聶川超

（龍煤集團(tuán)雙鴨山分公司安全監(jiān)察部，黑龍江 雙鴨山 155100）

采礦工程是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前我國(guó)的采礦工程隨著技術(shù)科學(xué)的發(fā)展，已經(jīng)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和科學(xué)管理。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展也為采礦工程技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)了由較為枯燥的研究過(guò)程過(guò)渡到現(xiàn)在可視化的分析研究過(guò)程。

1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的可視化技術(shù)在工程研究中的應(yīng)用

1.1 采礦研究中的問(wèn)題

煤礦井下開(kāi)采的主要特點(diǎn)就是在地下工作，而且生產(chǎn)當(dāng)中所需要環(huán)節(jié)很多。主要工序非常復(fù)雜，井下的生產(chǎn)系統(tǒng)有通風(fēng)、排水、動(dòng)力供應(yīng)等多個(gè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)就是巷道空間交錯(cuò)復(fù)雜。工程技術(shù)人員在實(shí)際采礦過(guò)程中會(huì)遇到不同程度的問(wèn)題，其主要問(wèn)題就是井下系統(tǒng)的巷道空間位置關(guān)系不能很好的確定。目前我國(guó)的采礦工程中所使用的資料大多數(shù)都是工程的平面圖、刨面圖?，F(xiàn)有的資料上很少有三維立體礦井巷道系統(tǒng)模型，工作人員只有發(fā)揮自身的空間思維想象能力去估算巷道的三維位置。

1.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的可視化技術(shù)

目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)逐漸走向三維立體、可視化發(fā)展，但是在采礦工程中還有很大的應(yīng)用空間。目前較為普遍使用的是美國(guó)公司研制的計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件Auto計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它可以繪制出三維立體礦井巷道布置系統(tǒng)模型。進(jìn)而達(dá)到可視化的目的，提出解決的辦法。

1.3 利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的可視化技術(shù)創(chuàng)建研究模型

目前的工程采礦人員對(duì)于分析巷道之間的關(guān)系只能通過(guò)想象和經(jīng)驗(yàn)去確定巷道之間的關(guān)系，但是這種方法會(huì)出現(xiàn)較大的失誤，經(jīng)驗(yàn)是積累出來(lái)的，即使有經(jīng)驗(yàn)也會(huì)存在較大的誤差，而且這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，得到的效率很低。因此要求工作人員要學(xué)會(huì)三維知識(shí)，使工作人員先研究涉及巷道的三維空間設(shè)計(jì)出來(lái)，這樣在學(xué)習(xí)完三維知識(shí)后，工作技術(shù)人員可以得到較為高效的分析效果。如果采用Auto計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，我們可以得出以下幾點(diǎn)明顯的研究效果：其一，可以在制作三維模型的過(guò)程中，更加深刻地了解礦井的三維結(jié)構(gòu)，對(duì)研究的問(wèn)題可能會(huì)提出更加創(chuàng)新的解決方法；其二，對(duì)于初步涉及采礦工程的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以較為容易的了解建立三維礦山系統(tǒng)的概念；其三，采礦項(xiàng)目結(jié)束后，繪制出的三維立體礦井模型，可以更為輕松的進(jìn)行匯報(bào)，從而達(dá)到高效的效果。

2 地質(zhì)測(cè)量對(duì)采礦的影響

我國(guó)的國(guó)土豐厚，地質(zhì)地貌各不相同，所以為了確保礦物質(zhì)的質(zhì)量，我們?cè)谶M(jìn)行采礦工作時(shí)，要對(duì)開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)測(cè)量。對(duì)于地表所測(cè)的氧值要符合一定的規(guī)律性。地測(cè)工作的標(biāo)準(zhǔn)化是質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的一個(gè)關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，在開(kāi)采的同時(shí)還要注意安全隱患。對(duì)于重復(fù)出現(xiàn)的問(wèn)題要追查其根源，及時(shí)進(jìn)行修改調(diào)整，從而進(jìn)一步的提高標(biāo)準(zhǔn)化的工作水平。

3 數(shù)值模擬的可視化分析方法

我們了解到工作人員很難建立三維空間概念，而礦山壓力與巖層控制的問(wèn)題一般涉及的都是動(dòng)態(tài)三維空間問(wèn)題。因此工作技術(shù)人員對(duì)分析研究的目的還是有一定的差距。工作技術(shù)人員到礦井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，所看到的情況只是靜態(tài)現(xiàn)象，比如巷道支護(hù)物的破壞、巷道的變形等問(wèn)題我們可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，但是對(duì)產(chǎn)生礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象的礦山壓力以及變形破壞過(guò)程是看不到的，只能從理論上或者資料上去進(jìn)行空間想象，但是這樣會(huì)存在一些弊端，比如說(shuō)對(duì)理解礦山壓理論就會(huì)形成障礙。而且想只是通過(guò)觀測(cè)就能得到礦山開(kāi)采過(guò)程中的圍巖內(nèi)的某一點(diǎn)力，實(shí)際上是相當(dāng)困難的。對(duì)于上述問(wèn)題，數(shù)值模擬計(jì)算方法就擁有其獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，數(shù)值模擬計(jì)算方法的發(fā)展逐漸的引起了采礦工程的重視，并且逐漸的的被采礦工程所引用。

3.1 可視化研究實(shí)例

我們對(duì)煤層開(kāi)采過(guò)程頂板巖層受力變形過(guò)程模擬。模型上部為邊界，我們按照煤層深度來(lái)施加重力，模型的左右兩邊為支邊，模型的下邊為固定點(diǎn)，為了平衡水平方向的位移。通過(guò)計(jì)算得出了頂板巖層會(huì)隨著煤層開(kāi)采而出現(xiàn)離層及其相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布狀況，其結(jié)果在一定程度上可以對(duì)礦山壓力及巖層的控制上提供了理論補(bǔ)充。

4 結(jié)語(yǔ)

為了能夠提高采礦技術(shù)的應(yīng)用，我們對(duì)于煤礦開(kāi)采的方法研究還需要加大人力物力，創(chuàng)造出更加適合采礦工程的新技術(shù)，這樣才能夠更好的提高人們的生活質(zhì)量，減輕工作技術(shù)人員的工作量，加快工程的進(jìn)度和效率，在采礦的同時(shí)也要要求工作人員工作認(rèn)真、盡職盡責(zé)，爭(zhēng)取零失誤。以繪制單位立體模型來(lái)了解礦井的空間結(jié)構(gòu)，這些都屬于采礦工程的新技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，可視化技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，而且會(huì)出現(xiàn)更加先進(jìn)的技術(shù)，更好的提高采礦工程的整體生產(chǎn)效率及其安全穩(wěn)定性。

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