开采过程多源信息融合与多模型动态更新算法研究

The accurate analysis and comprehensive processing of the magnanimous data from multi-sources and heterogeneous structures can serve as the key issue for the disaster formation, forecast and prevention. The data may be collected from the geology, structure, physics and chemistry, engineering design, mining action and disaster formation during the deep mining process. This project penetrates into the fundamental algorithm of multi-source data fusion and multi-model dynamic update on the basis of clustering analysis of decisive level fusion. Then the clustering analysis algorithm for multi-source data fusion may be concluded. In view of the topology relationship between the multi-models under construction, such as geologic geometric model, engineering model and mechanics model, and basic data, the algorithm of multi-model dynamic update will be developed based on the parametric topology structure. On account of the unified coordinate system of time and space in the mining process, the author proposes the coupling model of multi-source data fusion and multi-model update. With the help of the top-level 3D integrated structuring and excellent graphing function in HOOPS COM, this project constructs a collaborative analysis platform covering such information as mining objects, mining environment, mining action, disaster monitor and mining asthenosphere mechanics. Then the integration and share of deep mining data, knowledge discovery and multidisciplinary collaborative analysis may be realized. Therefore, this may lay a sound foundation for the optimization of the stoping parameters and order, support as well as filling during the deep mining process.

开采过程中收集的地质、构造、地球理化、工程设计、采动行为、灾害孕育等海量、多源、异构数据的准确分析与综合处理，是解决开采过程灾害孕育预测和防灾调控的关键问题。课题针对开采过程多源信息融合与多模型动态更新基础算法开展研究，基于决策层融合的聚类分析思想，提出开采过程多源信息融合的聚类分析算法；依据开采过程地质几何模型、工程模型、力学模型等多模型构建时与基础资料间的拓扑关系，开发基于参数化拓扑结构的多模型动态更新算法；以开采过程统一时空坐标系为基础，建立多源融合信息与动态更新的多模型间耦合机制；基于HOOPS组件的顶级3D集成架构和出色的图形功能，构建涵盖开采对象、开采环境、开采行为、灾害监测、采动岩体力学信息等协同分析平台；实现开采过程数据的集成、共享、知识发现与多学科协同分析的目标，为开采过程中回采参数、回采顺序、支护、充填工作的优化提供基础支撑。

开采过程中收集了开采环境、开采行为、开采过程监测等海量、多源、异构数据，这些复杂多维数据的准确分析与综合处理，是解决开采过程灾害孕育预测和防灾调控的关键问题。课题针对开采过程多源信息融合与多模型动态更新基础算法，基于决策层融合的聚类分析思想，提出开采过程多源信息融合的聚类分析算法研究；依据开采过程地质几何模型、工程模型、力学模型等多模型构建时与基础资料间的拓扑关系，开发基于参数化拓扑结构的多模型动态更新算法；以开采过程统一时空坐标系为基础，建立多源融合信息与动态更新的多模型间耦合机制。.项目通过参数化建模技术研究，首先，根据设计工程断面参数，构建工程断面的二维轮廓线;其次，根据工程路径参数，经系列坐标转换得到断面的三维轮廓线; 再次，采用连续断面的侧面构建算法快速建立工程三维模型;最后，将工程模型参数存贮于相应模型的数据结构中，以便于计算其工程数据和检索、查询、动态修正模型。同时，利用参数化建模的思想，构建开采过程采矿方法静态模型。实现开采过程静态模型的简捷、快速、高效构建与动态修改；开采方法参数化建模技术，可迅速提高采矿设计、决策和管理的科学水平，增加矿石产量，提高产品质量，降低生产成本；.针对深地开采过程中基本生产单元---采场回采过程中采动应力场的时空演化规律进行研究，提出深部采场精细建模技术，构建采动岩体层次细节模型、采动行为动态仿真模型、多元异质采动岩体场元模型和采动过程动态调控设计参数化自适应优化模型；整合静态场景建模技术、生产工艺动态仿真技术、采动过程应力场信息动态可视化技术、动态调控设计方案预演技术，形成深部采场回采过程综合集成系统；进而探求回采过程中采动行为变化与采动岩体场元变化间的动态解译规律，揭示回采过程应力场的时空演化过程，最终为采场开采方法选择、支护时机与位置预测、回采参数优化提供指导，为采场安全生产提供科学依据和技术支撑。.基于HOOPS 组件的顶级3D 集成架构和出色的图形功能，构建涵盖开采对象、开采环境、开采行为、灾害监测、采动岩体力学信息等协同分析平台；实现开采过程数据的集成、共享、知识发现与多学科协同分析的目标，为开采过程中回采参数、回采顺序、支护、充填工作的优化提供基础支撑。