数字化矿山地形模型建立方法与流程

本发明涉及矿山地形建立，具体涉及数字化矿山地形模型建立方法。

背景技术：

1、在矿山地形的构建中，目前通常需要获取矿山的实际地形图像数据来进行构建地形模型，以便于对矿山的地形做出适当的分析决策。

2、目前，在对矿山的地形构建后，可直观的对矿山地形的实际状况进行分析，但是对于矿山来说，矿山因其自身地形复杂，当受到外界的天气状况影响时，其是否会产生关联的地形变化影响，若是产生地形变化时，如何确定矿山中地形变化中所受到影响区域，并对受影响的区域做出安全规划，以便于后续对矿山的开采等管理做出应急的对应决策是目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了数字化矿山地形模型建立方法，能够有效解决现有技术中天气状况对矿山造成影响时，无法预测出矿山在未来状况下的实际情况，以不便后续对矿山的开采、管理做出应急决策的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、本发明提供数字化矿山地形模型建立方法，包括如下步骤：

4、s1、获取矿山地形的实际图像数据，并在实际图像数据中标记出矿山中关键的地形特征；

5、s2、通过模型软件结合矿山的实际图像数据、关键的地形特征以构建矿山地形模型；

6、s3、设定指定时间，在指定时间下判定矿山中所存在的风险区，并计算风险区所对应的风险数值，确定风险区在指定时间下的天气状况，当天气状况为雨天时获取雨天数据，根据风险区的风险数值与雨天数据确定风险区在未来天气下的未来风险数值，其中：

7、获取终端设备内矿山存在坍塌风险的风险判定区间，将风险区的未来风险数值输入至风险判定区间内进行比对，以判定矿山后续受天气状况影响存在坍塌风险的风险区，并将此风险区标记为目标风险区；

8、s4、对目标风险区执行实际状况的模拟，以获取受目标风险区影响的关联矿山区域，并将其标记为关联风险区，并由此重新构建矿山地形模型；

9、s5、依据所确定的关联风险区和目标风险区分别确定在矿山内的风险坐标位置，基于风险坐标位置在矿山内构建采矿规避坐标，依据采矿规避坐标构建安全采矿路径；

10、s6、依据所确定的目标风险区和关联风险区对矿山分别确定加固方式，明确加固方式的加固完成时间，预设监测时间，以在监测时间内重新判定目标风险区和关联风险区的风险数值，基于风险数值判定是否对目标风险区和关联风险区解除风险标记，当解除风险标记时，将目标风险区和关联风险区确定为末端开采点，以重新构建安全开采路径。

11、进一步地，所述指定时间为周度。

12、进一步地，所述风险区的判定方法如下：

13、划定风险类型，风险类型包括矿山中存在的采空区、裂缝区和缝隙区、坡脚区、隧道区；

14、获取不同风险类型下的矿山状态实时数据；

15、依据不同的风险类型和实时数据计算风险类型对应的风险数值，将风险数值与标定风险阈值进行比对，判定矿山中存在的风险区。

16、进一步地，所述采空区风险数值的计算方法如下：

17、

18、式中，为风险数值，为采空区体积，为采空区的形状，为采空区的岩层软度，为采空区内的支护风险程度，为采空区地下水状况，、、、和均为影响权重，且、、、和之和为1，g为常数修正系数，获取终端设备内采空区的标定风险阈值，当 时，低风险；当 时，中风险；当 时，高风险；因此，便将处于中风险和高风险的采空区标记为风险区。

19、进一步地，构建安全采矿路径后，确定矿山中的开采区，其中，开采区的确定方法为：

20、获取矿山上预设的独立区域；

21、在独立区域中获取矿山状态实时数据，并计算出独立区域风险数值的总和并生成统计风险值；

22、将统计风险值由小至大进行排序并逐次确定开采区。

23、进一步地，目标风险区和关联风险区确定后，获取该目标风险区和关联风险区内的矿山是否存在其他物质，其中：

24、当存在其他物质时，依据矿山地形模型对其他物质随目标风险区和关联风险区塌陷所导致的流动状况进行模拟，以在矿山内获取其他物质所影响的区域；

25、获取当前矿山内作业资源所处的位置坐标，并计算其他物质的坐标位置与作业资源的位置坐标之间的坐标距离，获取其他物质的流动速率，以计算其他物质的坐标位置到达作业资源的位置坐标的时间，将此时间标记为应急时间，将应急时间输入至终端设备中进行预警。

26、本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：

27、通过获取矿山的实际图像数据构建矿山地形模型，结合指定时间分析矿山实际的风险状况并由此判定矿山中的风险区，并结合天气状况计算风险区未来风险数值以判定目标风险区，对目标风险区执行实际状况模拟，获取受目标风险区影响的关联风险区，并由此重新构建矿山地形模型，以得到较为准确的矿山地形模型；

28、依据关联风险区和目标风险区分别确定风险坐标位置，基于风险坐标位置构建采矿规避坐标，依据采矿规避坐标构建安全采矿路径，由此实现对矿山开采的安全规划；

29、基于目标风险区和关联风险区确定矿山的加固方式及加固完成时间，以重新判定目标风险区和关联风险区的风险数值，基于风险数值判定是否对目标风险区和关联风险区解除风险标记，当解除风险标记时，以目标风险区和关联风险区重新构建安全开采路径，以实现对矿山可开采区域的合理规划决策。

技术特征：

1.数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，所述指定时间为周度。

3.根据权利要求1所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，所述风险区的判定方法如下：

4.根据权利要求3所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，所述采空区的风险数值的计算方法如下：

5.根据权利要求1所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，所述s5中，构建安全采矿路径后，确定矿山中的开采区，其中，开采区的确定方法为：

6.根据权利要求1所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，所述s5中，目标风险区和关联风险区确定后，获取该目标风险区和关联风险区内的矿山是否存在其他物质，其中：

7.根据权利要求6所述的数字化矿山地形模型建立方法，其特征在于，通过确定其他物质的流动路线以及流动路线的末端坐标，实时获取矿山内不受影响的作业资源的多个存储点坐标，分别获取与存储点坐标最近的且受影响的作业资源，基于其他物质的流动路线和末端坐标构建短时间的运输规避路线，明确运输规避路线的运输时长，将运输时长与应急时长进行比对，判定是否小于应急时长，当小于时，则终端设备输出允许执行应急运输的指令。

技术总结
本发明涉及矿山地形建立技术领域，具体涉及数字化矿山地形模型建立方法。包括获取受目标风险区影响的关联风险区；依据关联风险区和目标风险区确定风险坐标位置，基于风险坐标位置构建安全采矿路径；确定加固方式及加固完成时间，判定目标风险区和关联风险区的风险数值，基于风险数值判定是否对目标风险区和关联风险区解除风险标记以重新构建安全开采路径。通过结合天气状况计算未来风险值，判定目标风险区并执行状况模拟，获取受目标风险区影响的关联风险区，并由此重新构建矿山地形模型，以得到矿山地形模型；依据关联风险区和目标风险区分别确定风险坐标位置，基于风险坐标位置构建采矿规避坐标，由此实现对矿山开采的安全规划。

技术研发人员：易邦进,王金亮,傅涛,杨文全,牛磊,马琼,孙技星,张建鹏,邓云程
受保护的技术使用者：云南省地质科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10