TBook (25)数字孪生巷道

数字孪生技术的管理过程包括预警、预测和决策支持。利用数字孪生技术可以对巷道灾害进行实时监测和预警，及时发现灾害的迹象并采取相应的措施。同时，可以通过对巷道灾害进行预测，制定科学合理的预防措施和应急预案。此外，数字孪生技术还可以为决策提供支持，帮助管理者进行决策和风险评估。 通过数字孪生技术建立巷道的数字模型，并对其进行仿真，以获得巷道的三维空间信息和物理特性。实体巷道是矿井巷道的真实存在，通过各种传感器和设备收集巷道的实时信息，如温度、湿度、压力、瓦斯浓度、水位等，并将这些信息通过网络传输到云端。巷道数字孪生模型是矿井巷道的虚拟映射，通过云端的数据处理和分析，构建巷道的三维几何模型和运行状态模型，并根据预设的规则和算法，对巷道可能发生的灾害进行仿真和预测，如突水、崩塌、火灾等，并将仿真结果反馈到实体巷道。 基于数字孪生技术和虚拟现实技术，设计出灾害管理方案，对巷道中的灾害进行应急处理和后期管理。 灾害管理平台。这是矿井巷道的决策支持，通过可视化界面，展示巷道的数字孪生模型和仿真结果，为巷道的安全管理和灾害防治提供数据依据和建议方案，如调整巷道结构、优化通风系统、规划避灾路径等，并将执行指令发送到实体巷道。 数字孪生技术在巷道灾害仿真管理中的应用具有许多优势。数字孪生技术能够实现对巷道的实时监测和预警，有效避免灾害的发生。数字孪生技术能够为矿山企业提供高效的巷道管理方案，降低人力成本和时间成本。数字孪生技术还能够为矿山企业提供多种决策支持，优化生产流程和资源配置，提高矿山的经济效益。 尽管数字孪生技术在巷道灾害仿真管理方面具有巨大的潜力，但在实际应用中还存在一些挑战和问题。例如，数字孪生技术需要大量的数据支持，而且对数据的精度和准确性要求较高。此外，数字孪生技术需要具备高效的算法和计算能力，以满足实时监测和预警的要求。因此，研究者需要在数字孪生技术的应用中，持续改进算法和优化模型，不断提高技术的可靠性和稳定性，为矿山行业的安全生产提供更好的支持。 煤炭行业的开采工作已经进入到了老龄化阶段，对于较厚煤层应尽可能将煤炭资源全部回收。为了更加安全高效回收煤炭资源，延长矿井服务年限，维持矿井生产运营，提高矿井资源回收率等具有显著的经济效益和社会效益，对于开采工作中的防灾减灾、一通三防、顶板管理、冲击地压等将是下分层工作开展安全防范的重点，减少我国社会财产的损失及人身安全已经成了当务之急。结合下沟煤矿煤层易自燃的性质，以及上分层综放开采残留遗煤、采空区漏风等因素均会造成下分层开采防灭火难度大大增加，开展下分层综采工作面在复杂条件下开采可行性论证及安全高效回采关键技术研究具有重要的现实意义。通过对下分层开采期间灾害进行简要分析，并对灾害的治理工作提出一些建议。 英国诺丁汉大学的AIMS实验室作为较早从事虚拟现实在矿业中应用的机构,完成了多个VR模型的应用,例如矿山安全系统SAFE-VR、井下开采系统VR-MNE等等I2]:澳大利亚CSRO团队设计完成了虚拟煤矿环境系统(Virtual Mine).,Surpac公司开发的交互式系统主要应用在矿山勘测建模、采矿设计等诸多方面12-i]。此外,Jason Lucas等人将虚拟现实技术运用到煤矿安全培训中来作为矿旷工培训的重要手段;Tichon J等人[14]在矿工安全培训方面运用虚拟现实技术开发了相关系统,能够对矿工安全培训起到十分有效的帮助。Pedram等人[lsJ在虚拟现实技术的帮助下对矿工井下工作存在的风险情况进行了评估分析。Foster P等人[1利用虚拟现实技术研究了井下自由驾驶车辆的人机工程学问题。Stothard P等人718结合VR技术以及可持续采矿的概念,研究并探讨了在虚拟环境下模拟采矿技术以及其发展前景,提出要考虑到使用人的实际感受,注重人为因素并基于真实的地质数据模拟仿真出真实的较大范围的矿场,使其可以可视化投放在在一个巨型屏幕上,在教学培训应用有着十分显著的效果。Akkoyun O等人[191在分析了全套的仿真数据基础上,采用交互式的方法建立了一套拥有可视化环境的教学系统,用于采矿工程等相关专业的教学实践。Torano J等人201利用在矿井中得到的海量的真实数据,在虚拟现实中结合了有限元分析技术,研究了可应用于长壁采煤工作面顶板支护性能的方发,完整的展示出了整个顶板运行的行为的可视化运动过程。A.P.Squelch等人21针对南非采矿事故高发的特点,利用虚拟现实技术开发了与南非采矿行业密切相关的安全培训系统用以对矿工进行培训。