第1章　绪论

1.1　背景

采矿工程及矿业生产对象具有很强的空间属性。矿床和井巷工程及其围岩的空间尺度宏大，延展范围常以千米计；矿体、水体、老空区和地质构造等地质体或地质界面的空间形态不规则，难以直接的进行观测；矿体及其围岩的属性诸如矿物组分、品位、岩石性质及力学参数等的分布不均匀，具有明显的不确定性、空间变异性及各向异性；各种巷道之间、巷道与矿体之间以及采掘工作面之间的空间关系及时间顺序复杂，直接影响工程质量、生产效率效果和生产安全；采掘工作面、井下人员、设备等实体的空间位置和地下开挖空间的气候参量诸如温度、湿度、有害气体浓度及其分布具有空间动态性，随着采矿工程的发展及时间的推移而处于不断变化之中。

采矿工程及矿业生产对象（矿岩体）所涉及的这些空间关系及其复杂性，导致采矿工程及矿业生产过程信息的不完备性、设计规划及生产管理手段的经验性以及人们对于矿业生产对象及其相关事物认知能力的局限性。因此，传统地看，采矿工程主要体现为工艺技术。随着信息及计算技术特别是互联网技术、数据库技术、多媒体技术、可视化技术、虚拟现实技术以及数据挖掘和知识发现技术的发展，采矿工程设计规划与矿业生产技术及管理手段的水平逐步提高，尤其是矿山三维可视化仿真技术及系统在矿山设计、生产、安全及管理等方面的需求日益突出，正在成为人们提高对矿业生产对象的时空关系及其复杂性的认知能力、进行多方案对比分析与优化、实现矿山生产过程动态仿真与灾害预测预警的重要技术手段之一。

本书作为国家自然科学基金项目“基于体矿化模型构模及可视化并行算法研究”研究工作的一部分，系统研究地下矿地表地形、矿床、断层、井巷工程、通风系统与火灾等矿山复合场对象的一体化构模技术与基于B/S模式的、面向Web的三维可视化仿真技术；针对矿床属性估值问题，深入研究基于体素的矿床构模技术及实现方法，建立矿床及采矿工程的真三维可视化仿真模型；以火灾为例，探索井下典型灾害灾变模型及灾害发展过程的三维可视化仿真技术。