[01083942]面向智能开采的煤矿安全高效生产空间信息处理关键技术与应用

推动智能化开采是未来煤矿安全生产的主要技术方向。煤矿生产是一个庞大的巨系统，对煤矿空间信息的共享、协同和可视化处理，是实现其智能开采必须解决的基础关键技术之一。无论是国外的ArcGIS、AutoCAD、MicroMine,还是国内自主研发的其它软件系统，都缺乏井工开采煤矿专业空间信息处理底层核心技术的实质创新，软件系统的实用性不强，严重阻碍了煤矿的两化深度融合和智能矿山的建设。 为此，课题组在理论、核心、技术和系统设计等方面开展攻关，取得了重大突破，开发了在我国煤炭工业得到广泛应用的专业软件系统，替代了软件进口，实现了对煤矿安全生产运营“看得见、管得了、控得住”和“一盘棋、一张网、一张图、一个库”的新型管理理念，完成了Internet+煤矿的目标，为智能开采空间信息透明化奠定了坚实的基础。项目取得的主要创新研究成果： (1)创造性地提出了灰色地理信息系统(GGIS)的理论和系统设计，弥补了传统地理信息系统（GIS)理论和技术方法不能很好地处理地下资源开采数据动态修正的缺点，为构建透明化矿山奠定了坚实的理论基础。 (2)研发了包括自动构建复杂地质构造三维动态地质模型和自动处理地测防治水、“一通三防”、采矿和供电设计图形及文档在内的系列化核心技术，解决了自适应动态修正煤层空间形态，使之“由灰变白”的技术难题，克服了CAD和非煤矿专用GIS处理空间信息自动化程度低、图文处理分离的缺点。 (3)研发了多级架构分布式协同GIS“一张图”图形处理、大数据分析服务管理技术，构建了煤矿协同图形处理的网络数据传输通信机制、协同作业体系结构以及大数据分析模型库和知识库，保证了空间信息的共享性、一致性、完整性和现势性，提高了安全管理水平。 (4)提出了构建透明化矿山的数据处理架构和机制，实现了二三维系统图形联动和地层、巷道、开采环境、机电设备等数据的动态更新和实时展示，使智能开采的远程井下巡检和可视化控制成为可能。 (5)开发了矿业集团+生产矿井的煤矿安全生产信息共享平台和应用软件系统，彻底改变了煤炭工业安全生产的管理模式，实现了煤矿地测、采矿、机电、通风、安全、监测、调度等多部门数据和业务的横向无缝集成，矿井、二级公司、集团业务管理的纵向无缝集成，为智能煤矿的建设提供了高度集成的信息化管理手段。 项目获得国家科技部科技型中小企业创新基金和“十二五”重大专项、863项目的支持，其研究成果达到国际领先水平。获计算机软件著作权94项，发表论文113篇，出版专著1部，获省部级和行业协会一等奖4项。 软件系统产业化十分成功，直接经济效益达10亿元。目前，最早用户已连续使用相关成果20年，而且有18个省的82个大型矿业集团是项目成果的用户，具体使用单位累计达1400余家，其中120万吨及以上生产矿井(以国家能源局2018年第10号公告的矿井名称和矿井数为依据）的用户比例达82.9%，全行业第一；近3年为企业增加产值111.71亿元，利润11.47亿元。