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  開(kāi)始檢測(cè)
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• 萬(wàn)方論文查重系統(tǒng) 4.00元/千字
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  開(kāi)始檢測(cè)

　　摘要站在設(shè)計(jì)院角度，研究了三維協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中采礦專業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，分析了采礦專業(yè)三維設(shè)計(jì)的重要意義，借助于Bentley軟件實(shí)現(xiàn)了礦山采礦三維協(xié)同設(shè)計(jì)。在礦山設(shè)計(jì)中，三維協(xié)同技術(shù)不僅十分必要，而且完全可行，極大提高設(shè)計(jì)工作效率，使地下采礦設(shè)計(jì)更直觀、形象、容易理解，更接近實(shí)際情況。

　　關(guān)鍵詞三維協(xié)同設(shè)計(jì)，各大系統(tǒng)，出圖形式

　　1.引言

　　隨著信息、技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的工程技術(shù)人員開(kāi)始使用三維技術(shù)來(lái)幫助他們解決設(shè)計(jì)過(guò)程各種問(wèn)題，MicroStation這樣的通用三維CAD協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，其用戶主要在能源交通、水利水電、工民建、港航等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工程勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)[1][2];而礦業(yè)工程中，尤其地下礦業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)發(fā)展緩慢，目前國(guó)內(nèi)礦業(yè)行業(yè)大部分設(shè)計(jì)院正處在剛起步或者還未起步的階段，如何在設(shè)計(jì)院推廣三維設(shè)計(jì)工作成為廣大設(shè)計(jì)院決策層面臨的難題[3][4]。

　　地下采礦工程的Bentley三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，也是大幅度提高工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的利器，它是項(xiàng)目實(shí)施工程全生命周期運(yùn)行、數(shù)字化移交的開(kāi)始和基礎(chǔ)，推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，但是在推廣三維可視化協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到一系列問(wèn)題[5]。

　　2.Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)如何做到地下工程協(xié)同?

　　2.1.各類工程、各類三維軟件的協(xié)同

　　冶金設(shè)計(jì)院工程一般分為地面工程和地下工程，地面工程多專業(yè)可以深入、細(xì)致地完成項(xiàng)目建模、碰撞檢查、二維出圖和匯報(bào)材料制作工作，檢查出多個(gè)專業(yè)的內(nèi)部和相互之間的錯(cuò)漏碰現(xiàn)象，但是地下礦業(yè)工程不好進(jìn)行三維協(xié)同設(shè)計(jì)[6]。

　　地下礦業(yè)工程在三維設(shè)計(jì)過(guò)程中，各專業(yè)各自發(fā)奮各種三維軟件，放開(kāi)設(shè)計(jì)，到最后統(tǒng)計(jì)時(shí)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，就想二維設(shè)計(jì)階段，大家通過(guò)word、excel、cad可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，但是在地下礦業(yè)工程中，想利用統(tǒng)一應(yīng)用較小，因?yàn)閷I(yè)多，多達(dá)30多個(gè)，采礦專業(yè)應(yīng)用的三維軟件多，軟件不統(tǒng)一。那么，什么三維軟件可以實(shí)現(xiàn)所有專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)呢?協(xié)同的不是小數(shù)，也不是大數(shù)，而是所有專業(yè)實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。所以，Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)需要廣大設(shè)計(jì)人員盡早研究部署，提前布局，分步實(shí)施，并且實(shí)施時(shí)要認(rèn)真細(xì)致;如何實(shí)現(xiàn)全專業(yè)、全過(guò)程的設(shè)計(jì)協(xié)同?

　　2.2.三維協(xié)同設(shè)計(jì)兩個(gè)維度的協(xié)同

　　Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)有兩個(gè)維度，一是各個(gè)專業(yè)之間的協(xié)同，二是全生命周期管理的協(xié)同[7]。

　　一個(gè)是30多個(gè)專業(yè)之間的協(xié)同，有建筑、結(jié)構(gòu)、管道、水暖、電氣等多個(gè)專業(yè)，各個(gè)專業(yè)的模型建在一個(gè)大家能夠共同看見(jiàn)的文件里。Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)雖然較好實(shí)現(xiàn)各專業(yè)間的協(xié)同，改善設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)漏碰缺，但其仍存在一些問(wèn)題，在此情況下，較好利用三維協(xié)同設(shè)計(jì)的方式是將其他格式兼容的第三方軟件一起打包進(jìn)來(lái)，甚至多個(gè)三維設(shè)計(jì)平臺(tái)聯(lián)合，以此來(lái)擴(kuò)充三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)并完善其功能，同時(shí)也要軟件公司進(jìn)行研發(fā)或用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　另一個(gè)是全生命周期管理的協(xié)同，為實(shí)現(xiàn)三維信息模型成果利用率最大化，三維協(xié)同設(shè)計(jì)不能僅停留在設(shè)計(jì)階段，需涵蓋規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及后期的運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的“全生命周期管理”，三維協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的最終產(chǎn)品“數(shù)字化模型”將工程信息和資產(chǎn)信息集中起來(lái)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)各階段數(shù)據(jù)信息的移動(dòng)和共享。因此，全生命周期的資產(chǎn)信息管理將成為一種趨勢(shì)。

　　3.Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)的地下工程從什么時(shí)候開(kāi)始?

　　3.1.三維協(xié)同設(shè)計(jì)從什么時(shí)候開(kāi)始?

　　國(guó)外業(yè)務(wù)的拓展、業(yè)主的要求以及總承包的需要都在促進(jìn)著三維協(xié)同技術(shù)的發(fā)展。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)也有一部分業(yè)主提出了三維協(xié)同設(shè)計(jì)的需求，尤其是有一些大公司，業(yè)主方熱衷于采用新技術(shù)，這不僅能把項(xiàng)目做到最好，而且以三維模型給客戶及負(fù)責(zé)人展示既直觀、也提氣、還高效，所以三維協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行[8]。

　　工程變更發(fā)生的越早，損失就越小，對(duì)于一個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、采購(gòu)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等生命周期環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)無(wú)疑是在最早階段。把變更控制在設(shè)計(jì)階段，整個(gè)項(xiàng)目成本是最低的。這樣就要求設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、可視化，而三維協(xié)同設(shè)計(jì)是最好的工具[9]。

　　3.2.地下采礦三維實(shí)體模型的建立

　　地下采礦工程在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段出圖的數(shù)量都不一致，但是Bentley可以完全建立所有的圖紙，即可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)和施工圖等各個(gè)階段的CAD圖都可以直接建立三維模型，有如下方式：

　　1)按照設(shè)計(jì)流程，地質(zhì)專業(yè)必須提供好資料，在三維設(shè)計(jì)中必須提供地形圖和礦體圖的三維設(shè)計(jì)。

　　2)出圖可出采礦專業(yè)、井建專業(yè)和礦機(jī)專業(yè)的三維圖，其他專業(yè)的圖自己出。

　　3)采礦專業(yè)的基建進(jìn)度計(jì)劃表和巷道斷面圖不屬于三維圖范圍，不出三維圖。

　　4)出圖方式有2種，一是與各平面圖放一起，增加出圖效率，二是單獨(dú)出圖，所有平面圖變成三維圖，根據(jù)人的思想意識(shí)，一般情況下，選擇第一種。

　　5)出圖時(shí)間，一般都是在畫好平面圖后再開(kāi)始畫三維圖，平面是三維的基礎(chǔ)。

　　地下采礦工程三維實(shí)體模型的方法包括：中線加斷面方法、延伸斷面生成實(shí)體法[10]。

　　1)中線加單一斷面方法，該方法需要首先確定巷道斷面形狀和大小，然后根據(jù)確定的斷面沿巷道底板中線生成巷道實(shí)體，這為斷面圖，已經(jīng)設(shè)計(jì)好。

　　2)斷面延伸法，該方法是先設(shè)置斷面規(guī)格、起點(diǎn)坐標(biāo)以及斷面的延伸長(zhǎng)度，然后從起點(diǎn)開(kāi)始在斷面的垂直方向上延伸長(zhǎng)度生成實(shí)體巷道模型。

　　4.Bentley三維協(xié)同設(shè)計(jì)圖紙?zhí)攸c(diǎn)和結(jié)果輸出

　　地下采礦工程在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段出圖的三維模型數(shù)量不一樣，以某一項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)階段為準(zhǔn)，三維出圖圖紙包括：

　　1)地形地質(zhì)三維圖，見(jiàn)圖1，三維圖更有立體感，更接近實(shí)際，且越看人越舒服，不像二維圖一樣，看的時(shí)間越長(zhǎng)，越累，越看不下去，很多問(wèn)題不用去想，可以從三維圖中看出來(lái)。

　　2)開(kāi)拓系統(tǒng)復(fù)合三維圖。

　　3)開(kāi)拓系統(tǒng)縱投影三維圖，見(jiàn)圖2，開(kāi)拓系統(tǒng)包括了所有的系統(tǒng)，面積廣，且本身就是三維系統(tǒng)，三維圖更加靠近實(shí)際情況。

　　4)各中段三維圖。

　　5)通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖為三維圖，不用再出圖。

　　6)基建進(jìn)度計(jì)劃表，都是數(shù)據(jù)，不用出三維圖。7)各類硐室圖，為井建專業(yè)圖紙，均分布在各中段中，三維硐室圖放在各中段圖中，電機(jī)車檢修硐室見(jiàn)圖3，三維圖本身就已經(jīng)把所有的信息都表現(xiàn)出來(lái)了。

　　8)按照初步設(shè)計(jì)出圖規(guī)定，有軌運(yùn)輸系統(tǒng)、溜井破碎系統(tǒng)和排水系統(tǒng)出圖分別為采礦專業(yè)、井建專業(yè)和礦機(jī)專業(yè)，結(jié)合后，采礦可幫助出溜破系統(tǒng)三維圖和排水系統(tǒng)三維圖，溜井破碎系統(tǒng)見(jiàn)圖4，三維圖紙能將所有巷道、硐室都表現(xiàn)出來(lái)，不像二維系統(tǒng)，只能增加圖紙或表現(xiàn)不出來(lái)等情況。

　　9)沿走向分段空?qǐng)霾傻V法三維圖，見(jiàn)圖5。

　　10)垂直走向分段空?qǐng)霾傻V法三維圖，見(jiàn)圖6。

　　11)鏟運(yùn)機(jī)出礦房柱嗣后充填采礦法圖，見(jiàn)圖7。

　　12)巷道斷面圖，出圖一般為平面圖，可不出三維圖。

　　13)井下避災(zāi)路線三維圖。

　　相關(guān)論文推薦：采礦新技術(shù)對(duì)煤礦開(kāi)采的重要性探討

　　5.結(jié)論

　　地下采礦三維實(shí)體模型是“數(shù)字礦山”的基礎(chǔ)，也是它的核心內(nèi)容之一。三維開(kāi)采設(shè)計(jì)可視化對(duì)礦山計(jì)劃編制和生產(chǎn)具有非常巨大的意義，同時(shí)，真三維采礦設(shè)計(jì)建模技術(shù)可以使礦山的管理、技術(shù)人員和工人能夠?qū)Σ捎玫牟傻V方法、采礦過(guò)程等獲得更加深入的認(rèn)識(shí)和理解，并便于預(yù)先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、制定措施，解決國(guó)內(nèi)業(yè)主和國(guó)外業(yè)主的緊急要求。同時(shí)，為礦山實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)的目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[10]。