淺談SITECH數(shù)字化系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用

摘 要：SITECH數(shù)字化施工依托數(shù)字化定位基礎(chǔ)平臺、地理信息系統(tǒng)、工地現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、工地現(xiàn)場機(jī)械控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，整合工地信息資源，突破時(shí)間、空間的局限，建立一個在過去的技術(shù)條件下不可能建立的開放信息環(huán)境。SITECH數(shù)字化施工，提高工作效率、提升工地管理水平、優(yōu)化施工方案。

關(guān)鍵詞：SITECH數(shù)字化；GPS；礦山測量

1 概述

傳統(tǒng)的大地測量、工程制測量采用三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)方法來施測，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，且精度分布不均勻，而采取GPS進(jìn)行控測量，能夠?qū)崟r(shí)知道定位精度。SITECH數(shù)字化施工正是利用GPS全衛(wèi)星定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)礦山開采數(shù)字。所謂數(shù)字化施工，是指依托建立的三維設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)模型、工地現(xiàn)場定位及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)械控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)平臺，通過結(jié)合雙向通訊技術(shù)，整合工地信息資源，對單臺、多臺甚至整個工地的施工機(jī)械，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理、精準(zhǔn)控制的施工模式。在傳統(tǒng)的施工過程中，礦山工作面的標(biāo)高、坡度、平整度等一系列外形參數(shù)，均是通過全鉆儀進(jìn)行測樁定位，以手工操作機(jī)械來控制。由于機(jī)械性能各異，機(jī)械操作手水平參差不齊等原因，造成礦山采面凹凸不平，工作效率低下，為保證采面平整，通常還要修整和重復(fù)作業(yè)。這樣不但提高了成本，浪費(fèi)了資源，也影響了施工進(jìn)度。而數(shù)字化施工則是機(jī)械引導(dǎo)人，對操作手的要求也降低了很多，進(jìn)而還可以達(dá)到降低油耗、避免返工、減少原材料和配件的損耗、減少現(xiàn)場人員的效果，這樣能夠更好的促進(jìn)礦山企業(yè)發(fā)展。

2 SITECH數(shù)字化系統(tǒng)在礦山中的應(yīng)用

2.1 SITECH數(shù)字化系統(tǒng)的功能

SITECH數(shù)字化系統(tǒng)包括三部分：數(shù)字化施工基站、流動站系統(tǒng)、數(shù)字化施工機(jī)械控制系統(tǒng)等三部分。SITECH數(shù)字化施工原理：在控制箱中輸入圖紙數(shù)據(jù)，GPS接收衛(wèi)星信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按圖施工。SITECH數(shù)字化施工解決方案，是以一條無縫鏈接的數(shù)據(jù)流為核心，貫穿于工程建設(shè)的前期準(zhǔn)備、機(jī)械作業(yè)、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制等過程，運(yùn)用當(dāng)今世界最先進(jìn)的實(shí)時(shí)三維定位技術(shù)、機(jī)械設(shè)備傳感器技術(shù)、信息可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲及無線傳輸技術(shù)等，將建設(shè)過程中所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、上傳、下載及存檔，使項(xiàng)目管理者能夠隨時(shí)隨地掌握施工動態(tài)、施工組織者能夠輕松高效地制訂施工計(jì)劃、機(jī)械作業(yè)人員能夠簡單直觀地操控機(jī)械、安全質(zhì)量檢查人員能夠心中有數(shù)地監(jiān)控質(zhì)量，如2.2 SITECH數(shù)字化施工三維數(shù)字建模技術(shù)

三維數(shù)字模型的建立，是利用SITECH配套的軟件將原有的工程二維設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)化成機(jī)械設(shè)備、測量設(shè)備能夠自動識別的三維電子設(shè)計(jì)圖。傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)借助于AutoCAD等軟件實(shí)現(xiàn)了二維和三維的工程設(shè)計(jì)，然而這些設(shè)計(jì)僅僅停留在電腦或圖紙顯示上，無法真正應(yīng)用于施工。這就產(chǎn)生了設(shè)計(jì)和施工的脫節(jié)，降低了設(shè)計(jì)文檔的使用效率。TBC軟件很好地解決了這一難題，轉(zhuǎn)化流程如圖2-2所示。

2.3 SITECH數(shù)字化施工無線傳輸及服務(wù)器技術(shù)

現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，SITECH數(shù)字化施工解決方案中的所有設(shè)備都支持4G無線傳輸，設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)將施工數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場施工照片上傳到SITECH的服務(wù)器，服務(wù)器可以為每個工程項(xiàng)目開辟一個獨(dú)立的空間進(jìn)行項(xiàng)目數(shù)據(jù)上傳、下載及共享。

2.4 SITECH數(shù)字化系統(tǒng)應(yīng)用

SITECH工地定位系統(tǒng)打破了常規(guī)測量的束縛，在軟件界面里測量員可以很直觀的看到那些區(qū)域已經(jīng)測量過、哪些區(qū)域還需要測量，可以現(xiàn)場生成等高線，測量的疏密程度也可以根據(jù)現(xiàn)場地形的變化和施工要求進(jìn)行設(shè)置，從而使測量員能夠在現(xiàn)場就直觀地掌握測量情況，避免了復(fù)測、重測現(xiàn)象，提高了工效，如圖2-3。

SITECH礦山測量管理系統(tǒng)在施工現(xiàn)場完成當(dāng)前施工表面測量后，直接生成三維數(shù)字表面模型，與提前導(dǎo)入的進(jìn)度計(jì)劃設(shè)計(jì)表面進(jìn)行比較計(jì)算出工程量差值，就可以掌握是否完成計(jì)劃土石方量，進(jìn)而調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，如圖2-4。

在機(jī)械開始施工前，測量人員都要先在實(shí)際施工區(qū)域放樣出線路中線、邊線等。SITECH礦山測量管理系統(tǒng)直接導(dǎo)入轉(zhuǎn)化后的三維電子設(shè)計(jì)圖，隨時(shí)放樣線路任何位置，放樣完成現(xiàn)場生成報(bào)告，如圖2-5。

2.5 SITECH鉆機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用

傳統(tǒng)的鉆孔爆破需要人工布孔速度緩慢，需要大量的體力勞動，鉆機(jī)鉆孔的深度是相對深度，在爆破效果最好的傾斜鉆孔方式時(shí)不能保證所有爆破孔在同一個基準(zhǔn)面，由于底部不在同一平面，高度差甚至以米計(jì)，挖掘機(jī)裝載時(shí)鏟不動，甚至需二次鉆孔重新爆破，大大降低開采效率，增加了機(jī)器的損耗，增加成本。

SITECH鉆機(jī)控制系統(tǒng)是通過GPS和傳感器技術(shù)為鉆機(jī)提供礦山坐標(biāo)參考系以及爆破孔位和深度的控制系統(tǒng)。無論鉆機(jī)處于任何位置，白天還是黑夜，即使在開挖面不平整的情況下都能讓操作手迅速調(diào)整鉆桿角度，通過深度傳感器實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)回傳至駕駛室控制箱，對爆破孔深度進(jìn)行絕對控制。

2.6 通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理

將所有數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳到SITECH數(shù)字化平臺（即SITECH服務(wù)器），實(shí)現(xiàn)施工數(shù)據(jù)共享、下載、查看及分析等功能。在現(xiàn)場及配套軟件中生成施工報(bào)告、三維表面模型、數(shù)據(jù)表單等，使得施工過程有據(jù)可循，管理者坐在辦公室就能了解到現(xiàn)場的工作情況。從數(shù)據(jù)表單可以查看報(bào)告的日期、鉆孔時(shí)間、精度、進(jìn)度等數(shù)據(jù)。在詳細(xì)的數(shù)據(jù)列表中，我們可以看到每個孔的詳細(xì)數(shù)據(jù)，例如設(shè)計(jì)坐標(biāo)，鉆后實(shí)際坐標(biāo)，鉆孔時(shí)間等祥細(xì)信息，通過分析這些數(shù)據(jù)，我們可以很快的確認(rèn)施工是否滿足精度要求。

3 結(jié)語

礦山測量是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)非常艱難的工作，在進(jìn)行礦山測量的時(shí)候要面臨的問題非常多，但是，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)程中，新的測量定位系統(tǒng)在礦山測量得到了非常好的應(yīng)用，SITECH數(shù)字化施工解決方案既能夠保存原始的施工過程數(shù)據(jù)，還可以在現(xiàn)場及配套軟件中生成施工報(bào)告、三維表面模型、數(shù)據(jù)表單等，使得施工過程有據(jù)可循。使得人們在工作中效率得到了明顯的提高，同時(shí)在精度和準(zhǔn)確性方面也有了很大的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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[2] 吳金龍.數(shù)字化測量儀器設(shè)備概論[J].測量儀器儀表，2009.5.

作者簡介：姓名：夏其豹（1974- ），男，漢族，采礦工程師，武漢工業(yè)大學(xué)本科，身份證號：362334197411154318。