芻議CAD技術(shù)在煤礦繪圖中的應(yīng)用

摘要：近年來，工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)了信息化趨勢(shì)，煤礦產(chǎn)業(yè)信息化的水平不斷提高，傳統(tǒng)的手工煤礦繪圖方式轉(zhuǎn)向了計(jì)算機(jī)繪圖。計(jì)算機(jī)繪圖常用的軟件中，AutoCAD的應(yīng)用最為廣泛。將CAD技術(shù)煤炭工業(yè)的生產(chǎn)過程中，可以將工程的設(shè)計(jì)周期縮短，從而提高繪圖工作的效率。

關(guān)鍵詞：煤礦；繪圖；CAD技術(shù)

中圖分類號(hào)：F272.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

從地質(zhì)的勘探到煤礦的開采和煤炭的生產(chǎn)，礦山工程的每一個(gè)階段都要進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)很大一部分來自各種礦圖。礦圖為煤礦的生產(chǎn)和安全提供了基本保證。如果使用圖形處理軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖，則能有效提高繪圖的質(zhì)量。AutoCAD繪圖軟件，能夠提高繪圖工作的效率，所以在煤礦產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的運(yùn)用。

1 CAD繪圖的內(nèi)容

1.1 礦圖的繪制

（1）圖層和字體的設(shè)置。為了使所繪礦圖容易識(shí)別，不能僅僅使用一種字體、顏色、線寬和線型，所以《煤礦地質(zhì)測(cè)量圖例》對(duì)礦圖的文字大小、線型、線寬、顏色等進(jìn)行了明確規(guī)定。其中，繪圖比例根據(jù)適用場(chǎng)合來確定。在CAD繪圖軟件中，圖層的設(shè)置符合國家設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)的繪圖習(xí)慣和單位內(nèi)部的需要，通過圖層對(duì)線型、字體、顏色等進(jìn)行管理。

（2）設(shè)定并應(yīng)用比例尺。比例尺的定義是圖上長度與實(shí)際長度的比值。比例尺隨著實(shí)際需要的變化而有所不同，不同地質(zhì)圖件都有適合其應(yīng)用的比例尺。井田地形的地質(zhì)圖一般用1：5000或者1：1000的比例尺；地形剖面圖，等高線圖、水平切面圖等多采用1：5000或者1：5000的比例尺；對(duì)一個(gè)采面或者采區(qū)的描繪一般采用1：2000或者1：1000的比例尺；煤層的里面投影圖應(yīng)該與等高線圖采用相同的比例尺。

（3）繪制坐標(biāo)方格網(wǎng)。坐標(biāo)方格網(wǎng)在地測(cè)圖件中的地位是十分重要的，是點(diǎn)坐標(biāo)的確定依據(jù)，也進(jìn)可用于礦井上下的對(duì)照。因此，方格網(wǎng)精度對(duì)礦圖精度有著直接的影響。無論繪圖中使用了何種比例，方格網(wǎng)的每一格都是10×10㎝的方格。

（4）建立圖案文件。如果CAD軟件中的標(biāo)準(zhǔn)文件無法滿足繪圖的需要，用戶可以設(shè)置自定義圖案，然后進(jìn)行圖案文件的制定和開發(fā)。圖例是用來表示特定意義的，是一種簡(jiǎn)單符號(hào)，在繪圖過程中，需要多次用到圖例，所以，可以用CAD軟件中的block功能實(shí)現(xiàn)土里的繪制和插入。CAD的操作界面上有一個(gè)圖塊插入命令，能夠在圖形上的某一點(diǎn)插入已經(jīng)制作好的圖形或圖塊。也就是說，可以事先將會(huì)用到的圖例制成圖形，在繪圖過程中，如果有需要，就用圖塊插入命令將圖例插入圖中。

（5）編制礦圖。完成方格網(wǎng)和坐標(biāo)的繪制之后，就要按照?qǐng)D幅范圍內(nèi)每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，將這些點(diǎn)在方格網(wǎng)中繪制出來。這個(gè)步驟稱作展點(diǎn)。展點(diǎn)的方法可以是直角坐標(biāo)法和縱橫坐標(biāo)法。直線展繪，就是按照已知的直線的端點(diǎn)座標(biāo)值，將直線的端點(diǎn)在圖上展繪出來，然后根據(jù)直線方位角，通過該點(diǎn)將該直線繪制出來?；蛘甙凑找阎闹本€的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值，用測(cè)點(diǎn)展繪法將直線的兩個(gè)端點(diǎn)在平面圖上展繪出來，然后用圓滑的曲線或直線將兩個(gè)端點(diǎn)連接起來。剖面圖的繪制可以參考實(shí)測(cè)資料或者其他的紙質(zhì)圖件，比如地形圖、地質(zhì)圖、煤層圖、水平切面圖等。按照這些圖中基準(zhǔn)線的水平距離和標(biāo)高值，將各種數(shù)據(jù)反映到剖面圖上，然后對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行連接，連接所用線條應(yīng)該是圓滑線；將重要的地貌、地物、地質(zhì)和經(jīng)緯線等用相應(yīng)符號(hào)在圖上表示出來。

1.2 開采設(shè)計(jì)

（1）方案設(shè)計(jì)。繪制開拓方案設(shè)計(jì)圖，需要將方案布置在基礎(chǔ)原圖之上，然后通過對(duì)方案的比較分析確定最終方案；設(shè)計(jì)采礦方案就是要在等高線圖上做出平面圖，也就是將煤柱線、邊界線、采掘面、巷道等布置在礦井中某個(gè)主要煤層的等高線圖上；繪制剖面圖，要參照鉆孔資料并綜合其他地質(zhì)資料，基于平面的等高線是認(rèn)為劃定的或者是按照某一條勘探線繪制的，繪制完成后，還要加上巷道等信息。

（2）專業(yè)設(shè)計(jì)。有些設(shè)計(jì)，需要在礦井的基本圖紙基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)內(nèi)容的繪制，從而成為專業(yè)的圖紙。這包括通風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)電、運(yùn)輸?shù)?。這類圖紙的特點(diǎn)是以礦井基本圖紙為基礎(chǔ)，然后增加專業(yè)的圖元并省略或者減少基本圖的部分。專業(yè)圖紙還可以是通過在圖層中鎖定或者關(guān)閉某個(gè)不用的圖層來形成。

（3）工程設(shè)計(jì)。煤礦設(shè)計(jì)中的工程設(shè)計(jì)包括了硐室施工設(shè)計(jì)、交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)、巷道斷面設(shè)計(jì)和井底車場(chǎng)設(shè)計(jì)等。進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，首先要按照所需尺寸將施工圖精確地繪制出來，使各項(xiàng)數(shù)據(jù)都達(dá)到采礦業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 CAD繪圖技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

煤礦采掘工程動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)就是在數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的支持下，在圖形與數(shù)據(jù)庫之間建立相互的聯(lián)系。不可以借助數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在圖形之上自動(dòng)生成另一幅圖，新圖形又成為數(shù)據(jù)庫的新數(shù)據(jù)，這就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)管理。在這個(gè)過程中，計(jì)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)測(cè)與繪圖成為一個(gè)有機(jī)的、一體化的過程。該系統(tǒng)能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)、采掘數(shù)據(jù)、儲(chǔ)量數(shù)據(jù)和煤田勘探報(bào)告進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查詢、刪除、修改和添加的功能；系統(tǒng)可以借助采掘工程平面圖進(jìn)行采掘工程的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)可以將采掘工程平面圖的底稿進(jìn)行輸入，以確保圖紙繪制的高效性、方便性和準(zhǔn)確性，同時(shí)也方便了不同部門查詢資料。

3 CAD繪圖技術(shù)在煤礦開采設(shè)計(jì)中的局限性

3.1 束縛人的設(shè)計(jì)思想

由于電腦屏幕尺寸有限，在圖紙的繪制過程中，設(shè)計(jì)師往往只關(guān)注局部的設(shè)計(jì)，從而不利于對(duì)全局的把握。這種情況下，建筑物的體量和比例會(huì)失控，字體的大小比例也會(huì)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)。CAD的使用需要高度的精確性，因此每一筆的數(shù)據(jù)都要準(zhǔn)確無誤，但是，設(shè)計(jì)方案本就有著隨機(jī)性和模糊性，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)缺乏靈感。另一方面，設(shè)計(jì)師對(duì)軟件的熟悉程度也影響了設(shè)計(jì)圖紙的表達(dá)。如果設(shè)計(jì)師對(duì)CAD軟件不熟悉，則即使有好的創(chuàng)意和靈感也很難通過軟件繪圖表達(dá)出來。這就在一定程度上束縛了設(shè)計(jì)者的靈感、思路和思想。

3.2 扼殺設(shè)計(jì)作品的個(gè)性

設(shè)計(jì)是一門集文化性與藝術(shù)性于一身的學(xué)科。CAD軟件的標(biāo)準(zhǔn)化和工業(yè)化造成了設(shè)計(jì)作品缺乏個(gè)性、缺少人情味、沒有靈氣、千篇一律。雖然電腦繪圖更加精確可信，也更加省時(shí)省力，但是缺少了手繪圖所能體現(xiàn)出的個(gè)性色彩，也沒有了設(shè)計(jì)師筆下流露出的感覺。

3.3 浪費(fèi)資源

首先，CAD作為一門高科技含量的技術(shù)，要熟練掌握，往往要花費(fèi)設(shè)計(jì)師半年以上的時(shí)間。而且設(shè)計(jì)師的學(xué)習(xí)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能趕上軟件的升級(jí)速度，但是設(shè)計(jì)師又不得不付出大量精力和事件來應(yīng)對(duì)這些變化。這就造成了人力資源和時(shí)間資源的浪費(fèi)。其次，CAD軟件所需的物質(zhì)條件也是比較高的。實(shí)現(xiàn)微機(jī)制圖，不僅需要軟件，還需要硬件，而硬件設(shè)備的投資往往是巨大的，而且設(shè)備的升級(jí)費(fèi)用和折舊率都很高，加上一些常規(guī)軟件的費(fèi)用，每年的花費(fèi)是驚人的。最后，還要注意的是耗材的費(fèi)用巨大。耗材包括了復(fù)印碳粉、墨水、紙張、移動(dòng)硬盤等。

3.4 技術(shù)具有不可靠性

在使用CAD技術(shù)進(jìn)行繪圖時(shí)，設(shè)計(jì)師要面臨設(shè)備的更新?lián)Q代、電腦資料的存儲(chǔ)、電腦病毒等。由于這些原因，一個(gè)甚至幾個(gè)設(shè)計(jì)師不得不停止手中的設(shè)計(jì)工作。如果設(shè)計(jì)師出現(xiàn)操作失誤或者對(duì)軟件的操作知識(shí)掌握不足，則有可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)成果被覆蓋、被誤刪的情況，這種情況一旦出現(xiàn)，設(shè)計(jì)師多天甚至多年的設(shè)計(jì)成果就會(huì)付之東流。而且，CAD軟件可以方便地進(jìn)行復(fù)制和套用，這就使得設(shè)計(jì)版權(quán)問題日益突出。所以，對(duì)軟件的使用應(yīng)該是有所節(jié)制的，不能片面追求設(shè)計(jì)技術(shù)的更新，應(yīng)該將設(shè)計(jì)作為靈魂。

4 結(jié)論

CAD繪圖技術(shù)運(yùn)用到煤礦的繪圖中，有利于繪圖精確度和效率的提高，從而提高煤礦工業(yè)的生產(chǎn)效率。但是，另一方面，繪圖軟件不利于設(shè)計(jì)方案?jìng)€(gè)性的表達(dá)，在一定程度上，會(huì)給繪圖工作帶來干擾。因此，我們因該以設(shè)計(jì)為本，以工程為本，對(duì)繪圖軟件進(jìn)行合理的利用，發(fā)揮科技的力量。

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