数字孪生技术在智慧矿山中的应用,通过构建物理实体的虚拟映射,实现了矿山生产透明化管控和智能开采优化的变革性突破。该部分包含高精度三维地质建模与可视化、开采过程智能规划与仿真、生产系统协同优化与智能调度三项核心功能,为矿山智能化开采提供全方位技术支撑。
1. 高精度三维地质建模与可视化
数字孪生平台通过集成多源地质数据(如地质勘探数据、遥感影像、传感器实时监测信息)和三维可视化技术,构建矿井地下地质与开采环境的精准数字孪生体。
该模型能够动态还原矿山地表厂区、井下巷道、采掘工作面、设备设施的真实形态,并深度关联实时数据(如矿石产量、设备运行参数、通风系统状态)。这使得管理人员可以一键穿透查看从宏观布局到微观设备内部结构,全面掌握矿山生产态势,显著提升地质透明化和决策直观性。
2. 开采过程智能规划与仿真
系统利用动态数据模型和算法分析,对采掘设备的运行效率、物料运输的流量流速进行智能分析,优化生产流程。
中国煤科天玛智控的工作面数字孪生系统能够一键生成薄煤层、中厚煤层、大采高等复杂工作面的等比例高精度三维场景,支持规划截割三维交互、多视角监测、防碰撞预警等功能,并通过工艺仿真优化实现“模型动态推演、设备精准调控”的“以虚控实”目标。这使开采方案设计效率大幅提升,为无人采煤新模式提供实时三维可视化辅助支持。
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3. 生产系统协同优化与智能调度
平台通过统一数据接口整合井下设备运行参数、人员定位信息、环境监测数据等实时信息,形成可视化数据看板。
基于实时数据动态调整资源分配:根据井下各工作面的推进进度自动调度掘进设备;结合人员技能标签与作业区域需求优化班组排班;依据物料消耗速率联动仓库管理系统制定补给计划。应用表明,该功能可降低设备闲置率30%,增加人员有效作业时间15%,显著提升资源利用效率和生产协同性。
通过智能开采功能的深度应用,数字孪生技术正推动矿山生产从传统经验驱动向数据智能驱动转型,大幅提升开采效率和资源利用率,为矿山数字化转型提供坚实技术基础。
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