[发明专利]用于透明化矿山的构建方法

摘要

本发明公开一种用于透明化矿山的构建方法，具体为用于矿山井上下地形地貌、建筑、设备、地层、开采环境、监测监控等数据高度一体化的三维透明化矿山的构建方法，包括：构建全自动模型构建规则库、拓扑关联规则库、动态匹配方法库以及设备模型库；构建基础数据库；构建初始不规则三角网地质模型和三维巷道、设备、开采环境、地表工业广场模型；绘制预想剖面线；平面‑剖面对应分析和动态调整；修改平面，剖面发生变化；修改剖面，平面发生变化；局部更新与重构不规则三角网地质模型等步骤。本发明能够形成包含自适应三维地质模型、设备模型等井上下全环境模型的透明化矿山，设计合理，能够动态局部更新所构建的三维模型，具有良好的推广价值。

主权项

1.一种用于矿山井上下地形地貌、建筑、设备、地层、监测监控数据高度一体化的三维透明化矿山的构建方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：构建全自动模型构建规则库、拓扑关联规则库、动态匹配方法库以及设备模型库；步骤2：构建基础数据库；步骤3：利用基础数据库构建初始不规则三角网地质模型和三维巷道、设备、地表工业广场模型；步骤4：在煤层底板等高线图上，任意位置绘制一条或多条预想剖面线；同一屏幕一分为二，屏幕上面部分显示为平面图形，下面部分显示一个或多个预想剖面图形；步骤5：平面‑剖面对应分析和动态调整：对绘制的预想剖面图形，利用地质规律判断是否合理，如果不合理，进行步骤6；如果任意绘制的预想剖面图形都合理，进行步骤8；步骤6：修改平面，剖面发生变化；修改剖面，平面发生变化；获取修正的模型数据；步骤7：根据修正的模型数据，局部更新与重构不规则三角网地质模型；进行步骤5；步骤8：地质模型、巷道模型、设备模型、监测监控数据的叠加、集成和三维可视化；步骤9：自动拓扑关联；步骤10：煤矿静态和动态监测数据的连接、更新、查询和显示，动态监测数据是否有更新；A如果没有数据更新，完成透明化矿山模型建立，结束建模；B如果有相关数据发生变化更新，判断数据类型；B‑1如果是设备数据更新，判断是否会导致矿山模型变化；B‑1‑1如果导致矿山模型变化，跳转到步骤7，否则，进行步骤10；B‑1‑2如果不导致矿山模型变化，那么进行设备模型更新，同时判断是否会导致关联设备模型变化，如果是，进行关联设备更新；否则，进行步骤10；B‑2如果是地质数据更新，判断是否有导致模型变化的地质数据，如果是，跳转到步骤7；B‑3如果是未定义类型，放弃当前数据，进行步骤10；所述全自动模型构建规则库包括：(1)常规Delaunay三角剖分的规则；(2)制图区域划分规则，由边界相互封闭的子区域构成；(3)自动联网搜索范围限定规则，仅在封闭子区域内搜索；(4)合理性规则，包括不能跨越正断层、边界线；(5)正负区判断规则，采用右手螺旋定则判断区域正负；所述拓扑关联规则库包括：(1)设备与设备之间的拓扑关联，所述设备与设备之间包括采煤机与支架之间、支架与支架之间、支架与刮板运输机之间、采煤机与刮板运输机之间；(2)设备与地质体之间的拓扑关联，所述设备与地质体之间包括采煤机与地质体之间、支架与地质体之间、刮板运输机与地质体之间；所述动态匹配方法库包括：(1)支架与采煤机干涉模型；(2)支架间干涉模型；所述步骤8中地质模型与设备模型的叠加的具体方法为：根据井下实际情况，从设备模型库中选取对应设备模型，利用设备传感平台中的坐标信息，基于动态匹配方法库中的干涉模型，将设备自动匹配到创建的带有工作空间的地质模型中；所述步骤9中自动拓扑关联的具体过程为：基于拓扑关联规则库，计算设备与设备之间、设备与地质体之间的关系，并进行拓扑运算，实现不同对象之间的紧密联系。