地下開(kāi)采礦山的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張國(guó)新

摘 要：在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，信息技術(shù)也在各個(gè)行業(yè)被得到了充分的利用，煤礦地質(zhì)也不例外。煤礦地質(zhì)繪圖也以及從傳統(tǒng)的手工繪圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)繪圖，在眾多繪圖技術(shù)中，CAD的應(yīng)用最為廣泛，該技術(shù)不但能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的周期縮短，同時(shí)還能使繪圖的效率提高，對(duì)推動(dòng)煤礦地質(zhì)繪圖工作的發(fā)展有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì) 采礦工程 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（c）-0081-01

1 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)理念

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)是一個(gè)綜合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其具有交互式的圖形處理能力，由主機(jī)、顯示圖形設(shè)備、掃描儀、磁帶驅(qū)動(dòng)器、繪圖儀以及打印機(jī)等組成。其采礦設(shè)計(jì)是利用互動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行，終端顯示器能夠控制采礦的每一步操作。主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容有：（1）設(shè)計(jì)前對(duì)礦山環(huán)境、技術(shù)以及設(shè)備的了解，進(jìn)行各方面任務(wù)目標(biāo)的滿足；（2）具體實(shí)施方案的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要來(lái)自具體實(shí)踐的要求，同時(shí)還包括設(shè)計(jì)者的知識(shí)水平以及對(duì)采礦的認(rèn)識(shí)，其他還有對(duì)技術(shù)的可行性以及功能需求的滿足。（3）驗(yàn)證、修改以及定型，并表達(dá)設(shè)計(jì)對(duì)象，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、功能以及審美等各方面具體數(shù)據(jù)和要求進(jìn)行全方面的修改。（4）設(shè)計(jì)完成的技術(shù)文件通常包括三視圖、部件圖、以及剖面圖和其他說(shuō)明等內(nèi)容。

2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用

開(kāi)采礦山的最終目的就是要獲得礦石，所謂的礦山工程設(shè)計(jì)，就是工程師以及設(shè)計(jì)人員等將礦山壞境改變的現(xiàn)代科技技術(shù)手段，從而能夠滿足政府、企業(yè)、特定人群等的要求。因此，采礦設(shè)計(jì)的任務(wù)：第一，開(kāi)采優(yōu)質(zhì)的礦石，第二，對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的保護(hù)，使其能承受自然和人工的，長(zhǎng)期的和可持續(xù)發(fā)展的開(kāi)采壓力；第三，我們必須確保盡可能低的價(jià)格和成本，最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以確保安全并進(jìn)行后續(xù)工程建設(shè)。

通過(guò)大量的實(shí)踐證明，CAD能夠讓開(kāi)采礦山設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量提高，能夠給設(shè)計(jì)者提供傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所沒(méi)有的設(shè)計(jì)空間，讓設(shè)計(jì)者的想象力任意揮灑，由于人性，環(huán)境以及教育等的差異，每個(gè)設(shè)計(jì)師都有自己獨(dú)特的想法、觀念、習(xí)慣以及表達(dá)方式，因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)使用計(jì)算機(jī)輔助部分與其余部分之間接口的描述方法也難以取得一致。因此，在設(shè)計(jì)進(jìn)行之前對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行深入細(xì)致的了解是所有工程師都必須要做的功課。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)設(shè)計(jì)工程師的具體要求為：（1）認(rèn)真設(shè)計(jì)；（2）工程結(jié)構(gòu)參數(shù)分析；（3）掌握設(shè)計(jì)采礦地圖的全過(guò)程；（4）繪制施工圖。

在設(shè)計(jì)中，要全方位的經(jīng)濟(jì)分析是必不可少的，這是非常重要的事情，概算以及預(yù)算分析在每一個(gè)設(shè)計(jì)階段都要進(jìn)行。項(xiàng)目的投資、編制以及安排建設(shè)計(jì)劃都是必須要通過(guò)概算來(lái)確定的；特別是預(yù)算，其對(duì)工程造價(jià)、考核工程成本和以及經(jīng)濟(jì)性都有著非常重要的影響組。總之，本研究的目的是協(xié)助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員將工程設(shè)計(jì)方案順利完成，對(duì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业乃季S進(jìn)行模擬，從而展開(kāi)工作。也就是說(shuō)，采礦CAD系統(tǒng)能夠采礦設(shè)計(jì)專家思想的直接反應(yīng)。

3 采礦CAD技術(shù)特點(diǎn)分析

任何一個(gè)軟，就必須選擇合適的系統(tǒng)架構(gòu)，在選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮該軟件所涉及行業(yè)的特點(diǎn)以及該軟件技術(shù)目前的發(fā)展水平。目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域正不斷朝著三維實(shí)體，可視化以及一體化的方向發(fā)展，但要用于采礦業(yè)，還必須要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)期的研究才能實(shí)現(xiàn)。所以在進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)的選擇時(shí)，企業(yè)的特點(diǎn)和地位是絕對(duì)不可忽視的。目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)適合CAD技術(shù)的礦山特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

（1）設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到了提高，且用時(shí)較短。CAD系統(tǒng)能夠讓整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程更加客觀、準(zhǔn)確、高效、規(guī)范。

（2）充分有效性和連續(xù)性。無(wú)論是地質(zhì)，采礦，測(cè)量，或信息處理的及時(shí)性之間的選礦和轉(zhuǎn)移更多的財(cái)富是連續(xù)性，更加注重系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)共享。

（3）提升了采礦CAD系統(tǒng)的通用性以及可移植性。由于產(chǎn)業(yè)以及企業(yè)的差異，再加上生產(chǎn)過(guò)程中需要處理的信息的不斷變化，這也導(dǎo)致礦上行業(yè)中的讓CAD技術(shù)應(yīng)用研究有了比較強(qiáng)的針對(duì)性，其他行業(yè)的甚至是同行業(yè)的技術(shù)都不能照搬，因此，必須對(duì)圖形的處理方法、環(huán)境以及數(shù)據(jù)的接口技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的研究。

（4）研究要基于實(shí)際。在目前的礦山計(jì)算機(jī)技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)二維方式下的礦山 CAD 軟件應(yīng)用進(jìn)行研究，使得其與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠進(jìn)行很好的銜接。因此，對(duì)三維實(shí)體設(shè)計(jì)思想的過(guò)分追求是不符合實(shí)際的，一切開(kāi)發(fā)和研究都要在實(shí)際的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

（5）目前，CAD軟件開(kāi)發(fā)者從二維到三維設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變。但由于技術(shù)水平的限制，斷時(shí)期內(nèi)完成比較困難。但只要不斷的學(xué)習(xí)新的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，對(duì)三維實(shí)體建模技術(shù)進(jìn)行仔細(xì)的研究，在GIS數(shù)據(jù)挖掘空間工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，就能夠讓礦山設(shè)計(jì)得到大幅度的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前的CAD技術(shù)正朝著一個(gè)開(kāi)放的、集成化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。在礦山計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中，要充分考慮實(shí)際問(wèn)題，從實(shí)際情況出發(fā)制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，環(huán)境以及設(shè)計(jì)人員的知識(shí)水平、思維方式等都是采礦設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。通過(guò)該文的研究也不難看出，礦山CAD技術(shù)能夠讓設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，同時(shí)縮短周期。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展下，會(huì)有更合適、更高質(zhì)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)為礦山建設(shè)發(fā)揮更大的作用。

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