基于虚拟现实技术的矿山突水预测分析

论文摘要

采矿活动都在地下岩石中进行,挖掘深度不断增加,地质条件更加复杂。这些工程活动通常要介入很多学科,如地质、地质力学和施工规划等。各个学科负责收集、分析和解释各自的数据库。大多数数据是三维的,如果考虑时间和费用因素,将四维甚至五维的数据。如果没有三维或多维(多维数据一般用动态三维图像来显示)图像化工具的帮助,人们将会很难理解复杂空间和时间的数据,特别是不同的数据集之间的相互关系更难掌握。为了更好地了解数据进而做出准确决策,以达到优化设计、减小风险的目的,需要综合所有工程数据。本文基于虚拟现实平台,把某矿山工程地质数据、微震监测数据、有限元计算的应力场、损伤场数据等多组三维数据信息集进行集成,通过真三维的可视化显示与更为有效的数据解读和分析,来实现该矿的突水预测。应用虚拟现实技术来进行工程问题的解决,可为庞杂的数据信息分析提供便利,从而有效的提高了决策效率。虚拟现实技术是模拟仿真的最高阶段,通过硬件与软件的配合,可以真实的再现自然界中无法看到或很难显现的物理过程或计算结果,以真三维的方式再现立体场景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的依据与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的思路及主要内容
• 第2章 虚拟现实技术与GOCAD软件介绍
• 2.1 虚拟现实技术的概念
• 2.2 虚拟现实的关键技术
• 2.2.1 立体视觉原理及视觉模型
• 2.2.2 立体显示原理
• 2.3 虚拟现实实现系统
• 2.3.1 虚拟现实系统的构成
• 2.3.2 虚拟现实环境的产生
• 2.3.3 数值模拟结果的可视化及交互
• 2.4 虚拟现实技术的应用前景
• 2.5 虚拟现实技术在矿山中的应用
• 2.6 虚拟现实软件GOCAD介绍
• 第3章 张马屯铁矿地质工程概况及微震监测结果
• 3.1 张马屯铁矿地质工程概况
• 3.2 张马屯铁矿注浆帷幕体的实际微震监测结果
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于COMSOL的帷幕应力场计算与损伤区标定
• 4.1 有限元软件COMSOL Multiphysics简介
• 4.2 帷幕应力场计算及分析
• 4.2.1 计算模型建立及物理力学参数的确定
• 4.2.2 流固耦合情况下的应力场计算及结果分析
• 4.3 围岩破坏损伤区标定
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于张马屯铁矿的不同数据信息集的集合显示分析
• 5.1 张马屯铁矿防水帷幕地质模型的建立
• 5.2 水平应力剖面的建立
• 5.3 建立损伤区破坏水平剖面及微震监测结果的集合显示
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论及展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 今后的工作与展望
• 参考文献
• 致谢