DIMINE矿业软件推动我国数字化矿山发展.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第18卷第10期 2009年10月 中 国 矿 业 CHINA MININGMAGAZINE Vol118 , No110 October 2009 DIMINE矿业软件推动我国数字化矿山发展 蒋京名1 ,2 ,3,王李管1 ,2 ,3 1 1 中南大学资源与安全工程学院;湖南 长沙410083 ; 21 中南大学数字矿山研究中心, 湖南 长沙410083 ; 31 长沙迪迈信息科技有限公司,湖南 长沙410083 摘 要本文介绍了DIMINE三维可视化软件及各模块的基本原理和功能,并在此基础上,从国内 数字矿山建设的现状出发,综合论证了DIMINE软件在国内矿山设计和建模方面的应用前景。 关键词 DIMINE软件;数字矿山;三维可视化 中图分类号 N94911 文献标识码 A 文章编号 1004 - 4051 2009 10 - 0090 - 03 DIMINE mining software promote the development of China’s digital mine J IANGJing2ming1 ,2 ,3, WANGLi2guan1 ,2 ,3 1 1College of Resources and Safety Engineering , Central South University; Changsha 410083 , China ; 21Research Center of Digital Mine , Central South University , Changsha 410083 , China ; 31Digital Mine Co. , Ltd. of Changsha , Changsha 410083 , China Abstract Introduced the three2dimensional visualization software of DIMINE and the module of the basic principles and functions. And on this basis , from the current situation of National figures mine con2 struction , demonstrated DIMINE software application prospects in the domestic aspects of mine design and modeling. Key words DIMINE software ; digital mine ; three2dimensional visualization 收稿日期 2009 - 04 - 24 作者简介蒋京名1985 - ,男,汉族,湖南邵阳人,中南大学 资源与安全工程学院采矿工程专业在读研究生。 随着人类跨入新世纪,以信息技术为代表的 技术革命迅猛发展,经济全球化、信息化步伐明 显加快,信息或知识技术已成为当今社会发展的 动力和经济发展的基础。矿业作为国民经济的基 础行业,它依然为整个社会乃至整个人类文明的 进步发挥着举足轻重的作用。但矿业行业的特殊 性决定了矿业企业信息化的不同之处,它不是简 单的信息叠加或传递,而是在不断变化的生产数 据和资源数据的基础上,通过软件系统将这些信 息集成共享后,使管理者全面、及时、准确地掌 握企业生产的资源、产品、成本、安全和市场需 求等信息,实现生产经营决策的科学性、及时性。 因此,选择合适的矿业软件成为我们的首要任务。 1 DIMINE矿业软件应用现状 DIMINE矿业软件系统并是长沙迪迈信息科 技有限公司依托中南大学数字矿山研究中心和中 南大学资源与安全工程学院强大的科研、教学软 硬件条件,在全面研究了国内外数字矿山相关软 件和国内矿业企业实际需求的基础上,经过多年 艰苦努力,研究开发出的基于数字矿山整体解决 方案的矿山数字化软件系统。 111 DIMINE软件应用范围 DIMINE软件适用于所有矿物资源,如铁、 铜、煤炭、砂矿、金刚石、贵金属等矿种的露天 和地下采矿设计,涵盖矿业开发的整个发展阶段, 可满足不同工作任务的要求。其应用领域为钻 孔编录、勘探和地质模型、矿山工程测量、地表 和地下采矿设计、露天矿开采设计、生产计划和 开采进度计划、通风解算与优化、尾矿库和复垦 设计等。 112 DIMINE软件主要特点 DIMINE软件采用VC语言开发,采用大型数 据库SQL Server 2000管理工程数据,实现了数据 的共享和权限管理。系统采用三维可视化技术, 以数据库技术、三维表面建模技术、三维实体建 模技术、地质统计学方法、数字采矿设计方法、 网络解算与优化技术、工程制图技术为基础,全 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第10期蒋京名等 DIMINE矿业软件推动我国数字化矿山发展 面实现了从矿床地质建模、储量计算、测量数据 的快速成图、地下矿开采系统设计与开采单体设 计、回采爆破设计、露天矿境界优化与开采设计、 矿井通风系统网络解算与优化,到各种工程图表 的快速生成等工作的可视化、数字化与智能化。 在国内外同类产品中, DIMINE系统首次采 用数据库技术管理用户数据,大大提高了企业数 据的共享程度和安全性。系统采用单用户、多用 户和数据库用户三种不同版本,满足各种用户对 产品的不同需求。系统充分考虑用户的操作习惯, 采用多功能视窗、多操作模式进行人机交互,实 现数据的完整表达和三维对象的精确设计。 DIMINE系统采用平台插件模式进行开发, 根据用户的不同需求提供不同的产品功能配置, 同时,通过系统提供的开发程序接口,为用户的 二次功能开发提供技术支持平台。系统采用大量 的高级优化算法,对数据和模型进行参数化、智 能化和可视化处理,大大提高数字建模的效率, 简化建模流程,降低了用户对复杂理论概念理解 的难度。 DIMINE系统作为一套完整、全面的数字矿 山解决方案,改进了地质工程师、测量工程师、 采矿工程师在生产管理过程中的技术信息交流水 平和工作效率。对于采矿业,不管项目成员分布 在什么地方,使用DIMINE就可以提供完全交互 式的协作工作方法。这种功能方便了不同地点的 多用户,可以通过网络和单一用户部门取得联系, 这样就使得用户可以更方便地获得有关技术专家 的帮助。 113 系统功能结构 系统主要由下列七大功能模块构成。 1系统核心模块。核心模块是DIMINE的 基础部分,是必备模块。它用于系统的运行和数 据处理检查。它提供了DIMINE系统的操作界面, 用于二维和三维空间内数据观察、重叠、图层和 属性管理,也可兼容其他类型数据的转换与表达。 系统提供对点和线的编辑修改功能,其操作风格 与工程上常用的软件AutoCAD相似。 2测量应用模块。主要包括测量控制数据 库、放线工具、坐标系统转换、DTM体积、挖方 和填方体积、传输和转化记录数据、井下测量数 据、地表测量数据等。 3地质勘探数据分析、矿床建模与储量计 算模块。该模块能进行勘探数据编录、样品组合 与分析、地质统计学分析、地质体块段建模、品 位估值、块段地质属性查询与探测、多约束条件 下矿石储量计算、储量报告生成等操作。在DI2 MINE软件中,用样品组合、样品统计分析品位 直方分布图/品位分布Q2Q、P2P检验图、样品相 关性散点分布图、累计概率分布图、试验变异函 数计算、理论变异函数拟合、变异函数模型交叉 验证等操作,来进行勘探数据分析。块段模型数 据采用八叉树数据结构来存储,这样有利于快速 查询定位子块位置。块段模型的子块估值可实现 算法的多样性,比如地质上常用的最近距离法、 距离幂次反比法和克里格法等。块段模型建立后, DIMINE软件可以快捷对模型进行查询、统计等, 查询包括鼠标随机查询,并用探针和探面的方式 对块段模型内部属性进行可视化表达。地质上对块 段模型统计报告要求较高, DIMINE可实现在灵活约 束条件下的统计报告,能迅速处理例如在实体模型、 DTM面、高程、属性字段和线条边界等各种约束下 矿石量和品位的报告,用户可自定义采场、矿块进行 矿量统计。 4开采设计模块。该模块包括地下开采系 统设计模块、开采单体设计模块、露天开采设计 模块和回采爆破设计模块。地下开采设计模块包 括斜坑道、平坑道、斜坡和穿脉和回采单体开采 设计;所有坑道均可做成隧道实体,该模块能根 据矿床的埋藏条件,对开采中段矿体进行切割, 并将切割实体沿任意方向进行投影,以生成最大 投影轮廓线,进而帮助用户快速确定各主要井巷 的位置。开采单体设计模块,主要用于地下矿山 回采单元开采设计。其主要功能包括根据回采 单元的结构参数,对矿体进行自动切割、采切工 程设计、底部结构的参数化、智能化与可视化设 计,以及各种工程量、开采储量、品位、金属量 和贫损指标计算。露天开采设计包括台阶面宽 度、角度、坡度、斜坡宽度、斜坡方向、台阶到 斜坡的尖端等。在斜坡道的设计中,根据斜坡道 的类型,确定集中斜坡道的样式,通过简单的配 置,让用户快速设计出理想的斜坡道,还可生成 三维斜坡道实体,进而能得到设计该斜坡道的采 掘的岩石量和矿石量。另外, DIMINE软件还提 供基于L G法的经济剥采境界优化功能,优化出不 同开采时期和不同经济指标条件下的境界,为露 天采矿设计提供依据。系统还提供按台阶和按照 不同高差进行台阶矿岩量的计算和生产、境界剥 采比的计算等。回采爆破设计模块,用于地下矿 回采单元爆破设计,设计对象以矿山常用的扇型 中深孔爆破设计为主。抛空设计以开采实体为边 界,根据爆破参数一次自动形成开采范围内全部 的炮孔。回采爆破设计模块允许用户对自动生成 19 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 中 国 矿 业第18卷 的炮孔参数如长度、角度、装药长度等进行 交互式修改和编辑,最终生成三维炮孔图和爆破 施工卡。 5生产进度计划编排。DIMINE最终解决 了开采计划中物质多样性、目标多样性、采矿地 点多样性等复杂情况带来的项目规划中的难题。 短期排产计划。一般指圈定或者指定采掘计划线, 计算出该采掘线到坡底或者固定台阶的矿石量和 岩石量,通过调整采掘计划线,可得到用户所需 要的矿石量和岩石量。采掘计划线的设计灵活, 可以跨台阶,也可以不跨,如果跨台阶设计采掘 计划线,就相当采掘计划里面的并段。在这个意 义上, DIMINE软件满足了露天矿山短中期采掘 计划的需要。 6矿井通风网络设计与优化模块。该模块 具有通风系统设计和仿真功能,根据工程自动建 立通风系统拓扑关系,这样既节约人力又提高效 率。该模块采用数据库管理矿井通风系统的实体 属性,计算机自动将数据和图形实体之间进行无 缝连接,通过图形进行参数的输入、修改等操作; 进行仿真数据检查时,通过改变满足特定条件的 实体图形的颜色,从而快速、直观地得到相应实 体的位置。 7输出模块。DIMINE软件输出编辑具备 较强的功能,可建立有DIMINE输出的纸制图, 包括打印前的浏览检查和建立打印文件等多种功 能。DIMINE软件能够按照用户定义的图幅、比 例、坐标网格和间隔、样式图案阴影,颜色充 填、文字、标注、绘制用户定义符号等产生图 纸,包括水平比例和垂直比例各不相同的图纸。 可以自动的生成平面图、剖面图、投影图和组合 图,并能自动进行着色。图纸能够直接输出不同 图层属性的DXF和DWG文件格式,并提供与 MAPGIS的数据交换方案。 2 DIMINE矿业软件的技术优势特点 DIMINE三维矿业工程软件已得到我国有色 金属、黄金、钢铁等行业的数十家矿业企业实际 数据的完整检验,且取得了良好效果,在国内多 家大型矿业企业拥有上百个用户。DIMINE软件 的培训工作,已在国内多次举办,经过这些研讨 培训,学员对软件产品的功能性和操作性等方面, 给予了极高的评价和认可。其技术优势特点如下 三维可视化。系统采用先进的三维引擎,核 心是一个完全集成的数据可视化可编辑的、真正 意义上的三维图形模块,在三维显示和渲染上, 采取一系列优化算法,同时对计算机配置要求 不高。 可针对矿山实际需求进行二次开发。系统采 用VC语言开发,满足个性化的需求,并支持立足 于矿山实际需求应用进行二次开发。 AutoCAD风格。AutoCAD操作,习惯选择 集、图元捕捉、鼠标交互等。 兼容、开放性强。不存在文件转换的问题, 可导入导出AutoCAD、Map Gis、Datamine、Sur2 pac、Micromine、Excel、Text等文件格式,支持 CAD、Wotd、Excel、Text与DIMINE之间剪贴 板复制粘贴数据,支持多种数据库产品。 模块化。系统分成7大基本模块系统核心模 块、地质勘探数据分析、矿床建模与储量计算模 块、测量应用模块、开采设计模块地下开采设 计模块、开采单体设计模块、露天开采设计模块 回采爆破设计模块、矿井通风网络设计与优化模 块、输出模块。 易学易用。操作习惯接近AutoCAD的操作方 式,完全的中文操作界面,无语言障碍。 价格成本低。普及型的产品,模块构成与国 外软件一致,学过这些软件的人员,无需增加额 外的培训即可使用。 实用性。在测量和采矿设计方面,充分考虑 了矿山一线工程师的实际要求,有针对性的开发, 具有许多优化和自动功能,使其在日常工作中, 成为技术人员的有力工具。 3 结语 在推进矿山数字化的过程中,矿山企业如何 选择一款适合矿山自身发展的矿业软件产品,成 为矿山企业的首要任务。而在过去的几年里,提 起三维矿业软件,都是以国外的为主,国外软件 不能做到全面并符合我国矿山的生产实际需要。 DIMINE软件正是在充分调查国内矿山生产需求、 吸收国内外软件优点的基础上开发出的,解决了 国外软件在中国应用中不能解决的实际问题,实 现了测量、采矿设计和短期计划编排等方面的突 破,能很好的实现国内矿山企业的可持续发展。 随着矿业信息化的到来、矿业软件的普及和功能 的增强,矿业软件必将在矿产资源评价的实际工 作中发挥越来越大的作用。而DIMINE软件的开 发,推动了国产化三维矿业软件的应用,为我国 数字化矿山的发展注入了新的活力,大大推动了 我国数字矿山建设和行业技术进步。 参考文献 〔1〕 郑彬彬,张俊文.现代化矿山-数字矿山的概念及其基本 结构[J ].煤炭技术, 2007 , 26 7 1 - 2. 〔2〕 裴传广,胡建明.开发应用具有中国特色的矿业软件势在 必行[J ].中国矿业, 2007 , 16 10 100 - 113. 〔3〕 潘 东.我国矿山数字化建设的探讨[J ].矿业研究与开 发, 2006. 29