《矿山3D虚拟及动画仿真教学系统》一、系统概述
系统主界面示意图
系统模型以单水平开采模式和斜井开拓方式为矿井原型。
在模型中，地面各个职能部室，井下巷道的开拓形式、已经采掘完的工作面、正在采掘的工作面以及准备采掘的工作面等内容。将会详细的讲解矿井地面办公楼、职工生活区、选煤厂等地面工业广场及主井、副井、井下开拓巷道以及井下各种巷道、采掘工作面布置情况，将煤矿生产的采煤、掘进、机电、运输、通风、排水等系统通过实景仿真互动以虚拟仿真技术搭建还原一个真实的虚拟煤矿，学习者以第一人和第三人称的视角在矿井中进行自主漫游，并且可以来回切换。当漫游到巷道或者工作面后，可以即时学习该工作的工艺、原理、设备等核心知识点。
虚拟矿山界面示意图
将整个煤矿从地面到井下以三维形式展示给学生，可以进行自主漫游。通过点击相应的热点进行相应的学习，通过二维动画的形式将原理和工艺展示出来。系统结合学院学生的特点，将游戏的元素引进系统中，在巷道中漫游通过键盘和鼠标的同时操作，寻找自己需要学习的知识点。各个专业可以通过小地图很快进入到自己专业的学习模块，操作方便，有效的提高学习兴趣和学习效率。
主要生产系统示意图
系统可以宏观的看到井下各个生产系统：通风系统、运输系统、给排水系统以及各个生产环节所使用设备的运行。将从宏观到细节对煤矿生产的各个环节进行逐一展示，使学习者能由浅入深的学习煤矿安全生产的采煤、掘进、运输、通风、机电等相关知识内容，知识内容覆盖全面，讲解形象生动。
井上部分:
1、地面及地质概述：构建三维虚拟矿山场景，井田位置，采用电子地图的方式显示矿区具体位置，可对井田进行立体观察、学习。其中包括矿图中描述的各个技术细节：采煤边界、煤层走向、煤层布置情况、周围的山脉、河流、铁路等设施对采煤生产的影响等。
2．工业广场：矿井工业广场的规划，可对矿区进行漫游，通过鼠标和键盘可以转换第一人称和第三人称视角，如同置身矿区，身临其境，将矿井地面办公楼、职工生活区、选煤厂等井上建筑还原出来。主要是讲解地面生产区域：绞车房、井口、变电站、地面水泵房、灯房、风井主扇、地面维修车间、原煤堆放以及洗煤厂等。将会详细的学习到以上各区域的安全生产环节以及管理和相关技术参数，达到把矿井地面搬进教室的目的。
具体包括：在煤矿井上漫游中，下列建筑等出现文字提示是什么名称并出现该建筑的用途文字。
主斜井：主要用于提升煤炭和进风；
副井：主要用于提升人员、运输物料、出矸石和进风；
风井：主要用于回风；
更衣房：矿工上下班，更换衣服处；
灯房：集中存储矿灯及更换矿灯处；
仓库：存储各材料、配件、设备等；
浴室：矿工升井后进行洗浴；
食堂：
地面变电所：为煤矿供电的场所，必须为单独两路供电，且要供电可靠等；
压风机房：为井下生产供应高压风的场所；
机修厂：设备维修、维护及加工的场所；
绞车房：安装提升机的场所；
通风机房：安装有矿井主通风机的场所；
办公楼：煤矿各生产管理、辅助及相关机关单位办公场所；
区队楼：井下生产区队的办公场所。
井下部分:
3、巷道布置：学习者以煤矿工人的身份从人员入井口乘人车下井，系统将讲解下井前需要准备的工作、下井过程中乘车注意事项、井下巷道行走注意事项以及下井过程中可以看到的景象和生产设备布置的情况。并且可以随时停止前进进行学习，将巷道开拓方式、巷道布置方式、井底车场、井底水泵房、中央变电所、炸药库、井底车场调度室、装卸煤站以及井底候车室等地点进行详细讲解。井下布置清晰可见，清晰掌握工艺、设备等情况；
4．立体呈现煤矿生产的采煤、运输、机电、运输、通风、给排水等生产系统。
A、采煤系统
包括：采煤方法和工艺、设备布置、支护形式、通风方式、人员行走、供电系统、给排水系统、运煤线路、老空区处理、上下隅角的瓦斯处理以及采煤过程中瓦斯处理等。
1）炮采工作面
（1）工作面漫游
进入炮采工作面后，先弹出整体性介绍“炮采采煤工艺”的知识讲解，随后可进行漫游。
1）在采煤工作面中，下列设备出现文字提示是什么名称，同时名称发亮，如果点击后，出现该设备的用途文字。
2）炮采工作面从运输顺槽开始至另外一个顺槽漫游，设备及用途如下：
胶带输送机：运输煤炭至漏斗。
转载机：运输煤炭至胶带输送机；
超前支护：两端头进行超前支护，至少为15m，方式为单体液压支护配合铰接顶梁支护；
单体液压支柱：支撑顶板。
铰接顶梁：配合单体支柱支护顶板；
刮板输送机：运输爆破下的煤炭；
墩柱：主要用于推移刮板输送机。
炮眼：
泵站：为工作面供应液压动力；
工作面配电点：为工作面供电；
（2）炮采工作面的流程表现
当走到工作面切眼时，弹出知识学习动画，重点介绍炮采工作面的工作流程，具体知识如下：
1）打眼
在工作面煤壁上煤电钻打眼动作动画。
2）装药
在工作面煤壁上炮眼中装药动作动画。
3）爆破
在一边顺槽中一个人用发爆器爆破动作动画。
这时候出现文字：连线和警戒完成，严格执行一炮三检检查瓦斯浓度后，开始爆破。
4）运煤
工作面上刮板输送机运煤动作动画；
5）推溜
工作面中推移溜子动作动画。
6）回柱
一个人在后部切顶线卸一颗柱子的动作动画。
7）支护
一个人在前部打一颗柱子的动作动画。
2）普通机械化采煤工作面
（1）工作面漫游
进入普采工作面后，弹出“普通机械化采煤工作面的采煤工艺”知识讲解。
1、在采煤工作面中，下列设备出现文字提示是什么名称，同时名称发亮，如果点击后，出现该设备的用途文字。
2、普采工作面从运输顺槽开始至另外一个顺槽漫游，设备及用途如下：
胶带输送机：运输煤炭至漏斗。
转载机：运输煤炭至胶带输送机；
超前支护：两端头进行超前支护，至少为15m，方式为单体液压支护配合铰接顶梁支护；
单体液压支柱：支撑顶板。
铰接顶梁：配合单体支柱支护顶板；
刮板输送机：运输采煤机截割下的煤炭；
采煤机：用于截割煤壁煤炭。
墩柱：主要用于推移刮板输送机。
π型钢梁：配合单体支柱支护顶板；
泵站：为工作面供应液压动力；
工作面配电点：为工作面供电；
（2）普采工作面的流程表现
动画表现，普采工艺流程的动画讲解，具体知识如下：
1、采煤机进刀
采煤机割煤动作动画
2、移梁
迈步前移π型钢梁和单体支柱的动作动画。
3、移溜
