基于三维可视化的卸压区瓦斯穿层抽采仿真研究

钻井瓦斯抽采工艺现已成为强突出矿井治理煤与瓦斯突出的主要技术手段,然而受钻孔布置、抽采工艺等多因素限制,多存在瓦斯抽采量低、钻孔稳定性差等缺点。基于潘三矿17171(1)低透气强突出瓦斯治理的需要,通过开挖煤岩体的应力分布情况和数值模拟分析,确定了瓦斯高效抽采范围,提出了高效瓦斯抽采带概念;同时,利用3D MAX、Converse 3D对穿层瓦斯抽采工艺进行了三维可视化仿真。试验结果显示:穿层瓦斯抽采工艺在瓦斯抽采效果、工作面防突以及钻井稳定性上均优于其他抽采工艺,单钻井瓦斯抽采速率为13.4m~3/min,抽采总量达117.7万m~3;同时,平均节省工人培训时间达66.7%。     

危化品仓储运营过程虚拟仿真培训系统的构建

针对危险化学品仓储运营过程传统安全培训模式直观性低、安全可靠性弱、可重复性差等弊端,以江苏某化工有限公司的典型甲类危险化学品仓库为例,参考其安全评价报告等资料,旨在构建一个基于建筑图纸信息和VR交互技术的三维可视化仓库厂区安全培训系统。设计开发了危化品仓储厂区漫游、运营过程模拟互动、基于风险矩阵（RAM）的风险识别培训功能系统,结合故障树（FTA）分析仓储厂区典型事故动态发展过程,实现了多种事故后果演示功能。该虚拟仿真培训系统具备沉浸感强、安全高效且成本低的特点,为增强相关作业人员安全意识及应急处置能力提供了有力手段。     

Java3D在基于Web技术的三维森林防火上的应用探讨

阐述了Java3D的三维网络特性,通过Java3D强大的网络功能和虚拟现实技术的有效结合,使三维现场信息在Web上实现更加可行、逼真.探讨了Java3D在基于Web技术下森林防火方面的应用,主要包括森林火灾虚拟场景的建模仿真、数据库的建立、林火蔓延动态仿真模拟等技术,为森林防火系统提供了技术参考.     

应急救援3D模拟仿真演练

<正>如何利用科技手段,提高安全生产应急救援队伍的救援能力,确保"召之即来、来之能战、战之能胜",是应急管理工作的重要课题。2014年5月11日,北京市安监局组织北京市第一届矿山救援技术竞赛。竞赛中,专门增加了事故模拟仿真救援比赛项目。此项目依托于中安华邦(北京)安全生产技术研究院(以下简称"中安华邦")开发的矿山应急救援3D(三维)模拟仿真实战演练与评价系统,采用目前最先进的Unity3D——三维虚拟现实开发技术,以真实矿井的参数为基础,完整地构建了一个3D虚拟仿真矿井,包含矿井各类巷道、设备设施等,动态模拟瓦斯、火灾、     

基于Vega的灭火救援视景仿真研究

Vega是目前流行的虚拟现实应用程序开发环境,与Vega环境相关的应用程序还有三维建模工具Creator和人物仿真软件DI-GUY.在基于虚拟现实技术的灭火救援模拟训练系统中,救援场景的视景仿真是其重要组成部分.本文分析了基于Vega的软件平台开发灭火救援视景仿真系统的可行性,论述了在开发仿真系统过程中的一些关键技术,包括数据处理流程、三维建模、Vega软件的二次开发等.结论表明,利用Vega技术开发灭火救援视景仿真系统的方法是切实可行的.     

3D可视化石化装置安全管理系统的开发

本文介绍了3D可视化石化装置安全管理系统构成、功能和实验途径，该系统将三维激光扫描和GIS技术运用于石化行业，通过数据处理建立石化装置测绘级精度、全尺寸、全真实体的三维数字模型，并通过添加GIS信息和设备属性信息，实现石化装置5D可视化管理、分层管理、设备检维修和施工改造模拟、事故影响范围及应急救援最佳路径模拟、工作人员仿真培训等安全管理模块，为石化企业设备管理提供了新的技术平台。     

基于X3D技术的化学灾害事故处置在线培训系统

从消防部门处置化学灾害事故训练需求出发,采用基于Web的虚拟现实和智能组卷技术,设计并实现了一种化学灾害事故处置在线培训系统。按照化学危险品在储存、运输、生产环节中发生泄漏、燃烧和爆炸等事故类型进行分类,提供了危险源理化性质、事故特点及危害性分析、灭火救援行动措施等知识的在线学习和考试功能。在技术实现方面,采用互联网Web3D标准X3D技术,以三维方式模拟事故场景和表现知识内容,为用户提供了一个网络化、沉浸式的三维互动学习模式和环境。系统的设计和实现为化学灾害事故处置培训工作网络化、培训内容系统化、表现形式多样化提供了一种新的思路。     

直接作业虚拟仿真系统安全培训应用

针对石油化工企业传统的直接作业环节安全管理培训方式单一、互动少、考核形式常规化等问题,建立一套基于Unity-3D平台的具有交互性、真实环境的直接作业虚拟仿真系统,兼顾练习.培训、考核功能的一体化培训系统,适用于石油化工企业的员工技能提升培训,以及直接作业环节监护人培训、安全管理人员的技能水平考核等。     

安全人机工效虚拟仿真实验系统设计

虚拟仿真技术可有效解决安全生产领域基础理论和应用技术研究过程不能进行试验验证的技术难题.首先阐述了安全人机工效虚拟仿真实现系统的构成以及各部分功能,确定了以Jack软件的可视性分析、可达性分析、工作姿势分析、疲劳恢复分析、受力分析等人因分析功能为核心,建立集开发平台、展示平台、交互平台和数据分析平台为一体的安全人机工效虚拟仿真实验系统.分析了系统集成的关键技术,对比了不同类型动作捕捉器的基本原理和优缺点,结合安全人机工效实验需求,确定了采用电磁式动作捕捉器的系统集成方案,以及动作捕捉器、数据手套和虚拟仿真展示平台的集成方法,并对本实验系统的应用前景进行了展望.     

基于开源技术的灭火救援计算机模拟训练系统研究

开展模拟训练是提高消防部队灭火救援能力的重要途径。计算机技术的飞速发展,为开发灭火救援计算机模拟训练系统提供了有力手段。当前开发三维模拟训练系统,可以采取多种工具平台。依托开源引擎Delta3D和开源底层支撑系统CERTI,分析了开发基于HLA的仿真训练系统的一般步骤,总结了一套利用开源软件快速开发沉浸式灭火救援模拟系统的经济实用方案。开发过程表明,利用开源技术可以提高仿真训练系统的开发效率,缩短系统的开发周期,降低系统的开发费用。     

基于Blender的矿山虚拟现实快速构建与实现

为了实现矿山三维实体模型和虚拟现实的快速搭建与实现,分析了当前数字化矿山建模可移植性差、扩展性不灵活、开发难度大的缺陷 ,提出了一种矿山三维模型及虚拟现实体系的自动构建方法:基于Blender开源软件提供的建模平台,利用Python语言编写矿山实体的表达方法 与生成算法;利用矿山基础信息,实现了对矿山井巷、矿体等三维实体模型的自动、快速构建,并以矿山井巷工程、矿体以及地表模型等实体 模型的构建为例进行了演示;利用Blender脚本实现对三维实体模型的快速渲染,初步建立了矿山虚拟现实环境与仿真系统,并利用驱动内核实 现虚拟情景的演示。结果表明,该方法具有开发快捷、要求低等特点,为数字化矿山建设提供了一种新的思路。     

3D仿真游戏在煤矿安全生产培训管理系统中的应用

煤矿从业人员的安全素质与意识是决定煤矿安全生产的重要因素,教育和培训是提高煤矿从业人员素质与意识的有效手段,对煤矿安全生产具有非常重要的意义.川煤达竹公司运用现代信息技术手段,从系统理论出发,将煤矿生产过程作为一个完整的系统,从人、机、环境、管理四个系统要素着手,将3D仿真游戏应用于情景模拟培训,把从业人员培训分为情景式培训、互动式培训、视频式培训、手机短信培训和事故案例学习.提出人、机、环境系统协调的煤矿现代安全生产培训管理系统,有效提升了员工素质,实现了煤矿安全生产.     

厚煤层分层综采工作面的瓦斯治理

结合矿井瓦斯管理的实际,介绍了高瓦斯厚煤层分层综采工作面瓦斯治理的技术经验,具有很强的针对性和可操作性,实现了矿井在特殊阶段的安全生产.     

矿井通风三维仿真系统及其应用研究

介绍了矿井通风三维仿真系统的原理及特色,阐述了模拟矿井通风整体网络所需要的调研内容。结合某大型矿山矿井通风系统实例,针对其矿井总风量不足、大型机械化作业盘区环境恶劣、自然风压影响大、通风构筑物不完善等问题,拟定了三个技术方案,并通过矿井通风三维仿真系统进行模拟分析,展示了矿井通风系统三维仿真、方案优选、空气幕选型、自然风压等模拟原理和过程。最后,通过模拟确定的矿井通风系统最优技术方案实施后,其现场测定数据与模拟数据基本吻合,证明了系统的可靠性,改善了井下通风效果,保证了矿井安全高效的生产工作。     

基于虚拟现实技术的非煤矿山救护队培训系统设计与实现

针对非煤矿山救护队应急救援培训的实际需求和现实不足的情况,根据救护队行动程序,应用虚拟现实技术,研究与设计非煤矿山救护队应急救援培训系统。硬件系统采用可视立体技术和多点触摸技术,设计双屏触摸一体培训考试机。软件系统由用户信息管理子系统、多媒体演示培训子系统、专项操作训练子系统、考核与评价子系统、综合训练子系统构成。采用3D显示、人性化用户体验设计、自动寻路A*算法和导航网格等关键技术,从几何建模、动画建模、信息数据库和场景驱动等方面对系统整体进行架构。该系统的设计与开发可使非煤矿山救护队培训考核更加安全、高效、系统和节约。     

Research on 3D dynamic visualization simulation system of toxic gas diffusion based on virtual reality technology

A three-dimensional (3D) model of toxic gas diffusion was advanced based on Monte Carlo method with the presupposition that toxic gas diffusion process can be considered as random walk process of a large number of toxic gas particles. Compared to other existing models, this model includes analysis of both movement and non-movement attributes of toxic gas particles, and can well meet the need of dynamic simulation. Then, a 3D gas diffusion visualization scene management subsystem, including leak hazard source (tank), leak background (ground and sky) and surroundings near the leak area, was developed based on virtual reality (VR) technology. In this system, diffusion scene can be designed in accordance with the reality, which embodies the reunification between VR technology and engineering application. Finally, according to OpenGL particle system theory, by using Delphi and OpenGL as main programming tools, the diffusion simulation subsystem of toxic gas diffusion process and real-time concentration prediction and consequence simulation subsystem was completed. Application shows that by using VR technology in the accident consequence simulation, the whole system is of real-time, lifelike and visual characteristics, which not only embodies the great engineering value of virtual reality technology in the field of safety engineering, but also provides references for accident impact prediction, assessment and emergency plan.     

坚硬顶板煤层一次采全高矿压显现规律研究

大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向,越来越多的被采用,矿压事故在矿山生产安全事故中占有较大比例,有效掌握矿压规律,采用合理生产工艺是采矿生产过程中必须认真考虑的问题。大采高综采工作面采场顶板跨度大、高度高,矿山压力复杂,矿压显现规律特殊,管理难度大。针对某煤矿9、10号煤层大采高综采工作面顶板坚硬特性,为掌握类似地质条件下大采高工作面矿压显现规律,作者从理论分析入手,采用相似模拟实验方法,经过对模拟实验数据进行研究分析,得出了本矿区特定坚硬顶板条件下大采高工作面矿压显现规律,认为类似地质条件大采高工作面,顶板垮落易造成动力冲击,顶板破坏形式主要是拉断和剪断,最大压力值发生在工作面中部前方,采空区积水的影响情况和地表的沉陷状况,还需通过其他方法进行进一步的分析、论证,提出了针对类似围岩条件采煤工作面的安全技术和管理措施。     

走向高抽巷抽放采空区瓦斯数值模拟与试验分析

为获取走向高抽巷抽放瓦斯的合理参数,依据采空区瓦斯运移基本方程,采用FLUENT数值模拟的方法确定走向高抽巷的最佳抽放位置,即竖直方向高度为综采工作面底板上方20m,倾斜方向距上风巷水平距离为14 m,并在张集矿1111工作面进行现场试验;从试验效果来看:采用FLUENT数值模拟方法确定走向高抽巷位置是可靠的,布置合理的走向高抽巷具有抽放瓦斯浓度高、瓦斯抽放量大和稳定性好的优越性,能有效地解决综采工作面和上隅角瓦斯超限问题,以确保矿井安全生产;抽放参数可在类似矿区加以推广应用,安全效益、经济效益和社会效益明显.     

结合遥感影像的矿山开采沉陷专题信息三维表达

煤矿井下开采引发地表沉陷是一种严重影响生命财产和生产安全的工程形变灾害 ,其形变信息有效表达和精准制图可大大减少矿区变形控制的成本,为矿山安全生产、 保护煤柱留设、塌陷地治理、压煤村庄搬迁、破坏等级判定与损害补偿评估等方面提供 更可靠的技术保障。基于矿山地图、实时卫星遥感影像与开采沉陷变形预计结果等数据 ,采用GIS空间分析和三维可视化技术,对淮北朔里矿区地表移动与变形的下沉（W）、 水平移动（U）、水平变形（ε）、倾斜（i）和曲率（K）等形变类型进行了三维的专 题信息与应用表达,其专题信息能更加直观有效地表达与准确清晰描述开采沉陷的地理 位置、影响范围、受损害地物类型、形变方向与变形量大小等。