目錄一、 三維礦井的概念 41.1空間關系——三維GIS系統 51.2場景生成——三維實景建模 51.3數據互通——子系統數據接入 51.4整理分析——數據庫編程管理 51.5區域表現——場景漫游、空間轉換、限制生成 61.6主動預警——預警區域即時跳入 6二、 三維礦井的作用 62.1強化管理 62.2提高管理效率 62.3平安愛護神 72.4減員 7三、 經濟角度分析三維礦井項目的可行性 7四、 社會角度分析三維礦井項目的可行性 8五、 競爭對手角度分析三維礦井項目的可行性 9六、 學問產權愛護 10三維礦井的概念三維礦井就是指在一套完整的三維礦井模型的框架上，高度的集成了礦井平安監控信息、人員定位信息、設備管理信息、井下交通信息、礦井儲量和煤層分布信息、產量監控信息、災難預警信息、礦井綜合自動化等；描述內容涵蓋了礦山中每一點的信息和屬性。按三維坐標組織，存儲，并供應有效、便利和直觀的檢索手段和表現方式。使相關人員可以快速、精確、充分、完整地了解和運用和礦山相關的各種信息。從這個意義上說，三維礦井就是一個在礦山范圍內，以三維坐標信息及其相互關系為基礎，以物象信息為框架，嵌入我們全部可獲得的子系統信息而組成的立體結構的信息網的總稱。因此，我們同樣可以從兩個層次上來理解數字化三維礦井。一個層次是將數字礦山中的固有信息（即和空間位置干脆有關的相對固定的信息，如地面地形,井下地質、開采方案、已完成井下工程等）數字化，按三維坐標組織起來一個數字礦山，全面、詳盡地刻畫礦山及礦體；另一個層次是在此基礎上再嵌入全部相關信息（即和空間位置間接有關的相對變動的信息，如儲量管理、機電管理、人員管理、生產管理、平安監控、災難預警等等）組成一個意義更加廣泛的多維的數字礦山煤礦生產調度指揮管理系統，即礦井生產管理者駕駛艙，以更好的服務于礦山建設和平安生產管理。三維礦井以三維GIS系統為基礎、以礦區地理及物象為框架、以場景化漫游為表現形式，通過對礦區各種生產系統信息的采集、分析、整理、分類、表現，使礦山生產管理由抽象變為詳細，實現了管理者身臨其境的管理方式。系統數據來源由辦公自動化系統、礦井平安生產監控系統、綜采工作面監控系統、通風機監控系統、膠帶輸送機監控系統、自燃火災束管監控系統、鍋爐自動限制和監控系統、井下移動壓風機監測系統、移動制氮站監測系統、供水系統和井下主排泵房監控系統、井下移動通訊系統、人員跟蹤定位和考勤監測系統、地面生產集中限制系統等組成，覆蓋了全礦井全部生產領域。1.1空間關系——三維GIS系統三維GIS系統的應用是三維礦井和一般綜合自動化系統平臺區分的關鍵。三維礦井將三維GIS系統的引入，可直觀有效的表現出礦區位置、采掘面動態、煤層分布、儲量構成、水文地質、地理信息等內在的空間關系，讓管理者首先處于一個綜合的管理高度來諦視自己的轄區。三維礦井首要解決的是GIS系統和三維礦井的結合問題，通過對底層數據模型的處理及對生成物理引擎的兼容，從而實現GIS和三維礦井的無縫結合。1.2場景生成——三維實景建模這是大量的基礎工作，為了使場景更加細膩、真實，實景建模特別重要，通過專業3DMAX人員、VRP人員實地采集，渲染處理，形成真實困難的現場環境模型。1.3數據互通——子系統數據接入通過綜合自動化的網絡平臺，經過各種數據的協議轉換，將全礦井全部生產領域的系統數據接入到三維礦井綜合自動化管理平臺的數據庫內。在此過程中，協議轉換和數據互通是關鍵技術。1.4整理分析——數據庫編程管理數據接入后，對數據的處理分三個過程。實時數據進入實時數據庫，用于三維場景中部分實時信息的調用；經過階段時間積累的歷史數據存入歷史數據庫，用于單項趨勢分析和報表；最終的過程也是最困難的過程，各種繁雜的數據須要經過整理后，按區域類別進行劃分，將同一區域內，不同系統間的數據進行整合或分別，分析區域內各種數據的關聯性，建立災難預警模型，為平安預警供應最牢靠的依據。數據的整理分析是三維礦井的核心所在，也是一個長期的工作，真正讓三維礦井為礦區平安生產服務，須要建設方、管理方、運營方等共同努力。1.5區域表現——場景漫游、空間轉換、限制生成界面形式是三維礦井和一般綜合自動化平臺的直觀差別。在三維界面越來越受運用者青睞的時代，三維礦井緊跟社會發展的形勢，為工業領域的人性化設計涂上了濃重的一筆。三維礦井以區域表現代替了傳統的平面流程固化的表現形式，同時又保留了平面流程界面的系統性，而如何在困難場景中快速的互換，是三維界面研發的重點課題。1.6主動預警——預警區域即時跳入預警信息的即時性是礦井平安預警的科研難題。很多報警信息產生后，對報警信息的確認往往要花費較長的時間，不同程度上延誤了處理事故的時機。在三維礦井中，一旦產生預警信息，系統界面會主動跳至預警區域并即時顯示場景內的綜合信息，為管理者供應第一手的現場情報。三維礦井的作用在建設三維礦井后，把傳統意義上的礦山調度、電視監控、人員管理、設備管理、機電修理、生產管理、產量限制、平安管理有效的結合在一起，形成一個限制平臺，而且三維礦井有別于一般的自動化平臺，三維礦井將全部的信息都形象的直觀的整合到三維礦井模型當中，搭建起一座真正意義上的數字礦山。2.1強化管理通過管理者駕駛艙ERP/MES管理軟件和專家分析系統，在采集大量數據的基礎上，進行數據分析為管理者供應決策支持。三維場景的漫游模式可為領導層供應便捷的巡檢方式，從各種繁雜冗長的生產系統數據表象中跳出來，讓管理者始終處在一個戰略性的高度，為深化的礦井生產管理供應了有效的途徑。2.2提高管理效率加強溝通是管理效率提高的關鍵。在現代化礦井建設中，由于大量信息的生成，假如缺乏信息暢通的有效途徑，很簡單導致信息孤島的產生。三維礦井的區域化管理為各系統間的溝通供應了牢靠的平臺，礦井生產管理不再是以系統為單位各自為戰，領導者的感官也得到了無限的延長。2.3平安愛護神綜合預警的產生來源于大量數據的縱向比對和橫向分析。只有數據的積累而不做分析管理的綜合自動化系統是徒勞的。實時信息采集到上位時危害已經產生。我們須要一種途徑可以綜合考慮平安隱患。當預警信息產生時我們要第一時間駕馭現場狀況。危害產生時我們須要的是最佳的指揮策略和最直觀的逃命路途。三維礦井的數據庫管理方式和表現形式為我們供應了解決這些問題的有效途徑，很好的利用這些途徑，可以找到了我們的平安愛護神。2.4減員削減人員下井是削減事故的最干脆方式。自動化限制是減員最有效也牢靠的方式。而提高自動化限制的管理水平可以為減員供應管理保障。三維礦井的自動化管理模式是目前世界最高水平的自動化管理方式，其有效成果已在歐美的發達國家得到了應證。經濟角度分析三維礦井項目的可行性據了解，“十五”期間，國家將投資7．68億元，幫助煤礦實施五個方面的共149個平安技術改造項目，其中申請國家財政債券或中心財政預算內資金補助5.59億元，企業自籌2．09億元。在項目支配上,2001年優先對黑龍江、山西等19個省區63個國有重點煤礦的瓦斯、煤塵災難比較嚴峻礦井的通風系統、瓦斯監測系統、瓦斯抽放系統和礦山救援裝備，實施技術改造，當務之急是改造通風系統，解決風量不足的問題。通過上述數據可以看出國家、各級地方政府在對煤礦平安生產上的投入力度之大是歷史上卻無僅有的。那么煤炭平安市場近8億元的大單，足以說明這個市場巨大誘惑。但是，經過了長時間的煤礦平安建設的煤礦平安環境依舊是嚴峻的，礦難事故頻發的狀況并沒有變更。煤礦平安的路在何方成了業界始終追尋和探究的難題！社會角度分析三維礦井項目的可行性依據政府的統計，僅在2004年1月至11月間，我國共有5286名煤礦工人死于事故。我國從2001年到2004年10月底共發生一次死亡10人以上的特大煤礦事故188起，平均4到7天一起。2003年世界煤炭產量約50億噸，我國煤炭產量為16.7億噸，約占全球的35％；全球煤礦事故死亡人數約8000人，我國為6434人，占全球的近80％；我國的百萬噸死亡率接近4，是美國的100倍，南非的30倍(2003年美國為0.039，俄羅斯為0.34，南非為0.13)?？紤]到尚有不少瞞報和謊報的狀況，實際死亡事故數和死亡人數要遠大于這個官方統計數。我國煤礦工人做出的貢獻和犧牲是顯著的、巨大的。中國，這個堅忍的民族始終不乏制造世界奇跡的勞動者。但是用鮮血和生命換來經濟增長，這樣的成果讓人震撼，更讓人痛心。礦難是一個世界性的話題，卻在中國演化成“惡魔的夢魘”，揮之不去。同樣的工作，迥然的結果，解除技術、經濟發展水平的差異，礦難更像是人禍而非天災。事實上，礦難是我國經濟體制轉軌過程中，由于存在體制上的缺陷而帶來的一種陣痛。從家庭到各級地方政府，到國家，礦難成了社會難以面對的社會話題。競爭對手角度分析三維礦井項目的可行性三維礦井以三維GIS系統為基礎、以礦區地理及物象為框架、以場景化漫游為表現形式，通過對礦區各種生產系統信息的采集、分析、整理、分類、表現，使礦山生產管理由抽象變為詳細，實現了管理者身臨其境的管理方式。系統數據來源由辦公自動化系統、礦井平安生產監控系統、綜采工作面監控系統、通風機監控系統、膠帶輸送機監控系統、自燃火災束管監控系統、鍋爐自動限制和監控系統、井下移動壓風機監測系統、移動制氮站監測系統、供水系統和井下主排泵房監控系統、井下移動通訊系統、人員跟蹤定位和考勤監測系統、地面生產集中限制系統等組成，覆蓋了全礦井全部生產領域。三維GIS系統的應用是三維礦井和一般綜合自動化系統平臺區分的關鍵。三維礦井將三維GIS系統的引入，可直觀有效的表現出礦區位置、采掘面動態、煤層分布、儲量構成、水文地質、地理信息等內在的空間關系，讓管理者首先處于一個綜合的管理高度來諦視自己的轄區。三維礦井首要解決的是GIS系統和三維礦井的結合問題，通過對底層數據模型的處理及對生成物理引擎的兼容，從而實現GIS和三維礦井的無縫結合。從我們對三維礦井的理解來看，