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煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)
2024/11/4 11:08:38

煤礦井下爆破是煤巷爆破課程教學中的重要章節(jié),其實驗目的是通過實驗教學鞏固學生已學的教學內(nèi)容,掌握常用的爆破器材和煤巷爆破的設(shè)計方案,以及從鉆孔至放炮結(jié)束的爆破工藝流程,從而達到對學生進行實驗操作技能方面的基本訓練。使學生能理論聯(lián)系實際,進一步提高對相關(guān)教學內(nèi)容的認識和培養(yǎng)其動手能力,為以后參加工作奠定良好的基礎(chǔ),并使學生掌握一些科學研究的方法。然而,由于爆破行業(yè)的危險性,學生在課堂教學后很難真正到達現(xiàn)場進行爆破實驗。因此,爆破工程實驗只能采用替代爆破器材及模型等方式來進行實驗,實驗效果不佳。

為此,河南蘭幻軟件技術(shù)有限公司開發(fā)了一套煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)通過“虛實結(jié)合”的方式,將煤礦井下爆破與實際操作有機的聯(lián)系在一起,通過人機交互的虛擬仿真模式不受現(xiàn)場的時間、空間和安全等問題的限制,虛擬仿真技術(shù)能直觀表達具有空間、時間復雜特性的系統(tǒng)構(gòu)成及工藝流程,有利于教學質(zhì)量的提高,極大地拓展了學生的學習資源和學習模式。通過開展煤礦井下爆破工藝虛擬仿真實踐,不僅對煤巷爆破課程和采礦生產(chǎn)實習課程的教學是一個有力補充,同時通過整體爆破工藝流程的展示,對拓展理論教學內(nèi)容廣度和深度,延伸實習時間和空間,從而培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性意識,激發(fā)學生對專業(yè)的學習興趣和研究潛能,增強學生的實踐能力也具有重要意義。

煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng) 

一、煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)優(yōu)勢

1)減少人員受傷的風險

煤礦井下爆破是一個風險系數(shù)較高的作業(yè),在實際操作中,不能出現(xiàn)失誤現(xiàn)象,否則后果不堪設(shè)想,因此,使用煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)進行反震操作學習,與現(xiàn)實作業(yè)環(huán)境高度相似,進行模擬操作和訓練實訓,避免實際作業(yè)中的風險。

2)提高學員的學習效率

給未下井的學員提供學習機會,讓其身臨其境的感受一下實際工作的情況,熟悉一下工作場地,慢慢深入了解作業(yè)的流程和技巧,為上崗作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

3)減少對設(shè)備資源的浪費

煤礦井下爆破需要使用的資源較多,成本比較大,每次爆破都需要投入大量的設(shè)備資源,為了員工不做無用功,減少資源的使用浪費,進行虛擬仿真作業(yè)模擬,從而計算出需要使用的合理的資源以及適當?shù)牧Χ鹊龋瑴p少浪費。

煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng) 

二、煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)包括三個模塊:

(1) 基礎(chǔ)知識

基礎(chǔ)知識包括爆破概述、雷管結(jié)構(gòu)、炸藥、起爆材料、掘進布置、裝藥方式、網(wǎng)絡(luò)連線及放炮器等內(nèi)容,內(nèi)容通過三維動畫的方式進行展示。

煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng) 

(2) 結(jié)構(gòu)展示

結(jié)構(gòu)展示包括水炮泥、瓦斯傳感器、炸藥、粘土炮泥、炸藥箱、吹眼器、發(fā)爆器、雷管、雷管箱、起爆藥卷及哨子等三維模型,模型的人機交互功能有縮放、旋轉(zhuǎn)、移動等功能。

煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng) 

(3) 仿真模塊

仿真模塊采用第三人稱視角的場景進行人機交互,爆破工藝流程主要包括起爆藥卷的制作、清孔驗孔、裝藥及封孔、爆破網(wǎng)絡(luò)連接、爆破警戒、起爆及爆破后檢查等虛擬仿真再現(xiàn)。為保證實驗效果,在爆破工藝流程虛擬仿真過程中加入專項知識學習,使學生在詳細了解與掌握爆破工藝流程的同時,對“一炮三檢”和“三人連鎖放炮制度”等問題有一個系統(tǒng)認識。

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