《矿山CAD》课程系统化、标准化及程序化的研究

《矿山CAD》课程是一门多学科、多技术、实践性较强的专业课程。通过对该课程在教学过程中存在的问题分析,提出《矿山CAD》课程的系统化、标准化及程序化的教学改革,完成实践性教学环节的创新。结果表明非常有利于提高学生的专业素质与实践能力。

蒙库铁矿地、测、采系统软件的研发与应用

以新疆八钢蒙库铁矿为具体实例,结合ACAD应用技术的发展,论述了露天矿山地质、测量、采矿系统软件编制的系统构思及实现的关键技术。并总结出矿山数字化的发展是一个过程,它包括技术、人员、矿山管理等很多方面,所有这些都体现在系统软件的个性化特征。本系统软件正是经过多年的应用与研发,并不断完善与更新,以充分满足矿山个性化的需求,更好地为露天矿生产辅助设计与管理服务。

某露天矿下盘边坡治理稳定性及数值模拟研究

根据某露天矿边坡工程地质和水文地质条件及滑坡现状,采用边坡稳定性极限平衡分析软件(SLOPE)对边坡的安全系数进行了计算,同时采用有限差分程序(FLAC)对边坡开挖现状、2个削坡方案进行了数值模拟,分析了边坡岩体中的破坏区、位移场、应力场,不平衡力等,为治理方案的制定提供了依据,最终确定了该矿边坡治理的技术方案,该方案正处于实施过程中。

岩爆研究现状综述

岩爆是一种世界性的地质灾害,极大地威胁着矿山施工人员和设备的安全。目前,国内外在岩爆方面做了大量的研究工作,但是,由于岩爆问题极为复杂,还没有成熟的理论和方法。针对岩爆定义、岩爆发生机理、岩爆预测预报、岩爆控制的研究现状,进行了归纳分析与评述,并在某些方面提出了新的见解。

基于三维巷道模型的深孔爆破扇形布孔优化设计

为了满足生产实际并提升深孔爆破布孔优化设计的效率,介绍了三维巷道模型的构建及切割方法,并在此基础上通过3种方法对比选择出基于Dijkstra算法建立深孔爆破扇形炮孔排面优化设计算法模型,在Auto CAD平台进行二次开发深孔爆破炮孔优化设计程序模块,并成功应用于某铁矿。深孔爆破优化设计程序的开发,解决了炮孔布置方案中在双排起爆的前提下扇形炮孔布孔优化设计问题,可实现地下矿深孔爆破炮孔的快速绘制,提高深孔爆破设计质量,有效控制爆破作业成本。

基于三角形剖分算法建立三维巷道模型的研究

目前,ACAD在我国矿山使用最为普遍,矿山巷道普遍采用由两条实测巷道轮廓腰线来进行二维描述。本文主要讨论怎样使二维巷道转变成拱形三维实体巷道的技术。一种方法是将实测数据整理和计算,通过计算结果实现模型建立。另一种方法是通过对二维巷道的图形分析研究,首先采用带约束的Delaunay方法,对巷道进行三角剖分来形成巷道底面,然后将剖分后的三角形划分成三类,分别进行三种不同的碎分方法来形成巷道拱顶,同时也形成巷道的侧面。在完成巷道完全三角剖分的基础上,引入ACIS技术将巷道进一步转变为三维实体,从而可以实现各种三维实体的布尔运算。巷道三维实体模型的建立已应用到实际矿山,为采矿作业及研究打下了基础。

中深孔爆破炮孔布置优化设计研究

中深孔爆破广泛用于金属矿山开采,针对传统炮孔排面布置设计方法绘图工作量大、计算繁重、炮孔总长难以得到最优化的缺点,根据最短路径寻优原理,以孔底距限定选择排面炮孔,将起始炮孔作为起始点,炮孔长度作为权值,把炮孔布置转化为单源最短路径问题,利用Dijkstra算法,在AutoCAD平台上进行二次开发,对中深孔排面布孔设计进行优化研究。实现了中深孔爆破布置设计数字化及其炮孔排面布置方案最优化。结果表明:基于最短路径算法的炮孔布置方案可使炮孔总长缩短约10%,降低了凿岩成本,经济效益显著。

基于DTM离散模型的露天矿测量验收方法

针对传统测量验收方法运算速度慢、稳定性差及离散误差大等问题,以四川潘家田铁矿为例,提出了一种介于完全离散模型及三维连续模型的DTM(Digital terrain model)离散模型。从计算精度、速度、稳定性及直观显示等方面与相应的三维实体模型进行对比分析,结果表明:与三维实体模型相比,DTM离散模型的计算误差小于1.00%,运算速度快1个数量级,计算稳定且精度满足准确性要求;与块体模型相比,DTM离散模型的离散误差较小。上述分析结果进一步表明,DTM离散模型可以作为露天矿生产中矿岩量测量验收的有效方法,并且可推广应用于土建及公路的相关生产计算中。

椭球体放矿理论的欠缺及其与类椭球体放矿理论的联系

放矿理论是崩落法放矿管理的基础,椭球体放矿理论在生产实践中应用广泛但存在一定偏差。在分析椭球体放矿理论的基础上,指出椭球体放矿理论存在的不足不能反映放出体形状随放出条件变化而变化的实际,密度场违背松散介质是连续介质这一基本前提,实际散体的移动过渡方程违背质量守恒定律,实际散体的速度场方程不完整,移动边界上的速度值不确定且变化不连续。在此基础上,通过分析椭球体放矿理论与类椭球体放矿理论之间的内在联系,论证了类椭球体放矿理论包含椭球体放矿理论的合理内核,n=1、m=2时能给出全套的椭球体放矿理论方程。类椭球体放矿理论符合实际、能够通过理论检验,是放矿理论的重大发展。

三维矿体线框模型构建技术研究

三维矿体线框模型是构建三维矿体模型的基础,针对基于矿体平面图及剖面图自动构建三维矿体线框模型的研究有着现实意义。通过重新定义剖面图坐标系,给出平面图与剖面图、以及交叉剖面图之间的坐标转换公式,完成了平面图及剖面图坐标统一。依此为基础,按照约定的空间坐标转换规则,自动完成三维矿体线框模型构建。以具体矿体建模为例,明确建模方法步骤,实现了基于矿体平面图与剖面图组合构建三维矿体线框模型。研究表明,三维矿体线框模型构建技术包含了地质平剖自动转换修图功能,其建模成果为构筑三维矿体模型奠定基础。

基于Floyd算法的扇形中深孔爆破布孔优化设计

地下矿中深孔爆破炮孔布置设计直接影响爆破效果和生产成本,前期研究提出的基于单源最短路径的优化算法极大提升了布孔优化设计的效率,但不能完全满足生产实际的应用。分析了炮孔布置与中深孔爆破参数的关联性,将炮孔孔底距作为主要控制调节参数,应用多源点最短路径的动态规划思想,基于Floyd算法建立中深孔爆破扇形炮孔排面优化设计算法模型,解决了炮孔布置方案中预设特定炮孔参数的扇形排面布孔优化设计问题。在此基础上,基于Auto CAD平台进行二次开发中深孔爆破炮孔优化设计程序模块,并成功应用于某铁矿。中深孔爆破优化设计程序的开发,可实现地下矿中深孔爆破炮孔快速绘制,提高中深孔爆破设计质量,有效控制爆破作业成本。

基于地下矿中深孔爆破参数相关性研究的爆破优化设计

为了探究地下矿扇形中深孔爆破设计中诸如炮孔直径、炸药单耗、最小抵抗线、孔间距和密集系数、装药长度、填塞长度等爆破参数之间存在的内在关系,以及如何共同制约和影响地下矿中深孔爆破效果,从爆破参数的可变性和关联性出发,探究不同爆破参数之间的关系,并以金山店铁矿中深孔爆破设计为例,深入阐述爆破参数之间的相关关系,探究对中深孔爆破设计的影响。结果表明,炮孔直径d、炸药单耗q、起始与终止炮孔角度等是相对固定不变的,最小抵抗线W、孔间距a等在一定区间是呈线性变化的,炮孔总长度L_(p)是呈台阶式变化的。深度厘清影响中深孔爆破参数之间的关系有助于爆破设计进一步优化,也有利于提高爆破效率和经济效益。

基于AutoCAD的地下矿高效采准设计研究

地下矿采准设计是地下矿设计工作中既重要又复杂的一项工作,探索研究如何高效、优质地完成地下矿采准设计具有很强的现实意义。基于AutoCAD平台的二次开发技术,使用布尔运算技术完成地下矿巷道双线图的自动生成绘制,采用扩展数据技术完成采切工程量自动统计,实现坐标表自动计算。并以此为基础,以苍山铁矿采准设计为例,详细阐述了地下矿采准设计的一般流程,给出了完整的采准设计。研究结果表明,基于AutoCAD二次开发的地下矿采准设计,具有高效、灵活、实用性强的特色,适合矿山技术人员掌握与实际应用。

基于Auto CAD的三维巷道可视化建模及应用

为了解决地下矿巷道可视化程度较差,矿体和巷道、硐室等空间位置信息不具体等问题,基于VBA语言采用巷道断面沿指定路径或指定高度拉伸的方法,对Auto CAD进行二次开发构建地下矿山三维斜坡道模型,通过编程完成基于Auto CAD的地下矿三维巷道绘图模块,实现了地下矿三维斜坡道在Auto CAD中的自动化、程序化建模,既有助于矿山生产过程中工程量的计算,也能提高工作效率。矿山实践结果表明,基于Auto CAD构建地下矿三维巷道可视化模型,具有较强的可操作性和实用性。

大孤山铁矿深凹露天矿边坡工程

通过工程地质、水文地质调查 ,爆破测振 ,位移观测和岩石力学试验 ,采用极限平衡理论分析边坡稳定性 ,研究大孤山铁矿深凹露天矿的边坡工程。以加陡最终边坡角优化采矿设计 ,减少剥岩量 10 0 0万t,多采矿石 40 0多万t。研究成果已应用于矿山生产 ,经济和社会效益显著。

基于Auto CAD二次开发的露天矿DTM曲面快速构建计算研究

在AutoCAD平台下完成露天矿DTM曲面构建,采用三角剖分算法基于线框模型构建地表模型及二次境界模型,并求取它们的交线。以此交线剪切地表及二次境界线框模型,组成含有地形线的终了境界线框模型,实现三维可视化模型的建立。构建应用菜单,编制应用程序,最终实现露天矿终了境界中DTM曲面构建及其运算的程序化。本研究成果在降低误差的同时提高设计的精度和工作效率,对于露天矿终了境界设计图绘制具有重要的意义。

基于AutoCAD构建地下矿三维开拓立体模型

地下矿三维开拓立体模型图可以非常直观的表达三维采矿工程,对矿山设计和生产管理都有着现实意义。基于AutoCAD平台的二次开发技术,使用实体模型构建中放样功能,开发出三维井巷模型构建模块。依此为基础,制定地下矿三维开拓立体模型构建一般流程,以具体矿山开拓系统建模为例,明确建模方法步骤,实现了地下矿三维开拓立体模型构建。研究表明,基于AutoCAD构建地下矿三维开拓立体模型,操作方便灵活,具有较强的实用性。

蒙特卡洛模拟法在矿业项目净现值计算中的应用

为了解决矿业项目净现值(NPV)计算过程中若干可变因素对其计算结果的影响,在净现值计算过程中引入蒙特卡洛模拟法,并成功在商洛某矿山得到验证。通过分析每一个随机变量所服从的概率分布,调用Stata中的随机数发生器产生服从特定概率分布的随机数,最后利用产生的若干随机数对净现值(NPV)进行不少于1000次的蒙特卡洛模拟实验,并将计算结果以直方图的形式输出。蒙特卡洛模拟法的应用解决了项目净现值计算过程中多个变量的随机性问题,结果既直观又合理,可为矿业投资决策提供科学的参考。

GPS在露天矿山边坡变形监测中的应用

对GPS在露天矿山边坡监测中应用进行了详细的探讨。根据我国某大型露天矿山边坡的实际情况介绍GPS变形监测网的设计、观测、数据处理和变形分析的方法。

矿山动态地质数据库的开发及应用

建立矿山动态地质数据库对矿山的设计、生产和管理具有十分重要的意义。介绍了开发矿山动态地质数据库的基本思路、软件开发平台及开发工具和软件开发的技术特点。结合某矿山的生产实际,开发了该软件系统。实践表明,该系统是成功的,可在其它矿山推广应用。