū)域分布；

? 電子圍欄功能：設定區(qū)域邊界參數(shù)與預警邏輯，管控危險區(qū)域進入權限；

? 環(huán)境數(shù)據(jù)聯(lián)動：采集氣體、粉塵傳感器數(shù)據(jù)，與定位數(shù)據(jù)聯(lián)動展示，緊急情況下實現(xiàn)雙向報警。

3.3 設備運行動畫開發(fā)

直觀呈現(xiàn)井下設備作業(yè)狀態(tài)：

? 數(shù)據(jù)接口開發(fā)：對接礦用工業(yè)環(huán)網(wǎng)，采集產(chǎn)量監(jiān)測、通風、壓風、瓦斯抽采等場景工況數(shù)據(jù)；

? 動畫模擬：基于 HT 三維渲染，將工況數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為采煤機切割、礦車行駛等動畫；

? 應用價值：助力礦山實現(xiàn)無人化、少人化作業(yè)。

3.4 專項系統(tǒng)可視化開發(fā)（通風 / 壓風 / 瓦斯抽采等）

3.4.1 通風系統(tǒng)

? 數(shù)據(jù)采集：實時獲取空氣流量、溫度、濕度數(shù)據(jù)；

? 智能優(yōu)化：自主算法計算風機最優(yōu)參數(shù)，開發(fā)遠程控制模塊調(diào)整通風策略；

? 目標：確保井下環(huán)境達標，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

3.4.2 壓風系統(tǒng)

? 狀態(tài)捕捉：采集壓縮機壓力、流量、轉(zhuǎn)速、溫度等數(shù)值，轉(zhuǎn)化為直觀監(jiān)測信息；

? 2D 圖表展示：開發(fā)動態(tài)交互式圖表，呈現(xiàn)管道壓力與氣流分布，形成 “生產(chǎn)一張圖”；

? 管理優(yōu)化：支持線上巡檢，實時掌握運行狀態(tài)。

3.4.3 瓦斯抽采系統(tǒng)

精準管控瓦斯風險：

? 濃度定位：開發(fā)瓦斯?jié)舛炔杉c分析模塊，通過自主算法定位高濃度區(qū)域；

? 動態(tài)調(diào)整：基于實時數(shù)據(jù)優(yōu)化抽采參數(shù)，防止瓦斯積聚；

? 數(shù)據(jù)可視化：生成鉆孔瓦斯?jié)舛惹€圖與趨勢圖，輔助管理人員決策。

3.4.4 輸煤皮帶系統(tǒng)

保障物料運輸安全高效：

? 輕量化建模：對輸煤巡檢機器人、軌道、充電塢精確建模；

? 參數(shù)管理：點擊設備查看皮帶速度、張力、負載，支持遠程調(diào)節(jié)；

? 智能預警：開發(fā)皮帶跑偏、撕裂、堵煤識別算法，實現(xiàn)急停、定位與聲光告警。

3.4.5 排水系統(tǒng)

預防水患事故：

? 實時監(jiān)測：采集礦井水位、水泵狀態(tài)、排水管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)；

? 智能策略：基于 HT 數(shù)據(jù)處理技術生成最優(yōu)排水方案；

? 主動防控：提前預警水位異常，降低水患風險。

3.5 掘進設備孿生與智能綜采系統(tǒng)

實現(xiàn)綜采設備遠程管控與維護支持：

? 設備建模：對采煤機、液壓支架、刮板輸送機等綜采設備進行數(shù)字孿生；

? 作業(yè)動畫：還原設備井下行進與作業(yè)進度，開發(fā)地面遠程 “一鍵啟停” 模塊；

? 三維說明書：展示設備零部件拆解與組裝過程（如掘進機截割部、電控箱），輔助維護與培訓。

四、采礦工藝的技術開發(fā)呈現(xiàn)

針對金屬礦山多樣化需求，開發(fā) 4 種主流采礦工藝可視化系統(tǒng)，以 3D 動畫呈現(xiàn)，支撐決策與培訓。

4.1 無底柱分段崩落法開發(fā)

集成物理碰撞技術，優(yōu)化開采方案：

? 過程模擬：開發(fā)礦體開采模擬模塊，動態(tài)監(jiān)測礦體信息及分段劃分、崩落順序等參數(shù)；

? 參數(shù)優(yōu)化：支持調(diào)整開采參數(shù)，通過自主算法評估效果，優(yōu)化生產(chǎn)方案；

? 技術核心：HT 自研物理碰撞技術，確保模擬真實性。

4.2 上向水平分層填充法開發(fā)

依托三維引擎，實現(xiàn)可視化操作：

? 數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換：通過激光 / 光學掃描儀獲取三維數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型；

? 渲染技術：利用 HT 計算機圖形學渲染，生成可視化圖像 / 視頻，支持交互式瀏覽；

? 設備監(jiān)測：在監(jiān)控場景還原液壓支架、采煤機模型，開發(fā)兩側(cè)面板監(jiān)測設備壓力、切割參數(shù)。

4.3 房柱采礦法開發(fā)

適配不同厚度礦體，保障開采安全：

? 數(shù)據(jù)整合：基于 HT 數(shù)字孿生，整合地質(zhì)與設備數(shù)據(jù)，構(gòu)建精確三維模型；

? 流程監(jiān)控：實時監(jiān)控開采、支護、運輸全流程；

? 模擬分析：支持模擬不同采礦速度與順序，通過應力分布算法評估對巖石的影響。

4.4 分段空場法開發(fā)

高精度模擬開采全流程：

? 現(xiàn)場數(shù)字化：采用 HT 三維掃描技術，處理采礦現(xiàn)場數(shù)據(jù)生成三維模型；

? 數(shù)據(jù)融合：將模型與實時數(shù)據(jù)結(jié)合，實現(xiàn)全過程高精度模擬；

? 動畫演示：利用三維物理碰撞技術，模擬鑿巖、裝藥、爆破、運輸?shù)攘鞒獭?/p>

4.5 自然崩落法開發(fā)

動態(tài)推演關鍵階段，輔助決策：

? 動態(tài)推演：借助 HT 高精度建模與物理仿真，開發(fā)實時數(shù)據(jù)驅(qū)動的推演模塊；

? 階段分析：精準分析地質(zhì)勘測、巖體應力、誘導崩落、過程監(jiān)測、礦石回收等關鍵階段；

? 價值：為礦區(qū)開發(fā)決策提供數(shù)據(jù)支撐，降低試錯成本。

4.6 采礦工藝組態(tài)開發(fā)

基于低代碼平臺，提升管理精細化水平：

? 2D 組態(tài)界面：支持呈現(xiàn)設備局部剖面、工藝狀態(tài)與參數(shù)，實現(xiàn)精細化管理；

? HMI/SCADA/MMI 技術：開發(fā)人機界面模塊，監(jiān)控設備狀態(tài)、閾值范圍，支持模式切換；

? 優(yōu)勢：降低開發(fā)門檻，提升工藝管理智能化。

五、選礦工藝數(shù)字孿生的技術開發(fā)

響應 “十四五” 綠色轉(zhuǎn)型要求，聚焦 “降鎂、提銅、保鎳、擴貴、增效”，開發(fā)全流程可視化系統(tǒng)。

5.1 選礦全流程可視化開發(fā)

覆蓋破碎、磨礦、浮選、濃縮關鍵環(huán)節(jié)：

? 設備建模：對各環(huán)節(jié)設備精準建模，還原外觀與運行狀態(tài)；

? 2D 面板展示：開發(fā)物料流動、設備溫度、振動、壓力等數(shù)據(jù)的關聯(lián)與圖表模塊，實現(xiàn)直觀監(jiān)控；

? 流程透明化：消除信息孤島，便于整體優(yōu)化。

5.2 異常監(jiān)測與報警模塊開發(fā)

實現(xiàn)故障快速響應：

? 數(shù)據(jù)對比分析：實時采集設備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與工藝參數(shù)，開發(fā)異常識別算法；

? 多維度預警：觸發(fā)報警時，三維場景高亮問題區(qū)域，同步發(fā)送維修通知；

? 數(shù)據(jù)追溯：支持查詢設備屬性、故障診斷及關聯(lián)歷史數(shù)據(jù)，輔助故障分析。

5.3 多設備兼容性與遠程操控開發(fā)

提升系統(tǒng)靈活性與運營效率：

? 跨終端適配：自主研發(fā)跨設備算法，支持 PC、大屏、手機、平板、VR/AR 終端運行；

? 遠程操控：開發(fā)磨機轉(zhuǎn)速調(diào)整、浮選藥劑添加量修改等功能，實現(xiàn)生產(chǎn)實時優(yōu)化；

? 價值：打破空間限制，提升選礦工藝響應速度。

六、銅礦綜合管控平臺的技術開發(fā)

打造礦場智能決策中樞，整合采礦、選礦、冶煉環(huán)節(jié)，提供全方位管理支持。

6.1 銅礦 “一張圖” 開發(fā)

構(gòu)建高度仿真的數(shù)字化生產(chǎn)環(huán)境：

? 三維渲染技術：對破碎設備、浮選裝置等全生產(chǎn)單元進行數(shù)字孿生；

? 多角度觀察：支持任意角度查看碎礦、運輸、儲料等環(huán)節(jié)，為工藝改進與安全管理提供洞察；

? 技術獨立性：無需依賴外部建模或渲染工具。

6.2 BI 駕駛艙智能看板開發(fā)

實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動管理：

? 數(shù)據(jù)整合：開發(fā)多方數(shù)據(jù)接口，整合采礦、地采作業(yè)數(shù)據(jù)，無需外部 BI 工具；

? 圖表可視化：應用 HT 圖表組件，通過自主渲染算法呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化趨勢；

? 管理升級：以分類施策取代粗放管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、實時響應、操作可視化。

6.3 采礦與地采頁面開發(fā)

聚焦核心業(yè)務數(shù)據(jù)監(jiān)控與優(yōu)化：

? 采礦頁面：開發(fā)火工用量、鉆孔信息、采剝量、成本、礦量完成情況的實時跟蹤模塊，支持工藝參數(shù)虛擬調(diào)試；

? 地采頁面：通過實時數(shù)據(jù)流處理，展示溜井礦量、成本統(tǒng)計、充填臺賬、支護進度、掘進工程、大中孔施工等信息；

? 價值：幫助管理層快速理解業(yè)務表現(xiàn)，精準管控生產(chǎn)流程。

6.4 采選煉工藝流程圖開發(fā)

革新傳統(tǒng)流程圖呈現(xiàn)方式：

? 二三維融合技術：自主研發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與融合算法，將采礦、選礦、冶煉劃分為三大模塊，實現(xiàn)三維可視化；

? 體驗優(yōu)化：簡化復雜流程理解難度，提供直觀、生動的交互體驗，替代傳統(tǒng)刻板的二維圖表。

七、技術開發(fā)總結(jié)與應用拓展

7.1 核心技術成果

? 自主技術整合：以數(shù)據(jù)治理為核心，整合 HT 二維 / 三維組態(tài)、BIM、GIS、視頻融合、空間計算技術，打造礦山元宇宙數(shù)字底板；

? 無插件依賴：全程采用自主技術，建立多源異構(gòu)海量數(shù)據(jù)一體化監(jiān)控模式，具備實時互聯(lián)、全面感知、動態(tài)預測等能力。

7.2 行業(yè)價值與應用場景

? 礦山賦能：推動 “黑燈工廠” 向生態(tài)化、綠色化、集約化發(fā)展，提升新質(zhì)生產(chǎn)力；

? 跨行業(yè)應用：已覆蓋工業(yè)組態(tài)、電力能源、孿生工廠、電信機房、智慧交通、智慧城市、園區(qū)樓宇、智慧水務、航天軍工等領域。

7.3 未來規(guī)劃

? 持續(xù)優(yōu)化智慧礦山應用，推出涵蓋生產(chǎn)指揮中心、產(chǎn)存銷管理、設備管理、智能集控的 GIS 綜合管控系統(tǒng)；

? 進一步拓展技術應用場景與深度，為更多行業(yè)提供一站式數(shù)字孿生解決方案。

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審核編輯 黃宇