三维软件介绍

矿井安全生产综合管理三维可视化信息系统的主要功能本系统针对矿井生产条件和工作环境随时空变化的特点，集成了强大的三维造型、数据处理、三维动画及多媒体及信息查询网站等多项功能，将矿井复杂的井巷工程、生产系统、安全监测信息和地测信息通过三维图形逼真地表现出来。

系统按功能可以划分为以下几个方面：●矿井安全信息管理与三维可视化+ 安全检测信息管理与三维可视化；+ 一通三防信息管理与三维可视化；+ 安全设备信息管理与三维可视化。

●矿井生产信息管理与三维可视化+ 回采工作面的动态位置、产量、进尺、回收率；+ 井巷工程掘进头的动态位置、掘进方向、进尺、总进尺；+ 生产数据的存储、处理、统计、自动生成报表。

●矿井工程信息管理与三维可视化+ 回采工程：回采工作面的长度、走向长度、采高、倾角、可采储量、已采储量；+ 掘进工程：井巷工程的工程类型、长度、断面尺寸、支护形式、工程开挖量、工程费用、方位、坡度、各变坡点的坐标值、工程的用途与属性等；+ 工程预算：在已知工程单价情况下，进行各项工程量及工程费用的概算●安全与生产综合调度管理及其三维可视化+ 安全监测信息、一通三防信息、生产状态、工程与地理信息动态显示、综合查询。

+ 三维动画显示矿井生产、通风、运输、排水、避灾、供电等系统的运行线路。

+ 安全监测数据、一通三防和生产动态数据处理、分析，自动上报；+ 集团公司应急预案的集成；+ 工程实景录像播发。

●矿井地质与测量信息管理与三维可视化+煤层、地层体、等高线、断层分布与特征的三维可视化，钻孔资料查询；+ 原始地测数据处理、自动生成成果报表；+ 利用地测数据自动生成三维导线；+ 煤炭资源、地质储量计算●地表工程与地理信息三维可视化+ 矿井地面三维地形、标高、三维等高线；+ 地面工业广场分布、企业部门与主要设施分布；+ 地表塌陷区分布及三维可视化。

●安全与生产信息综合查询网站+ 生产矿井（一级）安全、生产、工程、地质与地理信息发布；+ 集团公司（二级）安全与生产信息的统计、分析及信息发布；+ 按用户权限实现局、矿之间的综合信息查询。

●二维、三维采区、工作面辅助设计及图形处理+ 矿井采掘工程三维图形制作+ 二维、三维图形转换+ 三维图形任意剖切,生成剖面图；+ 三维图形透视，可任意视角观察工程内部结构和设备布置状况；由此可见，本系统已经构成了一个较完整的矿井安全与生产综合管理的三维可视化信息系统平台。

4.1 矿井安全信息管理与三维可视化4.1.1安全监测信息管理与三维可视化（1）安全监测系统联网A、对于可提供标准或非标准通讯协议的安全监测系统都可以进行网络连接，本系统软件对监测系统提供的实时监测数据进行采集、二次处理和发布；对监测数据超限进行声光报警；B、系统支持通用的IE浏览器，通过“矿井安全与生产信息网站”可以以动态数据、报表、声音、历史曲线图、实时趋势图等方式直观、形象及时反映现场安全监测的状况；（2）安全监测信息三维可视化A、三维视图安全监测信息设置为了实现安全监测信息三维可视化，首先必须在矿井三维采掘工程立体图中设置安全监测站点或测点。

在图9的设置框中，可自动列出了当前安全监测系统各传感器的相关信息。

根据传感器的监测类型，可以通过鼠标在矿井三维采掘工程立体图中设置监测点的具体位置。

设置后的测点能自动与对应的实时监测数据关联，达到实时显示的目的。

采煤机溜子水泵瓦斯测点图10 安全监测信息三维可视化对于被监测的设备（如采煤机、皮带、主扇、水泵等），可以用鼠标在矿井三维采掘工程立体图中设置设备的三维图标，该图标根据需要任意放大或缩小，设置后的设备图标能自动与被监测设备的开关量相关联。

B、安全监测信息三维可视化当与矿井安全监测系统联接后，监测测点的实时数据直接在三维矿井视图中显示（图10）。

本系统对模拟量（如瓦斯、温度等）数据，除了显示出监测地点及实时数据以外，还采用柱状图显示。

这种显示方式可以一眼判断出多个测点的相对大小，如果监测数据超限，柱状图变红色并用声音报警，非常直观。

而常规采用的表格数据滚动显示，则难以一眼判断多个点的数据的大小。

在三维矿井视图中可以方便地查询不同地点的瓦斯、一氧化炭、风量、温度、煤位等数据及其分布状态；同时，还可以查询各种设备的运行状态，如采煤机、皮带、风机、水泵等在三维矿井视图中都有动态图示，可以直观地看出这些设备所在的位置和运行状态（绿色表示运行、红色表示停止）。

4.1.2一通三防信息管理与三维可视化A、三维视图一通三防信息设置为了实现一通三防信息三维可视化，要求一通三防数据在矿井三维采掘工程立体图中进行输入。

如图11所示，安全检测地点使用鼠标在矿井三维采掘工程立体图中点击具体位置，检测地点名称会自动加到表格中，而不需要人工输入。

数据输入完成后，可以自动生成一通三防报表并发布到网站上，以便查询。

B、一通三防信息三维可视化一通三防人工检测数据输入完成后，便可直接在三维矿井视图中进行查询显示（图12）。

在三维矿井视图中可以方便地查询不同班次、不同地点的瓦斯、一氧化炭、温度、风量等数据及其分布状态，便于判断不同区域危险气体的含量。

同安全监测信息三维可视化的显示方式一样，除了在矿井三维采掘工程立体图中显示人工检测地点及检测数据以外，还采用彩色柱状图显示数据的大小，如果检测数据超限，柱状图变为红色，非常直观。

4.1.3安全设备信息管理与三维可视化本系统可以在矿井三维采掘工程立体图中对主要的安全设备(如风机、风门、水棚等)进行鼠标定位、自动生成设备图标，可以用光标显示设备特征，便于对安全设备的安装位置、性能、安装信息、工作状态进行查询和图形显示（图13）。

为了了解安全设备安装的总体分布状况，可以单击“闪耀显示”按钮，它将使设备选项名称所指定的所有设备(如风机)处于红、白色闪耀显示状态，以便在视图中突出设备的分布情况及位置。

检测点图11 三维视图一通三防人工检测数据输入4.2矿井生产信息管理与三维可视化4.2.1煤炭生产信息本系统的“回采工程”功能模块是设置、显示和查询回采工作面的参数、推进状态、储量及回采率等信息，是专为矿井生产信息管理系统设计的。

实际上，该模块的功能是把矿井日常生产报表的录入变为生产数据的输入，该数据信息自动更新图形，并存入数据库中，便于随时进行查询和通过三维图形反映矿井的状态（图14）。

查询的回采工作面时，会将被选中的工作面图形自动移到当前视窗的中央，并显示该工作面最近一次记录的回采状态及其参数。

工作面参数是系统自动计算生成，并随回采工作面的推进，自动按煤层条件的变化及工作面的位置进行计算调整。

图14 回采工作面相关信息及其推进位置4.2.2掘进工程施工信息系统的“掘进工程”功能模块用于设置、显示和查询井巷工程的施工进展状态，属于工程生产信息管理系统模块。

其特点：①在一项工程中，可以设置多个掘进施工工作面；②在工程长度范围内任一节点上都可以作为施工工作面的起点，并且施工方向可以是正、反向；③可以记录、查询和显示任一掘进工作面的施工进尺、方向、工程量；掘进头起点位置与方向标识2169运输巷掘进工程信息包括：工程类型（回采、准备、开拓和基建四类），工程总长度、已施工长度（该工程所有掘进工作面累计进尺的总和）和尚未施工长度。

掘进工作面信息包括：查询掘进工作面的编号、掘进施工队名称、施工日进尺（m ）和累计进尺（该掘进工作面的累积进尺）。

改变掘进头编号，可以查询各掘进工作面的施工进展情况（图15）。

4.2.3 生产信息的存储、处理、统计、自动生成报表矿井生产的日常数据输入到系统中，除了能自动改变矿井三维采掘工程立体图以外，系统还将生产数据存储到数据库，自动进行数据的处理、统计、自动生成报表，并自动发布到“矿井安全与生产综合信息网站”上（图16）。

系统自动生成的报表包括日常生产日报、月报和年报，如矿井生产调度日报、原煤产量构成、原煤生产实物劳动效率、回采工作面指标、巷道掘进进尺、掘进工作面指标利用、采掘工作面特征报表等。

填报这些报表往往要花费大量的工作时间，而且报表中的数据互不关联，不便于修改和查询。

本系统采用数据库对日常生产信息进行管理，百分之九十的报表内容可以自动生成，用户可以查询任何一天的矿井的生产情况（包括三维采掘立体图及报表形式）。

各种生产报表格式是基于原煤炭部在全国煤炭系统中制定的安全生产报表及统计报表，因此，这些报表基本可以满足各集团公司及生产矿井的需要。

对于企业有特殊要求的一些报表，可以进行专门的定制。

图16 系统自动生成的生产调度日报4.3 安全与生产综合调度管理及其三维可视化4.3.1 矿井安全生产总体状态查询“矿井安全生产总体状态”模块的功能可以让用户快速从矿井三维采掘工程立体图中了解当前矿井安全生产的总体状况（图17）。

该模块的视图显示与信息查询功能强大，能通过三维视图直观地了解矿井的生产状态（各回采工作面的位置、各掘进工作面的位置），调整查询时间可以查询过去任一时期矿井的总体状况。

系统可以三维显示矿井各生产系统（通风系统、运输系统、安全线路、排水、供电系统）的线路及其运行方向，例如，通风系统的进风、回风方向及路线。

如果单击“动画”按钮，视图中所示的系统方向标识将沿系统的路线运动，从而更清楚地了解生产系统的状态(图18)。

考虑到煤矿各部门工作人员对计算机的操作水平不同，系统提供了“自动查询”功能。

使用这一功能时，只需在三维采掘工程立体图中点击要查询的工程图形（如回采工作面或巷道），系统就会自动将该工程的相关信息显示出来，使用非常方便。

回采工作面安全监测站点掘进工作面进风线路回风线路图18 矿井通风系统动画显示4.3.2 安全、生产调度指挥三维可视化系统可以将安全监测的测点及设备直接在三维矿井视图中标出，由于三维矿井视图与矿井井下的实际场景一致，并且随生产的发展，自动更新采掘工程三维图形。

因此，实现了安全监测与生产状态的实时、动态显示（图19），非常适合于安全生产的调度指挥。

在矿井安全生产的调度指挥三维立体视图中，当某一测点报警（如某工作面瓦斯超限报警）时，点击该测点，便可将报警场所的综合监测信息（如：工作面瓦斯、风量、设备运行状态、生产单位名称及人数）立即显示出来（图20），同时，三维矿井视图也自动切换到报警地点的区域，并闪耀显示报警地点位置。

安全管理人员可以根据报警地点的综合监测信息，很方便地查询该区域生产、地质、工程信息，通过综合各方面的信息进行处理决策。

在矿井安全生产的调度指挥三维立体视图中还可以集成各种应急响应预案和救护资源信息，一旦出现应急情况，便可以迅速调用相应处理预案和应急措施，为安全生产29图20报警地点的三维视图及综合监测信息、集成应急处理预案和救护资源信息图22“地质与测量信息”对话框调度指挥和抢险救护提供决策依据。