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DIMINE 2010數字礦山軟體系統

目 錄

1. DIMINE數字礦山軟體系統概述

2. DIMINE軟體系統功能介紹

2.1在地質方面的應用

2.2在地下採礦方面的應用

2.3在露天採礦方面的應用

2.4測量應用

2.5列印出圖

4. DIMINE軟體特有的優勢

DIMINE 2010數字礦山軟體系統是在中南大學古德生院士及王李管教授領導下、由中南大學數字礦山研究中心的礦業及軟體專家們，在全面研究了國內外數字礦山相關軟體和國內礦業企業實際需求的基礎上，經過多年的艱苦努力，研究開發出的新一版基於數字化礦山整體解決方案的礦山數字化軟體系統，達到了國際領先水平。

該系統主要適用於礦業企業的地質、測量、採礦專業的技術人員及技術管理人員，全面實現了從礦床三維地質建模、儲量計算與動態管理、測量驗收及數據的快速成圖；地下礦開採系統設計與開採單體設計、回採爆破設計、生產計劃編製、礦井通風系統網路解算與優化；露天礦開採境界優化、露天采場設計、采剝順序優化與計劃編製到各種工程圖表的快速生成等工作的可視化、數字化與智能化，是各礦業企業進行數字化礦山建設最佳的軟體平台。

目前，DIMINE數字礦山軟體系統已成功應用在國內包括有色、黑色、黃金等不同類型的礦山企業、設計院及大專院校，用戶包括：江西銅業集團、安徽銅陵礦業集團、雲南玉溪礦業公司、中國鋁業河南分公司、中核集團、雲南金沙礦業公司、五礦集團邯邢冶金礦山管理局、新余鋼鐵集團、北京礦冶研究總院、蘭州設計院、本鋼設計院、中南大學、北京科技大學等，為企業帶來的經濟和社會效益正逐漸顯現出來，同時也極大地改善和提高了地質工程師、測量工程師、採礦工程師及企業管理者們在生產管理過程中的技術信息交流水平和工作效率，進而提高了礦山企業的技術及生產管理水平。

DIMINE 2010版軟體系統的主要特點如下：

l 採用OFFICE2007及AUTOCAD2009的界面風格，組織更有條理，界面更友好；

l 採用八叉樹技術及硬碟虛擬內存技術，可以支持超大塊段模型的建立及顯示；同時採用先進的動態次級分塊技術實現對礦體邊界的最佳擬合；

l 增加了露天采剝順序優化和計劃編製功能，自動確定露天礦的分期開採境界，實現了中長期和短期采剝計劃的快速編製；基於生產過程模擬技術、增加了符合中國礦山實際的地下礦生產進度計劃編製功能；

l 獨有的類AUTOCAD繪圖技術，具有支持OLE對象插入及自動標註功能；

l 國內外首次採用資料庫技術管理礦山所有數據，提高了企業數據的共享程度和安全性，實現了多用戶，全方位協同工作；

l 國內外首次利用三維GIS技術，實現複雜屬性信息和空間信息的邏輯表達式查詢與處理；

l 首次採用空間工作面方式提高了真三維環境下的開採設計的精度和效率；

l 實現了三維礦業軟體由幾何建模到開採設計建模的跨越；

l 支持單用戶、多用戶及資料庫用戶三種不同類型的用戶使用。

2. DIMINE軟體系統功能介紹

DIMINE 2010系統有地勘版、露天礦企業版、地下礦企業版和全功能版四個版本，用戶可根據企業需要來選擇版本。

圖3 DIMINE 2010軟體系統版本分類

2.1在地質方面的應用

（1）地質資料庫管理

國內外首次採用資料庫技術管理所有礦山數據，實現了數據的共享與同步，增強了數據的安全性；支持鑽探、坑探、槽探等地質數據的快速導入與數據校驗，通過資料庫，方便進行數據的添加、更新、刪除等操作。

（2）剖面地質解譯與三維地質建模

三維顯示勘探數據后，可以沿任意方向、任意角度切剖面，進行剖面地質解譯；可以根據工業指標（邊界品位、工業品位、最小可采厚度、夾石剔除厚度、穿鞋戴帽等）進行品位組合，便於在剖面上進行礦體圈定。

採用當今最先進的三角網建模技術，運用控制線和分區線聯合方法，對任意形態的物體都可以通過一系列的散點或剖面創建地質模型，如數字地形模型、礦體模型、夾石模型、區域地層模型、構造斷層和破碎帶模型、煤層模型、以及其他任意實體模型；而且支持實體模型之間、實體模型與表面模型之間的交、並、差等布爾運算。

（3）儲量計算與動態管理

採用八叉樹技術及硬碟虛擬內存技術，可以支持超大塊段模型的建立及顯示；同時採用先進的動態次級分塊技術實現對礦體邊界的最佳擬合。

根據國內儲量計算的現狀和實際需求，在軟體中集成了傳統儲量計算方法（塊段法、斷面法）和國際通用的地質統計學儲量計算方法（包括距離冪次反比法和克里格法）。

通過地質統計/變異函數分析，可以在三維視圖中交互可視地進行變異函數擬合和搜索橢球體參數的動態調整，使地質統計學的數學處理過程直觀可靠。

DIMINE塊段模型除可以進行各種級別地質礦產資源評價外，更廣泛應用於礦山生產中的儲量動態管理，配礦管理和採掘計劃管理等。

2.2在地下採礦方面的應用

DIMINE軟體地下採礦功能主要包括以下四個方面：（1）井巷工程設計；（2）單體設計；（3）回採爆破設計；（4）生產進度計劃。

（1）井巷工程設計

主要對礦床開採系統中豎井、斜坡道、中段運輸平巷、溜井、硐室、井底車場等工程進行設計。根據礦床的埋藏條件和中段水平位置及中段高度對礦體進行切割，並將切割實體沿任意方向進行投影，以生成最大投影輪廓線（如，水平投影輪廓線），進而幫助用戶快速確定各主要井巷的位置。

DIMINE軟體井巷工程設計是DIMINE獨有的功能，採用參數化、可視化的設計思想，類AUTOCAD的操作風格，設計完后，能自動標註、自動計算，自動生成帶有控制點表和工程量表的設計施工圖。

§ 巷道設計 可用於豎井、斜坡道、平巷中心線設計；

§ 彎道設計 通過參數化、智能化的方法快速生成兩個井巷工程之間的彎道連接線；選擇主巷道后，自動捕捉，動態顯示彎道，用戶動態調整到合適位置，或輸入彎道半徑，即可完成彎道設計；

§ 道岔設計 提供了叉道連接，指定起點起叉和指定終點起叉三種叉道起叉方式，操作方便靈活；

§ 平滑坡度 根據某一區段兩端點巷道的高程，對該區段的巷道坡度進行平滑處理；

§ 坡度調整 按指定坡度對某一平面內的巷道坡度進行調整；

§ 斷面設計 採用參數化方法，對當前礦山開採中所採用的各種標準類型的巷道斷面（如：圓形、矩形、梯形、圓弧拱形、三心拱形等）或用戶自定義的非標準斷面類型斷面進行設計。

§ 生成聯通的三維巷道 用於將不同類型和斷面規格巷道根據其空間拓撲連接關係自動生成完全貫通的三維巷道實體；

§ 生成非聯通的三維巷道 用於按照巷道設計中心線及其斷面類型和規格生成相互獨立的巷道三維實體，巷道之間的聯通關係系統不進行自動處理，若需要聯通，則必須使用實體布爾運算中的實體聯合運算；

§ 生成雙線巷道 由巷道中心線生成雙線巷道；

§ 提取巷道中心線 從巷道實體中提取巷道中心線；

§ 生成豎井 採用特殊演演算法生成直立三維井筒；

§ 計算機製圖 根據設計的施工圖，自動標註（包括控制點號、彎道四要數等），並在圖表輸出時自動計算，生成控制點表及工程量表。

（2）單體設計

主要用於地下礦山回採單元單體開採設計，其主要功能包括：根據回採單元的結構參數對礦體進行自動切割、采切工程設計、底部結構的參數化、智能化與可視化設計以及各種工程量、開採儲量、品位、金屬量和貧化率、損失率指標的精確計算；

§ 回採單元設計 按照回採單元結構參數對各中段礦體進行切割，形成回採單元三維實體；

§ 采場設計 專門針對無底柱分段崩落採礦方法提供了無底柱采場設計功能，能根據邊孔角、分段高度、進路間距等參數，自動生成無底柱采場（菱形塊）；專門針對緩傾斜厚大礦體、提供了采場設計工具；

§ 采切工程設計 對回採單元實體進行投影，根據投影輪廓確定采切工程位置，設計工程中心及工程斷面，並生成采切工程三維實體，計算采切工程量；

§ 底部結構設計 底部結構包括漏斗及塹溝兩種類型，根據底部結構類型、設計參數自動生成包含出礦巷道、出礦聯絡道、受礦口（漏鬥口/斗頸）、出礦口等工程在內的底部結構設計線；根據開採邊界，採用智能化交互方式對底部結構中單一工程體的水平位置和高度進行調整，以生成滿足實際要求的底部結構工程設計線；根據各工程斷面類型和斷面尺寸，自動生成底部結構三維實體模型，並進行開挖量的計算。

（3）回採爆破設計

主要用於地下礦爆破中扇形孔及平行孔的設計，系統根據孔底距、采場邊界、鑽機參數等，自動生成扇形或平行炮孔，根據裝葯演演算法，自動進行裝葯，允許用戶對自動生成的炮孔參數（長

度、角度、裝葯長度等）進行互動式修改和編輯，最終生成爆破實體、爆破施工卡片及中深孔設計施工圖。

§ 爆破邊界的自動生成 由工作面切割采場及出礦巷道，自動生成每一排位的爆破邊界及巷道斷面；

§ 扇形炮孔的自動生成 根據采場邊界、鑽機參數、炮孔參數等自動生成某一排位的扇形炮孔；

§ 炮孔編輯 對每一排面的每一個炮孔的長度、角度等參數進行互動式編輯與調整，使炮孔的設計結果能完全滿足爆破的要求；

§ 自動裝葯 根據裝葯演演算法自動進行裝葯設計；

§ 圖表生成 自動生成每排炮孔設計施工圖，並生成包括炮孔排號、孔號、炮孔設計長度、傾角、方位角、圓心距、裝葯長度、裝藥量、爆破量等參數在內的炮孔施工表供現場施工和驗收使用。

（4）生產進度計劃

主要用於地下礦掘進及回採計劃的編製，通過生產路徑數據和三維實體（巷道、采場）數據等基礎數據的準備，根據生產工藝及資源設備狀況等，自動形成生產任務及任務作業順序，最終生成生產計劃報表及動畫模擬生產計劃的執行過程，做到生產計劃編製的可視、可控、可調。

§ 數據準備 通過表格形式準備數據，方便直觀；

§ 計劃編製 根據準備的數據，自動編製生產進度計劃；

§ 報表定製 用戶可根據自己的需要，自行定製生產計劃報表；

§ 結果輸出 提供Excel報表、Project進度計劃圖、及三維圖形顯示、動畫模擬生產計劃的執行過程等結果輸出形式。

2.3在露天採礦方面的應用

DIMINE軟體露天採礦功能主要包括以下四個方面：（1）露天開採境界優化；（2）露天采場設計；（3）采剝順序優化；（4）采剝計劃編製。

（1）露天開採境界優化

露天開採境界優化是一個在滿足幾何約束（即最大允許幫坡角）和經濟參數條件下，求總開採價值達到最大時的最終開採境界的問題。

DIMINE軟體露天開採境界優化功能採用具有嚴格數學邏輯的LG圖論法進行露天境界優化，在任何情況下都可以求出經濟價值最大的最終開採境界。特點如下：

Ø 幾何約束支持任意方位和任意高程有不同的最終幫坡角；

Ø 採礦成本支持隨高程發生變化，並考慮了採礦貧化率和回收率參數；

Ø 選礦成本支持隨選礦方法變化，並考慮了多元素及選礦回收率參數；

Ø 礦石比重支持隨品位發生變化，並考慮了復墾成本；

Ø 優化結果直接輸出最終開採境界及Excel格式的報表，報表具有開採礦石總量、平均品位、剝離廢石總量、剝采比、開採成本、最終盈餘等信息。

（2）露天采場設計

露天采場設計是指礦山在確定了開採境界方案后，在已經確定的境界內進行公路布置，台階與平台設計，形成可進行實際生產活動的采場形態的工作。

DIMINE軟體露天采場設計功能採用參數化、智能化的設計思想，採用自動擴展與手動調節的方式進行設計，使設計工作變得簡單、輕鬆。特點如下：

Ø 根據道路參數及指定的道路開口點，自動生成符合道路寬度和坡度的道路邊線；

Ø 支持從下到上及從上到下兩種擴展方式；

Ø 一次完成一個台階和平台的擴展；

Ø 列印出圖時，實現了整個露天采場示坡線的自動繪製。

（3）采剝順序優化

采剝順序優化是指根據用戶指定的優化參數，自動生成在指定的年限后的采場形狀，以實現露天礦的分期開採或指導中長期采剝計劃的編製。

DIMINE軟體采剝順序優化功能根據國內做中長期計劃主要考慮的因數：礦石量、均衡剝采比、均衡品位為條件，應用線性規劃理論，進行優化。特點如下：

Ø 自動優化出滿足條件的采場境界；

Ø 可以人為指定最小、最大剝采比；

Ø 可以人為指定最小、最大品位；

Ø 優化結果直接輸出指定年限后的采場形狀及Excel格式的報表，報表具有開採礦石總量、平均品位、剝離廢石總量、剝采比等信息。

（4）采剝計劃編製

采剝計劃編製是指在露天礦的日常生產中，所進行的年、季度、月采剝推進計劃的編製工作。

DIMINE軟體采剝計劃編製功能根據國內編製露天礦短期采剝計劃的工作流程，實現了在虛擬采場環境下模擬手工編製采剝計劃的過程。具體特點如下：

Ø 根據台階推進線，自動生成採掘帶，並自動報告礦量、品位、岩量及工作總量等指標；

Ø 增大、減小調整時，實時動態報告相應指標；

Ø 可以隨時進行採掘帶的查詢及統計；

Ø 根據推進線自動修改現狀圖；

Ø 可以實現中間掘溝及靠幫掘溝的開挖算量；

Ø 直接輸出符合中國習慣的采剝計劃編製圖。

2.4測量應用

（1）井下工程測量

DIMINE軟體支持國內傳統採用經緯儀的支距法（或步距法）測量數據的快速導入，也支持採用全站儀測量的斷面法和腰線法測量數據的快速導入，更支持先進的三維激光掃描儀點雲數據的快速導入。

導入DIMINE軟體的測量數據可以自動展點、自動連線及建立三維實測巷道模型和採空區模型，對工程量進行方便快捷的計算。

（2）露天工程測量

通過全站儀測量回來的露天采場坡頂、底線的點數據，可以直接通過Excel表複製/粘貼到DIMINE軟體中，自動展點，通過DIMINE軟體獨有的追蹤線演演算法，可以自動生成采場現狀坡頂線、坡底線，再通過DTM演演算法，生成三維采場現狀模型；根據每月的月末測量驗收，可以迅速計算每月的採礦量、礦石平均品位、剝岩量及剝采比等信息。

DIMINE軟體支持先進的三維激光掃描儀測量出點雲數據的快速導入，通過點雲數據，迅速

建立準確的三維表面模型（可以是地形、采場現狀、排土場等）。

三維表面模型可以應用於工程量的計算，通過任意兩個面或面與實體的布爾運算，精確計算其封閉體的體積和表面積。如，計算排土場的體積，計算填方，挖方工程量等。

2.5列印出圖

Ø 能夠按照用戶定義的圖幅、比例、樣式（圖案陰影，顏色充填、文字、標註、用戶定義符號等）生成工程圖紙，包括水平比例和垂直比例各不相同的圖紙；

Ø 可以自動的生成平面圖、剖面圖、投影圖和組合圖，並根據區域分類進行區域填充和著色；

Ø 圖紙能夠直接輸出不同圖層屬性的DXF和DWG文件格式，並提供與MAPGIS的數據交換方案。能方便地對列印的平面圖進行編輯，對圖形進行整飾；

Ø 露天坑示坡線的一次性自動繪製；

Ø 等高線高程可以根據用戶指定高程差，自動標註；

Ø 根據設計的施工圖，出圖時自動標註（包括控制點號、彎道四要數等），自動計算，生成控制點表及工程量表；

Ø 支持Excel表格、word文本等OLE對象的插入。

目前，國內礦業企業所採用三維軟體中，DIMINE公司及軟體具有一些明顯優勢，為便於貴公司在採購招標中進行比較，特將這些優勢闡述如下：

l DIMINE數字礦山軟體系統是依託中南大學數字礦山研究中心和資源與安全工程學院強大的科研、教學軟硬體條件，在全面研究了國內外相關軟體和國內礦業地勘企業實際需求的基礎上，經過多年艱苦努力，研究開發出的一套軟體系統，獲得了5項國家軟體著作權；

l DIMINE數字礦山軟體系統是基於中國用戶需求開發，具有完全自主知識產權，全中文操作界面，更適合中國工程師使用；軟體容易使用，操作簡單；

l DIMINE數字礦山軟體系統採用當今國際上最先進的三維可視化引擎技術，使得軟體的三維功能非常強大，並且其三維環境和功能強大的二維出圖功能實現了完美結合；

l DIMINE數字礦山軟體系統在國內外首次採用資料庫技術管理用戶數據，大大提高了企業數據的共享程度和安全性；系統採用單用戶、多用戶和資料庫用戶三種不同的版本滿足各種類型用戶對產品的不同需求；

l DIMINE數字礦山軟體系統在國內外首次採用GIS技術，實現屬性信息和空間信息的邏輯表達式查詢與處理；

l 提供了豐富的數據介面，可以方便地導入、導出AutoCAD和MapGis等數據，實現了數據成果的共享和交換；

l 首次採用空間工作面方式提高了真三維環境下的開採設計的精度和效率；實現了三維礦業軟體由幾何建模到開採設計建模的跨越；

l 獨有的類似AUTOCAD繪圖技術，具有支持OLE對象插入及自動標註功能；

l 基於客戶特定需求，快速定製開發；

l 公司具有強大的研發實力，同時在客戶的售後服務上也具有非常豐富的經驗，並在長沙和北京兩地設有專門的技術支持和售後服務機構，使得用戶能夠很好地利用軟體為生產服務。