三维安全生产数字矿山信息管理平台安全生产.docx

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三维安全生产数字矿山信息管理平台安全生产

三维安全生产数字矿山信息管理平台

1、三维数字矿山软件在地下采矿设计方面哪款功能比较强?

和其他的软件比起来有哪些优势？

DIMINE软件地下采矿功能主要包括以下四个方面：

（1）井巷工程设计；

（2）单体设计；（3）回采爆破设计；（4）生产进度计划。

（1）巷工程设计

主要对矿床开采系统中竖井、斜坡道、中段运输平巷、溜井、硐室、井底车场等工程进行设计。

根据矿床的埋藏条件和中段水平位置及中段高度对矿体进行切割，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（如，水平投影轮廓线），进而帮助用户快速确定各主要井巷的位置。

DIMINE软件井巷工程设计是DIMINE独有的功能，采用参数化、可视化的设计思想，类AUTOCAD的操作风格，设计完后，能自动标注、自动计算，自动生成带有控制点表和工程量表的设计施工图。

巷道设计可用于竖井、斜坡道、平巷中心线设计；

弯道设计通过参数化、智能化的方法快速生成两个井巷工程之间的弯道连接线；选择主巷道后，自动捕捉，动态显示弯道，用户动态调整到合适位置，或输入弯道半径，即可完成弯道设计；

道岔设计提供了叉道连接，指定起点起叉和指定终点起叉三种叉道起叉方式，操作方便灵活；

平滑坡度根据某一区段两端点巷道的高程，对该区段的巷道坡度进行平滑处理；

坡度调整按指定坡度对某一平面内的巷道坡度进行调整；

断面设计采用参数化方法，对当前矿山开采中所采用的各种标准类型的巷道断面（如：

圆形、矩形、梯形、圆弧拱形、三心拱形等）或用户自定义的非标准断面类型断面进行设计。

生成联通的三维巷道用于将不同类型和断面规格巷道根据其空间拓扑连接关系自动生成完全贯通的三维巷道实体；

生成非联通的三维巷道用于按照巷道设计中心线及其断面类型和规格生成相互独立的巷道三维实体，巷道之间的联通关系系统不进行自动处理，若需要联通，则必须使用实体布尔运算中的实体联合运算；

生成双线巷道由巷道中心线生成双线巷道；

提取巷道中心线从巷道实体中提取巷道中心线；

生成竖井采用特殊算法生成直立三维井筒；

计算机制图根据设计的施工图，自动标注（包括控制点号、弯道四要数等），并在图表输出时自动计算，生成控制点表及工程量表。

（2）单体设计

主要用于地下矿山回采单元单体开采设计，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、金属量和贫化率、损失率指标的精确计算；

回采单元设计按照回采单元结构参数对各中段矿体进行切割，形成回采单元三维实体；

采场设计专门针对无底柱分段崩落采矿方法提供了无底柱采场设计功能，能根据边孔角、分段高度、进路间距等参数，自动生成无底柱采场（菱形块）；专门针对缓倾斜厚大矿体、提供了采场设计工具；

采切工程设计对回采单元实体进行投影，根据投影轮廓确定采切工程位置，设计工程中心及工程断面，并生成采切工程三维实体，计算采切工程量；

底部结构设计底部结构包括漏斗及堑沟两种类型，根据底部结构类型、设计参数自动生成包含出矿巷道、出矿联络道、受矿口（漏斗口/斗颈）、出矿口等工程在内的底部结构设计线；根据开采边界，采用智能化交互方式对底部结构中单一工程体的水平位置和高度进行调整，以生成满足实际要求的底部结构工程设计线；根据各工程断面类型和断面尺寸，自动生成底部结构三维实体模型，并进行开挖量的计算。

（3）回采爆破设计

主要用于地下矿爆破中扇形孔及平行孔的设计，系统根据孔底距、采场边界、钻机参数等，自动生成扇形或平行炮孔，根据装药算法，自动进行装药，允许用户对自动生成的炮孔参数（长度、角度、装药长度等）进行交互式修改和编辑，最终生成爆破实体、爆破施工卡片及中深孔设计施工图。

爆破边界的自动生成由工作面切割采场及出矿巷道，自动生成每一排位的爆破边界及巷道断面；

扇形炮孔的自动生成根据采场边界、钻机参数、炮孔参数等自动生成某一排位的扇形炮孔；

炮孔编辑对每一排面的每一个炮孔的长度、角度等参数进行交互式编辑与调整，使炮孔的设计结果能完全满足爆破的要求；

自动装药根据装药算法自动进行装药设计；

图表生成自动生成每排炮孔设计施工图，并生成包括炮孔排号、孔号、炮孔设计长度、倾角、方位角、圆心距、装药长度、装药量、爆破量等参数在内的炮孔施工表供现场施工和验收使用；

（4）生产进度计划

主要用于地下矿掘进及回采计划的编制，通过生产路径数据和三维实体（巷道、采场）数据等基础数据的准备，根据生产工艺及资源设备状况等，自动形成生产任务及任务作业顺序，最终生成生产计划报表及动画模拟生产计划的执行过程，做到生产计划编制的可视、可控、可调。

数据准备通过表格形式准备数据，方便直观；

计划编制根据准备的数据，自动编制生产进度计划；

报表定制用户可根据自己的需要，自行定制生产计划报表；

结果输出提供Excel报表、Project进度计划图、及三维图形显示、动画模拟生产计划的执行过程等结果输出形式。

2、安全生产管理系统

安全生产管理是管理的重要组成部分,是安全学科的一个重要分支。

安全生产管理就是针对人们在生产过程中的安全问题,运用有效的资源,持续高效对隐患治理各环节进行追踪,实现企业无隐患运行.但是普通的安全生产监测方法，费时又费力，传达起来效率不高，不能有效实时监测控制。

安全眼安全生产软件可快速精准做好风险评估,助企业安全管理能力不断提升.“安全眼”根据国际先进的安全管理理论和方法，结合中国安全监管的特点和企业安全管理的水平，借助互联网、移动通信、物联网、云服务和大数据等技术，以系统化的安全咨询方案为基础，针对企业安全风险特点，与生产运营对接，精准解决安全生产制度落地、员工安全培训教育、安全生产风险实时监控和科学化决策等最具挑战的安全管理难题，实现安全管理的革命性突破，为企业提供专业、便捷和有效的安全管理定量化解决方案。

◆搭建安全管理的基础数据平台:

满足企业安全生产管理的需要，具备基础数据的准确和实时搜集、传输和整理，并进行系统的统计和分析，发现管理缺失和漏洞，为管理决策做支撑。

◆固化安全管理的专业知识和技能:

用科学的方法有效地执行安全管理制度并测评其落实情况，实时掌握各作业现场安全生产状况并有目标地推动持续改进。

◆提高安全管理的科学化水平:

建立统一的安全管理基础信息采集平台，安全知识、技能和经验的积累、沉淀和标准化，打造企业安全管理的专业数据库，实现安全管理数字化。

软件特点：

兼容性：

每一模块既能独立运行和单独使用，又能多模块无缝集成，还可以快速实现与企业现有兼容性T系统及各种HSE应用系统的集成。

专业性：

各项检查有来源、有依据；同时通过App将专家的大脑与眼睛带到现场。

专业性实时采集数据并收集问题，管理层随时掌握现场情况。

实时性：

实时性安全知识、技能和经验的积累与沉淀，形成企业安全管理专业数据库。

实用性：

成长性简单方便，易于操作。

模块化：

根据某一安全管理要素或分要素的要求，基于统一的系统管理架构、兼容SQL的数据库结构、敏捷的开发工具、国际通用的API标准接口、风格一致的用户界面UI开发出即可用（PnP）以实现某一安全管理功能的模块。

定制化：

根据企业规模、作业性质、安全风险特点和安全管理的水平，量体裁衣，定制满足客户安全管理需求的咨询服务。

为企业提供精准而非“大而全”的一体化管理咨询，提高企业安全管理的实际效果。

安全眼软件模块包括：

风险管控模块、巡检模块、周期性工作模块、隐患模块、统计分析模块、考试培训等模块。

整体移动巡检，高效便捷，任务通知，省时省力，流程签转，一目了然，矩阵培训，有的放矢，碎片化学习，自由自主，痕迹化管理，合法合规。

实施效果：

◆通过使用“安全眼”进行日常安全检查或隐患排查并实施整改，生产人员的

安全专业能力在短时间内明显提升，并且将得到持续提升。

◆通过不断的检查与整改，现场符合风险管理标准的比例不断提升，安全隐患

持续减少。

◆由于对隐患治理各环节进行追踪，隐患得到及时整改。

◆通过使用“安全眼”系统，各级管理人员的安全管理专业能力和积极性不断提高，实现各部门、各单位生产安全自我管理，安全生产“一岗双责”得到落实

◆通过在“安全眼”系统不断完善、优化风险评估，不断增添事故案例和法律法规要求，企业安全生产管理经验在系统上不断积累，成为企业财富。

经过几年的不断优化与完善，赛为安全开发出一款以企业安全生产事故隐患双重预防机制为核心的“安全眼”软件产品，并成功应用于化学品生产、危化仓储、加油站、工程建设、石油钻探、油气管道输送和矿山等生产领域，同时取得了非常好的效果。

3、什么是安全生产管理系统？

可以预见，随着全国安全生产专项整治三年计划的即将展开，包括煤矿、高危化学品、建筑施工等企业在内的各大高危行业领域，势必将成为安全生产管理整治的重点领域，相关安全生产责任风险防控与保障制度的建立与完善，也将再次成为各相关部门与行业企业的工作重点。

同时需要关注的重点还包括，会上国家应急管理部副部长表示将“推动修订出台新的《安全生产法》与刑法修正案，将事故前的严重违法行为入刑”，通过立法手段，健全完善国内安全生产保障制度，有效防范和避免各类安全生产风险事故的发生。

毫无疑问，立法建设是解决目前国内安全生产领域各类不规范市场行为最直接有效的办法。

但立法修订往往需要较长时间，应对目前国内日益严峻的安全生产形势，除寄希望于新的《安全生产法》与刑法修正案，还需充分利用市场化的安全生产风险防范与保障手段，两者相辅相成，共同健全完善我国安全生产保障制度，防范和化解各类安全生产风险。

安全生产责任保险，是近年来国家在政策上重点关注与推动的安全生产保险制度，同时也是有效防范与应对各类安全生产风险的市场化制度保障措施，目前已随着全国各行政区域的政策试点，逐渐在各安全生产保障领域发挥重要作用。

在全国安全生产专项整治即将启动的中央政策背景下，进一步扩大安全生产责任保险的市场应用与功能机制，对于国内各高危生产行业领域有着重要意义。

因此，这里主要通过整理国内各地安责险的试点模式经验特点，从市场业务推进、事故预防管理、保险责任保障与保险科技应用四个方面，为安责险制度发展的进一步完善应用提供借鉴参考。

1、市场业务推进与事故预防管理

市场业务推进

安责险的市场发展特点在于“政策引导、政府推动、市场运作”，因此，在其市场业务推动方面，既要重点发挥政府的政策推动主导作用，也要激发各市场主体的主动参与。

在发挥政府政策推动主导作用上，湖南建立“安全生产责任保险联席会议制度”，由住建、交通、水利、人力保障、质检、农委、信委、财政等多个行业主管部门共同参与，充分发挥政府组织实施作用，指导和推进安全生产责任险的试点应用。

在激发各市场主体主动参与方面，山东出台财政补贴政策，对各高危行业领域企业投保安全生产责任保险提供财政奖补资金，激发起主动市场投保。

事故预防管理

在安全生产责任保险的各地试点过程中，相关部门普遍重视对保险公司的事故预防管理，对其具体的工作规范、内容措施等提出明确要求。

如天津

要求保险公司的事故预防服务，应包括安全生产宣传教育培训；生产安全事故隐患排查；安全风险辨识、评估；安全生产标准化建设、安全评价、应急预案编制和应急救援演练的技术咨询；安全生产科技推广技术咨询；其他有关事故预防工作。

保险机构每年度至少应组织2次安全生产培训，1次重点企业隐患排查。

再如河北张家口

以月、季、年为单位，保险公司的承保、理赔、事故预防服务等数据进行监管分析，并采取通报、约谈、考核评价等方法，对保险公司进行奖惩管理。

此外，各地区在试点文件中都明确规定了保险公司的事故预付费用，专项用于为投保企业提供安全生产事故预防技术服务。

具体费用额度通常为当年保费额度的10%-20%，如吉林、安徽等地事故预防费大多为10%，河北等地为15%，成都则达到20%。

2、保险科技应用与保险责任保障

保险科技应用

除了重视安责险的保险保障力度，各地保险公司还积极探索安责险的保险科技应用与平台建设。

安全生产风险管理平台

人保财险嘉兴分公司2019年开发了“安全生产风险管理平台”。

通过平台应用，主要实现线上与线下服务的融合，即线上为安全生产风险企业匹配相应安全生产服务专家，线下进入企业开展安全生产服务，帮助企业进行隐患排查与解决。

安全生产责任保险信息管理平台

山西吕梁与成都则重点发展“安全生产责任保险信息管理平台”，如成都安责险信息平台，能够提供在线投保、在线批改、索赔查询、业务等信息化服务，对于万元以下的安责险案件还可通过线上方式完成索赔，帮助优化安责险的保险服务质量。

而山西“安全生产责任保险信息管理平台”则主要发挥系统平台风控服务功能，通过运用大数据等保险科技，建立风险管理预测模型，对各类安全生产风险进行在线测评，动态即时防范各类安全生产风险。

保险责任保障

相较于传统险种，各地安全生产责任保险的保险责任范围更广，保障力度更大，并且实行无过错原则。

保障范围进一步扩展到事故救援费用、疏散费用、调查勘验费用、法律费用等，且对一般商业险种规定的“投保企业的重大过失责任”和“违反安全法规的行为”免责条款剔除。

此外，目前多个地方将安责险的保险责任范围扩展到因感染新冠肺炎导致的人员伤亡，进一步提高安责险的保险保障效果，如成都即宣布自2020年2月10日-2020年12月31日期间，成都市安责险对保险期限内的统保示范项目所有参保企业，将保险责任免费扩展到了因感染新冠肺炎导致的人员伤亡。

在保险期限内，被保险人雇员初次确诊感染新冠肺炎并导致身故的，将给与每人10万元的赔偿金;导致残疾的，将给予每人10万元*残疾比例的赔偿金，累计赔偿限额600万元，约占2019年全部保费的89%。

从国家即将展开的三年安全专项整治与相关法律修订来看，国内安全生产形式十分严峻。

安全生产责任保险作为国家大力推动的安全生产保险保障制度，应在总结各地试点经验的基础上，进一步完善保险制度，扩展市场应用，发挥更有效的安全生产保险保障作用。

4、智慧矿山生产调度管控系统介绍及意义是什么？

对于调度管控系统来说，最大的一个意义就是在使用了这个系统之后，可以最大限度的提高他们的工作效率。

5、三维数字矿山建模技术示范

以国内外现有成熟地质体三维建模软件为平台，结合3S技术、数学地质、虚拟现实技术，建立各种三维地质模型、工程模型，并形成结合多种技术的三维地质体建模方法体系和矿山多类型数据的综合分析流程，形成数字矿山可视化-数据管理一体化三维建模技术示范研究，为我国找矿勘探工作提供一套便于推广的数字矿山三维建模技术方法体系。

三维数字矿山建模在云南个旧和四川拉拉铜矿进行了示范。

云南个旧数字矿山建设情况将结合建设的整个技术流程，包括基础数据的收集和预处理、各种实体模型的建立、集成与系统功能研发等方面。

（一）数据收集与预处理

数字矿山仿真系统的构建以整个矿山为对象，具有范围大、数据量大等特点。

在确定了研究区的区域范围、地理位置、仿真类型、效果要求以及实现平台的基础上，收集了研究区矿山相关的地上、地下、地理、地质等的数据资料，并对基础图件和数据进行了矢量化、空间校正等预处理，为基于GIS及三维建模软件分别建立矿山地上地下真三维实体模型奠定基础。

收集了个旧东区30m分辨率的DEM数据和0.5m分辨率的WorldView2遥感影像，并进行了投影转换、校正、融合等处理。

针对地质体建模全面系统的收集了个旧高松矿田的矿区构造地质图（局部中段地质图）、工程分布图、坑道平面图、地质勘探线剖面图、钻探原始地质编录资料、坑探原始地质编录资料及样品化验资料等。

通过数码相机采集真实的图片素材作为纹理数据，并利用图像处理软件进行校正、匹配，转换等处理。

利用激光高度计获取地表建筑长宽高尺寸数据。

（二）三维实体建模

本系统在对各种建模算法适用于不同实体的建模进行研究分析的基础上，针对地形地貌、地质体、井巷工程、二维资料以及地物景观等进行了相关建模方法的研究。

1.地形建模

地形实体模型可以真实地反映地表地形地貌的情况，本研究利用数字高程数据（DEM）和遥感影像数据，基于Grid形式表达，对地表进行了建模，很好地反映出了矿区的总体地表情况（图4-27）。

图4-27个旧东区三维地形模型图

2.地质体建模

三维地质建模包括地层实体模型、构造实体模型、已知矿体实体模型和岩体实体模型等。

地层实体模型可以直观地显示研究区内的区域成矿地质背景，清楚的表达矿区地层与矿体的空间位置关系及矿体主要的集中层位；通过构造实体模型可以清楚地掌握断层与矿体的位置关系及断层对矿体开采的影响，直观地显示和更好地揭示出区域不同类型的断裂的形态趋势和属性特征，对于把握整个研究区的构造格局具有重要作用；构建矿体模型能准确掌握矿体的几何空间形态与位置，且为品位估值奠定基础；岩体一般被认为是在成矿期为成矿作用提供成矿物质、成矿热液和热源的证据，建立岩体实体模型对于矿体位置有较大的指示作用。

图4-28为地质体建模的技术流程图。

根据收集的工作区的地质图、中段平面图、工程部署图、实测勘探线剖面、大中比例尺地质平面图以及图切剖面图等，进行三维空间校正后，提取出地层、矿体、岩体、断层等地质体的轮廓线，并对各勘探线剖面进行连接、平滑，最终基于轮廓线重构面技术形成三维实体模型。

对于岩体实体模型一般可以通过钻孔的岩性资料进行推断，或者根据岩体等深线资料插值生成。

本书研究区范围内地表无岩浆岩出露，但在深部有隐伏花岗岩体分布，岩体模型主要根据收集到的岩体等深线插值生成岩体实体模型。

为使三维数字模型能够更加明显地展示出该区各地质体的特点，在Z轴方向上对模型进行了适当的拉伸，这样的处理对研究区实体模型展示及预测分析工作十分有利。

图4-28地质体建模的技术流程图

3.井巷工程建模

坑道实体模型的建立有助于地质工作者一目了然地看出矿区内坑道工程的实际部署，并且在三维空间工程里可以与其他三维实体模型相叠加，可以更好地了解矿区内矿体的勘探情况和其他的地质条件，为下一步工程勘探部署建议提供重要参考资料。

本书研究主要采用顶板中心线加巷道断面法建立巷道模型，从实测中段平面图提取巷道，进行格式转换，投影、配准、数字化等操作，作为巷道建模的中心线。

为实现快速模型构建，我们对巷道分三级处理，将巷道适当的抽象为不同的对象实体。

对巷道内部以及采矿和运矿系统进行了建模方法研究，为地下可以进入巷道以及对采矿运矿等知识的科普提供三维模型。

4.二维、三维一体化

与矿山研究与管理相关的其他资料包括地质图、物探和化探异常信息以及行政区划图、资源规划图等，包含大量的有用信息，但多以二维平面图件表达，因此，在建立的三维空间模型中有效的集成这些传统的二维的地、物、化、遥信息是很有必要的。

本书探究了将长期积累的生产、管理、科研（地、矿、物、化、遥）的二维资料与三维模型有机融合的方法，实现二维信息三维模型一体化集成与表达，为综合研究提供一个有机的辅助平台。

如基于准确地理坐标，以地质图叠加DEM高程数据，建立了矿区的地质地形模型，以物探图件、化探图件，叠加DEM高程数据，基于Grid表达，建立矿区的物化探图件模型。

以勘探线剖面、化探剖面、化探剖面，基于三维空间关系恢复的三维校正与立剖面，建立了勘探线剖面与中断平面关系模型、物探剖面模型和化探剖面模型等。

其他二维地学数据如钻探原始地质编录资料、坑探原始地质编录资料及样品化验资料等表数据可以以数据库的方式实现一体化集成。

对于相机采集的真实图片素材、激光高度计获取建筑物的高度数据、钻探原始地质编录资料以及相关的图片、视频、动画等结构化与非结构化数据选择相应的存储与建模方式，为实现最终的一体化集成做准备。

5.地物建模

地表建筑物的建模主要采用多边形建模方法，根据遥感数据或建筑底图，建立相应的楼体拉伸多边形，再采用处理好的图片做成纹理贴图。

进行建模时要平衡速度和质量的关系，尽量将模型简化，可以采用贴图技术表现模型上的细节。

对于主要建筑进行了楼内布局和设备的建模方法研究，实现了地上进楼。

（三）系统的集成与功能研发

通过上述步骤完成的各类实体模型是相对独立的，尚未实现真正意义上的联系，需在此基础上，进行模型的集成与信息系统的开发。

系统集成主要是根据用户的需要设计友好的操作界面、预先设计导览路径、创建交互操作功能等。

1.系统结构

三维数字矿山系统结构（图4-29）。

系统主要通过虚拟现实软件VRP实现系统的集成和开发，切制剖面等部分功能在VisualStudio2008环境下用C++语言结合DirectX图形库开发实现。

三维矿山系统实现系统导览、集成管理、信息查询、综合分析及切制剖面等功能，图形用户界面友好。

图4-29数字矿山系统结构图

2.界面设计

在保证基本的软件功能实现的同时，系统为用户提供简洁、大方、美观、友好的程序界面，通过各命令按钮方便用户的控制操作，系统界面设计如图4-30所示，主要通过对话框组织各类功能命令。

图4-30系统界面、菜单、控制面板设计图

3.功能设计

三维数字矿山系统的功能（图4-31），主要包括系统导览、集成管理、信息查询、综合分析和切制地质剖面等5个模块。

图4-31数字矿山系统功能图

（1）系统导览：

系统导览功能主要包括对地表地形及对地下地质体模型的浏览。

系统通过创建相机和设计路径，可以浏览矿山虚拟场景，实现对地上地表地形的浏览以及地下地质体的动态固定路径浏览以及任意交互漫游浏览。

（2）集成管理：

地学研究根据研究对象和特点分为不同的学科，从而使各个领域具体且深入，同时，地学研究需要各个学科的成果交融，从不同角度综合反映，提高整体认识水平。

然而，随着研究的深入和高新技术的发展，不同学科成果内容和形式各异、数据格式类型不兼容，导致地学数据孤立分散等问题越来越突出，不利于地学的综合研究发展。

对此，研究实现了传统的二维数据资料与建立的三维实体模型的集成管理、同步显示和操作，为矿产资源预测研究提供一个基础平台。

如图4-32为系统数据集成管理界面，通过下拉列表的形式对各二维资料和三维模型进行集成与组织管理。

另外，系统设计的“分区式”数字矿山建设集成组合方案，可以按照矿区（矿段）与矿山（矿田）分片、分期进行数字矿山建设，便于矿山生产与管理，将不同区域范围的矿区（矿段）与矿山（矿田），不同阶段形成的研究成果一体化集成，为矿区的生产、管理提供服务。

图4-32系统数据集成管理界面图

（3）信息查询：

数据信息查询是数字化矿山系统的重要组成部分，需要对已有收集到的研究区的地层岩性信息等数据建立地质基础属性数据库，并加入了矿区实拍照片图件，实现了地层信息属性查询及实拍照片的热链接功能。

系统通过使用ADO数据库接口，使三维虚拟场景的对象与地质属性数据库建立联系，实现了属性信息的查询。

个旧高松数字矿山系统主要实现了地层信息查询和实拍图片信息查询。

如图4-33为地层信息查询界面，在场景中右键地层实体模型可以查询该地层的属性信息，如地层描述等。

系统还实现了坐标信息的查询功能，点击模型可获取模型的坐标位置信息。

（4）综合分析：

对个旧高松数字矿山系统的建设实现了叠加分析与综合信息分析功能，主要包括二维数据与三维模型的叠加分析、多模型组合叠加分析。

在二维、三维一体化叠加分析方面，本书将个旧高松矿区长期积累的生产、管理、科研（地、矿