摘 要

本论文对获各琦铜矿巷道三维模型构建及人员定位系统进行研究。为了实现矿山生产的安全、环保、高效，数字矿山建设越来越重要，我们对获各琦铜矿部分巷道进行三维模型构建。本论文详细介绍了数字矿山和人员定位系统的背景及国内外发展现状，介绍了人员定位系统的工作原理以及工作流程。根据获各琦铜矿的地质工况，以及巷道开拓的历史数据记录绘制巷道CAD图，经处理后，导入Surpac软件，再使用中心线法进行巷道三维模型的构建，最终完成获各琦铜矿部分中段的三维模型构建工作。本论文对获各琦铜矿人员定位系统的研究依据《金属非金属地下矿山人员定位系统建设规范》进行设计，主要借助于井下的RFID硬件和井上的管理应用软件，基于测距的定位系统。在硬件建设方面，主要是阅读器的布置以及标识卡的设计；软件方面，主要构件阅读器与标识卡之间的联络，以及与系统之间的信息传送和反馈，并且处理它们之间碰撞问题，确保定位系统的简便性和可靠性等。

关键词：巷道三维模型构建；中心线法；井下人员定位系统；RFID

Abstract

In this paper, the three-dimensional model construction and personnel positioning system of Huogeqi copper mine are studied. In order to achieve the safety of mine production, environmental protection, high efficiency, digital mine construction is more and more important, we are on the  Huogeqi coal mine part of the three-dimensional model of road construction. This paper introduces the background of digital mine and personnel positioning system and the development status at home and abroad, and introduces the working principle and working flow of personnel positioning system. According to the geological conditions of Huogeqi copper mine and the historical data of roadway development, the roadway CAD drawing is drawn. After processing, the Surpac software is introduced and then the center line method is used to construct the three-dimensional model of roadway. Partial interruption of the 3D model building work. In this paper, the research on the positioning system of Huogeqi copper mine is based on the "metal non-metallic underground mine personnel positioning system construction specification" design, mainly through the underground RFID hardware and inland management application software, based on the location of the positioning system. In the hardware construction, mainly the layout of the reader and the design of the identification card; software, the main component reader and the identification card between the contact, as well as with the system between the information transmission and feedback, and deal with the collision between them , To ensure that the positioning system is simple and reliable.

Key Words：roadway three – dimensional model construction；centerline method；downhole personnel positioning system；RFID

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.2.1 数字矿山发展现状 1

1.2.2 矿山人员定位系统发展现状 2

1.2.3 人员定位系统的选择 2

1.3 主要研究内容 3

1.4 本章小结 3

第2章 工程地质概况 4

2.1 矿山地理位置 4

2.2 矿区地质特征 4

2.2.1 地质构造 4

2.2.2 岩浆岩 4

2.3 矿体特征 5

2.4 本章小结 5

第3章 构建三维巷道模型 6

3.1 Surpac软件介绍 6

3.2 根据巷道中线生成巷道实体 7

3.3 运用轮廓法生成巷道实体 11

3.4 构建获各琦铜矿巷道三维模型 11

3.5 本章小结 14

第4章 矿山人员定位系统设计 15

4.1 RFID人员定位系统技术介绍 15

4.1.1 人员定位系统技术概述 15

4.1.2 人员定位系统系统组成 15

4.1.3 人员定位系统系统的工作原理及流程 16

4.2 RFID人员定位系统介绍 17

4.2.1 系统硬件的介绍 17

4.2.2 系统软件的介绍 17

4.3 获各琦铜矿人员定位系统 18

4.4 本章小结 23

第5章 总结与展望 24

5.1 总结 24

5.2 展望 24

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

在我国经济快速发展大背景下,资源需求量不断加大，矿业得到了史无前例的大发展, 但是矿山开采科技落后，从而使资源开采进度慢、贫化率高，造成资源严重浪费。为了帮助整个行业绿色高效地发展，每个生产管理部门必须拥有更先进、科学有效、更加灵活的技术来为矿山开采业务服务，于是就提出了“数字矿山”。地质资料的数字化为矿山开采提供了更可靠的技术支持和科学依据，从而促进了矿业的健康发展。“同时，矿山工作人员的安全问题越来越受关注，2010年7月19日，国发〔2010〕23 号文件明确提出我国金属非金属地下矿山必须建设监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救、通信联络等“六大系统”。2010年10月9日，国家安监总局发布了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》安监总管一〔2010〕168号文件，至此金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”的建设就正式拉开帷幕^[1]”。其中人员定位系统的功能有，详细监测矿工出入矿山的信息，准确对井下工作人员进行定位；除此之外，还可以记录工作人员的出勤情况，在企业的生产作业、人力资源管理方面提供更加合理的方案；若有紧急情况出现时，可以作为更快更合理的救助方案设计基础。

科学技术不断进步的同时,计算机开始被普遍运用于矿山生产中,速度慢、成本高的手工绘图已经被软件制图所取代，例如，Auto CAD、Surpac等。但是Auto CAD绘制的是二维模型，Surpac绘制的是三维模型，可以更加直观的掌握矿山情况和指导生产。计算机的加入才是矿山数字化进程的第一步，网络以及卫星定位系统的加入才使矿山数字化走上了更高的台阶，数字化的加入不但提高了生产效率，还大大提高了人员的安全，减少人员伤亡。