煤礦井下爆破是煤巷爆破課程教學中的重要章節(jié)，其實驗目的是通過實驗教學鞏固學生已學的教學內(nèi)容，掌握常用的爆破器材和煤巷爆破的設計方案，以及從鉆孔至放炮結(jié)束的爆破工藝流程，從而達到對學生進行實驗操作技能方面的基本訓練。
使學生能理論聯(lián)系實際，進一步提高對相關教學內(nèi)容的認識和培養(yǎng)其動手能力，為以后參加工作奠定良好的基礎，并使學生掌握一些科學研究的方法。然而，由于爆破行業(yè)的危險性，學生在課堂教學后很難真正到達現(xiàn)場進行爆破實驗。因此，爆破工程實驗只能采用替代爆破器材及模型等方式來進行實驗，實驗效果不佳。
為此，河南蘭幻軟件技術有限公司開發(fā)了一套煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)，通過“虛實結(jié)合”的方式，將煤礦井下爆破與實際操作有機的聯(lián)系在一起，通過人機交互的虛擬仿真模式不受現(xiàn)場的時間、空間和安全等問題的限制，虛擬仿真技術能直觀表達具有空間、時間復雜特性的系統(tǒng)構(gòu)成及工藝流程，有利于教學質(zhì)量的提高，極大地拓展了學生的學習資源和學習模式。
通過開展煤礦井下爆破工藝虛擬仿真實踐，不僅對煤巷爆破課程和采礦生產(chǎn)實習課程的教學是一個有力補充，同時通過整體爆破工藝流程的展示，對拓展理論教學內(nèi)容廣度和深度，延伸實習時間和空間，從而培養(yǎng)學生的系統(tǒng)性意識，激發(fā)學生對專業(yè)的學習興趣和研究潛能，增強學生的實踐能力也具有重要意義。
一、煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)優(yōu)勢
（1）規(guī)避作業(yè)風險，實現(xiàn)安全實訓
煤礦井下爆破屬于高風險作業(yè)，實際操作中任何失誤都可能引發(fā)嚴重后果。本系統(tǒng)高度還原現(xiàn)實井下爆破作業(yè)環(huán)境，學生可在虛擬場景中進行反復模擬操作與實訓演練，全程無人員受傷風險，讓學生在安全環(huán)境中掌握規(guī)范操作方法。
（2）強化沉浸體驗，提升學習效率
為未下井的學生、新上崗人員提供沉浸式學習場景，使其身臨其境地感受井下實際工作環(huán)境，熟悉作業(yè)場地布局，逐步掌握爆破作業(yè)流程與操作技巧，快速完成從理論知識到實操能力的轉(zhuǎn)化，為現(xiàn)場上崗作業(yè)筑牢基礎。
（3）優(yōu)化資源利用，降低實訓成本
煤礦井下爆破現(xiàn)場實訓需投入大量雷管、炸藥、設備等資源，成本較高。本系統(tǒng)通過虛擬仿真作業(yè)模擬，可精準推演爆破所需資源用量、爆破力度等關鍵參數(shù)，指導實際作業(yè)中的資源合理配置，避免無效操作與資源浪費，大幅降低教學實訓與企業(yè)崗前培訓的資源成本。
二、煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)功能模塊
本系統(tǒng)圍繞煤礦井下爆破教學與實訓需求，設置三大核心功能模塊，覆蓋理論學習、器材認知、全流程實操，形成 “學 - 認 - 練” 一體化教學體系。
（1）基礎知識
聚焦爆破基礎理論與核心知識點，涵蓋爆破概述、雷管結(jié)構(gòu)、炸藥特性、起爆材料分類、掘進布置要求、裝藥方式規(guī)范、網(wǎng)絡連線技巧、放炮器操作等內(nèi)容。模塊采用三維動畫形式直觀展示，將抽象的理論知識轉(zhuǎn)化為動態(tài)、形象的視覺內(nèi)容，便于學生理解與記憶，夯實理論基礎。
（2）結(jié)構(gòu)展示
構(gòu)建井下爆破全品類器材的高精度三維模型，包括水炮泥、瓦斯傳感器、炸藥、粘土炮泥、炸藥箱、吹眼器、發(fā)爆器、雷管、雷管箱、起爆藥卷、哨子等核心器材。所有模型支持縮放、旋轉(zhuǎn)、移動等人機交互操作，學生可全方位觀察器材外觀、剖析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，清晰掌握各類器材的構(gòu)造、功能與使用場景，實現(xiàn)器材認知的可視化、具象化。
（3）仿真模塊
作為系統(tǒng)核心模塊，采用第三人稱視角打造沉浸式井下爆破場景，實現(xiàn)從起爆藥卷制作到爆破后檢查的全工藝流程虛擬仿真再現(xiàn)，具體流程包括：起爆藥卷的制作→清孔驗孔→裝藥及封孔→爆破網(wǎng)絡連接→爆破警戒→起爆→爆破后檢查。
為保障實訓效果，模塊在工藝流程仿真過程中嵌入專項知識學習與規(guī)范考核，重點強化學生對 “一炮三檢” 制度、“三人連鎖放炮制度” 等安全作業(yè)規(guī)范的理解與執(zhí)行，讓學生在掌握爆破實操流程的同時，樹立嚴格的安全作業(yè)意識，培養(yǎng)規(guī)范操作習慣。
三、咨詢與試用
河南蘭幻軟件技術有限公司竭誠為礦業(yè)院校、采礦企業(yè)提供煤礦井下爆破工藝虛擬仿真系統(tǒng)定制化服務與技術支持，歡迎各界客戶前來咨詢、體驗試用！
