BIM技術(shù)在煤礦開采項目施工管理中的應(yīng)用探究與前景展望

楊瑞剛

摘要：近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新興的技術(shù)被不斷應(yīng)用于煤礦項目中，其中BIM作為一種先進的管理技術(shù)，在施工階段起到了重要的作用。目前在我國多數(shù)民用建筑項目的建設(shè)過程中，都已經(jīng)開始使用BIM技術(shù)，通過其可視化及模擬化等優(yōu)點在建設(shè)過程中起到了巨大的效益，本文就通過對BIM技術(shù)在煤礦項目中的應(yīng)用進行了研究，并對其應(yīng)用前景進行了展望。

關(guān)鍵詞：BIM；煤礦開采；應(yīng)用；前景展望

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)中的一項新的技術(shù)突破，它通過將項目中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行有效地整合，建立出仿真的模擬模型，使即將建設(shè)的建筑物不僅可視，還能進行模擬協(xié)調(diào)，極大地減少了建筑過程中的資源浪費并提高了建設(shè)效率，對建筑也具有重要作用。而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家在能源結(jié)構(gòu)及政策上的相應(yīng)調(diào)整，給我國的煤炭行業(yè)帶來了巨大的沖擊，但由于煤炭能源在短期內(nèi)的不可替代性，煤炭企業(yè)為經(jīng)營發(fā)展就必須改變其管理模式并不斷更新管理技術(shù)。煤礦開采是煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的最重要內(nèi)容，其項目的施工管理對于項目日后的投入使用具有重要影響。通過將BIM技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采項目中，不僅可以使工程可視化，還能將參與項目建設(shè)的各方進行緊密聯(lián)系，使組織結(jié)構(gòu)更加高效，作業(yè)流程也可進一步被優(yōu)化，而且還可以實現(xiàn)作業(yè)系統(tǒng)中的資源及數(shù)據(jù)共享，極大地提高了作業(yè)效率，并優(yōu)化了項目管理，節(jié)約了項目成本的投入。

1 煤礦開采項目施工過程中的常見問題

1.1施工安全

煤礦多數(shù)是對礦山的開采，其本身就存在一定的復(fù)雜性，而且其開采過程與其他環(huán)節(jié)還存在著錯綜復(fù)雜的關(guān)系，如果其中的某個環(huán)節(jié)出了差錯，將對整個項目的進展都產(chǎn)生影響。不論對于何種施工項目，施工安全都是極其重要的內(nèi)容。尤其是對于煤礦的開采項目而言，因其礦山所處地區(qū)環(huán)境都比較特殊，一旦發(fā)生塌方或者爆炸將會對地下的作業(yè)人員帶來嚴(yán)重的威脅，而且類似事故一旦發(fā)生將會造成非常嚴(yán)重的后果。據(jù)相關(guān)研究調(diào)查表明，因施工安全措施不到位而產(chǎn)生的煤礦開采安全事故已不計其數(shù)，原因多數(shù)是由于施工單位在安全意識上的缺乏。

1.2施工成本

成本管理是關(guān)乎企業(yè)經(jīng)營效益的一項重要內(nèi)容。近年來隨著各種新型技術(shù)及新興技術(shù)的廣泛普及，在煤礦開采施工中使用新的技術(shù)與設(shè)備不僅可以使項目建設(shè)的效率得到大幅度提升，還能有效縮短施工工期從而使成本降低。但是新技術(shù)與設(shè)備的投入往往需要建設(shè)單位投入更多的經(jīng)營成本。但是在實際的建設(shè)過程中，多數(shù)礦山企業(yè)都不愿在此投資上擴大規(guī)模，從而便導(dǎo)致其開采成本一直居高不下。

2 BIM技術(shù)在煤礦開采施工項目中的應(yīng)用

當(dāng)前，BIM技術(shù)因其在項目建設(shè)中的多種優(yōu)勢，如可貫穿建筑項目從設(shè)計到投入使用甚至到其被拆除的全過程，還有其可有效控制項目的施工進度以及節(jié)約多項成本投入等，目前在多種公用及民用建筑的建設(shè)中都已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，尤其是一些地下項目的施工中，如我國蘇州的“星海生活廣場”項目以及國外的一些地鐵及隧道工程項目，都有使用到BIM技術(shù)。鑒于煤礦的開采項目施工與地鐵及隧道的施工在某些方面具有類似之處，因此有相關(guān)研究者提出可將BIM技術(shù)也應(yīng)用于煤礦開采中，并且這種技術(shù)一經(jīng)使用就取得了較好的效果。其具體應(yīng)用主要有如下幾個方面。

2.1 數(shù)字化仿真施工并模擬施工進度

通過BIM技術(shù)的模擬仿真能力，可以將項目的設(shè)計理念通過三維立體的模擬模型進行演示，這樣就可以使得項目的各個參與方都可以直觀了解到項目的設(shè)計理念，并及時提出異議以及不明之處。此外，通過數(shù)字化制造原理的應(yīng)用，煤礦開采項目在井巷施工中其流程可以更加自動化。通過BIM三維立體的仿真模擬，施工人員可以提前觀看到項目施工建成后的效果，從而更加便于理解設(shè)計人員的設(shè)計意圖，并使雙方都通過溝通更加清楚各自的需求。而且在這種仿真模擬的指示下，一些較為復(fù)雜的大型構(gòu)件可以預(yù)先就被模擬出來，并被提前定制，從而有效保證了施工原料的及時到位，并使其質(zhì)量都提前得到保障。在這種有效管控下，整個項目的工期都可以得到有效的控制。

再加上BIM技術(shù)本身所具有的模擬性優(yōu)勢，可以通過四維技術(shù)對整個施工過程進行模擬施工，通過立體及動畫的演示，提前對施工場地進行安排及布置，就可有效控制施工的進度及質(zhì)量，提高了項目的施工效率。

2.2施工過程碰撞分析

通過BIM技術(shù)的模擬，可以對其施工過程進行碰撞分析，如對構(gòu)件與管線、設(shè)施與結(jié)構(gòu)之間進行提前進行碰撞預(yù)演并分析檢測。因為礦井多數(shù)深度都較大，提前模擬碰撞可以在提前預(yù)知其實際的現(xiàn)場情況并對有效避免安全事故的出現(xiàn)。在煤礦開采過程中，不可避免要使用到爆破施工，此時就需要對爆破的區(qū)域的安全距離提前進行預(yù)測以及設(shè)定。而BIM技術(shù)就可以對施工中的多種狀況提前進行模擬并可以使施工人員對碰撞結(jié)果進行直觀感受，從而有效減少了施工過程中可能會出現(xiàn)的錯誤，將事故發(fā)生的概率減少到最低，從而間接降低了施工的成本。

2.3施工質(zhì)量管理

通過將BIM技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采項目的施工過程中，可以根據(jù)預(yù)先制定的施工工期對其施工環(huán)節(jié)進行模擬，并對每個環(huán)節(jié)所需的時間及步驟都進行記錄，有助于及時對施工過程進行調(diào)整。在現(xiàn)場遇突發(fā)情況時，施工人員可及時對現(xiàn)場施工進行調(diào)整，并有效進行協(xié)調(diào)，從而可避免因外部因素而對施工質(zhì)量造成影響。BIM技術(shù)還可以將施工現(xiàn)場各環(huán)節(jié)的信息都進行有效記錄并作為分析的依據(jù)，從而可以施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行提前預(yù)判，使施工質(zhì)量提前得到保證。

2.4施工成本管理

在煤礦施工組織方面，通過BIM數(shù)據(jù)庫將工程信息與后臺信息進行有效結(jié)合，為施工管理提供可靠的參考依據(jù)。將成本數(shù)據(jù)、進度數(shù)據(jù)、材料數(shù)據(jù)等信息緊密結(jié)合起來，讓施工各個工序、步驟更加具體、清晰，從而對人力、財力、物力資源合理配置，準(zhǔn)確計算施工材料輸出，提高材料的利用率，以實現(xiàn)節(jié)約成本的目的。

3 煤礦開采施工項目中BIM技術(shù)的應(yīng)用前景

在我國BIM尚屬于起步階段的新興技術(shù)，與國外成熟的發(fā)展現(xiàn)狀仍具有一定的差距。目前為止，我國在BIM技術(shù)的應(yīng)用上還存在一些不足之處，尤其是相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還未能得到完善得制定，尤其是在建筑界中，目前對其要求上與已經(jīng)成熟的CAD技術(shù)明顯存在較大差距。而且當(dāng)前BIM也多用于民用建筑領(lǐng)域，還未在其他領(lǐng)域中有所涉獵。對于煤礦開采項目而言，BIM技術(shù)的應(yīng)有并不能在短期內(nèi)就得以完全實現(xiàn)，但是作為一種新型的技術(shù)，BIM將必然是項目建設(shè)中的技術(shù)應(yīng)用趨勢。近年來，隨著國家相關(guān)政策的大力推動，BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)勢在必行，相關(guān)研究者也正致力于BIM在煤礦開采中的更多應(yīng)用。因此對于煤礦開采項目的相關(guān)參與單位而言，要使用BIM技術(shù)，首先就應(yīng)在思想上進行轉(zhuǎn)變，并提高對項目建設(shè)的認(rèn)識，跳出傳統(tǒng)設(shè)計思想的束縛，盡快實現(xiàn)向新型思想的轉(zhuǎn)變；其次要加強對BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)，并努力探索，及時對BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行跟進，并全面掌握具體的理論知識，探索出其在煤礦開采項目中的更多應(yīng)用。

結(jié)束語

通過借鑒BIM技術(shù)在民用建筑領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，將其引入煤礦開采項目的施工過程中將會對煤礦企業(yè)的發(fā)展也起到積極作用。當(dāng)前煤炭行業(yè)所面臨的嚴(yán)峻形勢要求其必須進行相應(yīng)的改革，但其施工過程中存在的安全隱患卻也是影響煤炭企業(yè)經(jīng)營效益的最主要因素。但是BIM的應(yīng)用就可以極大的減少這一環(huán)節(jié)的隱患，因此BIM技術(shù)可以說是煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型中必不可少的契合點，對于煤炭企業(yè)具有極其重要的作用。

參考文獻

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