浅谈CAD在煤矿生产中的应用

【摘要】采矿CAD是一门实践性很强的技术，文章从多个方面介绍了其在煤矿开采中的应用，并讲述了自己的亲身体会。目前市面上的软件品种较多，它们的功能各异，因此煤矿设计人员在采用计算机绘图时，必须选用一种适合自己要求的软件，这才是采用计算机的关键。

【关键词】CAD；煤矿开采；应用

采矿CAD是一门实践性很强的技术，由于煤矿地下生产条件的复杂性等原因，CAD在国内煤炭行业特别是煤矿一线生产单位，应用程度还比较底，绝大部分煤矿还靠手工绘图。AutoCAD到目前已经发展到AutoCAD2000版，在建筑、电子、机械制造等其它行业已经得到广泛应用，其图形处理功能日趋完善，并提供了比较完备的二次开发手段。如自带的AutoLISP、VisualLISP表处理语言，VC、VB应用程序接口等。由于采矿行业和其他行业相比有着自己的鲜明特点，不容易标准化，规定种类繁多，实际变化大。这些都为AutoCAD在采矿领域内的二次开发带来相当大的困难。下面是在这方面的一些尝试，希望能取得一些效果。

绘图环境：Windows95（及其以上）操作系统，AutoCADR15（及其以上版本），AutoLISP语言，HP绘图机，数字化仪。

1 设计思路及模块功能

煤矿技术管理主要是各种图纸的设计、绘图和修改与补充，以前都是由人工绘制，不但浪费人力物力，而且由于煤矿生产的特殊性，图纸需要经常修改和补充，给技术管理工作带来很大的难度和不便。为此，在AutoCAD平台上进行图纸处理，编制一系列应用程序进行管理，并把这些程序功能进行有效集成，形成两个功能模块，这些程序模块基本上能满足我们平时的工作应用。

1.1 图元符号库的建立

图元符号库即按照采矿图例，对标准符号进行分类管理，并绘出图形，存成图块，以备程序调用或其他用途。每一类作为一个图元库，分为地质测量符号库（构造、测点、等高线、钻孔、井筒等）、机电设备图元库（变电所、电机、防爆开关等）、一通三防图元库（风门、密闭、风机等）及其它土元库。

1.2 规则矿图

规则矿图是指那些比较规范、用程序语言能够容易实现的图形。如巷道断面、交叉点、车场、水仓、泵房、绞车房、变电所等常用的施工图，这类图形的特点是比较规范，用编程语言能比较简单地实现自动化设计及绘图。

根据煤矿设计规范及国家颁布的制图标准，应用AutoLISP、C++语言对巷道、水仓、变电所、绞车房、交叉点等多种采矿常用工程设计编制了相对应的应用程序模块，通过人机对话交互的方式，录入各种设计依据及参数，同时调用图元库中的已经定义的各种符号，实现设计、绘图的自动化。每个功能模块完成相应的工程设计并绘出相应的施工图纸。所有这些模块都有序集成在AutoCAD系统界面的规则矿图菜单下，形成一个小的设计专家系统。

1.3 不规则矿图

不规则矿图指那些受现场条件影响大，布置复杂，随时都有可能根据现场条件变化而修改的图纸。如矿井开拓平面图、采区布置图、采掘工程平面图等这类图形的特点是极其复杂，信息量大且不规则，很难用编程语言写出相应的软件。我们在AutoCAD平台下采取一系列的图形编辑技术并辅以图层、图元符号库来实现矿图的自动生成。具体图层分为大地坐标网、煤层、构造、采掘工程（包括岩巷、煤巷）、边界、钻孔、采空区、机电、通风、避灾线路、运输等图层。通过分层组织管理，可以方便地根据需要调用含所需信息的各个图层，形成各种专业用纸，并在其上调用程序或手工插入所要的信息，即可形成一张完整的专业用图。

2 采矿图数据库的管理

整个绘图数据库管理分前期录入和实时管理2个步骤。

前期录入又分为基础数据准备、图元符号库建立、应用程序录入3个部分：

（1）基础数据准备即是由各职能部门提供的资料形成FOXBASE或ACCESS数据库的形式，这一部分工作量较大。

（2）把常用的机电、地质、采矿等符号形成不同的AutoCAD图块存于图元库中，以备应用程序调用。

（3）由于采矿图的数据量大，第一次形成数据库的数据录入工作十分繁重。因此，根据实测导线的数据结构，设计了文件录入方式。并应用AutoCAD内置的LISP语言编制了应用程序，对以FOXBASE数据库或ACCESS建立起来的导线资料、断层、钻孔、水仓、井筒、边界等资料库进行了批量录入，加快了数据录入工作。

3 系统集成

为便于同事们使用，把自己编制的所有应用程序集成到AutoCAD环境下，形成系统下拉菜单、边菜单、绘图工具箱，使用者可方便地通过下拉菜单、边菜单及工具箱，通过人机对话完成录入、查询、修改、输出等工作。

4 应用效果及应用前景

采矿CAD投入使用前，设计人员跑现场、查资料、计算、绘图，工作十分繁重。应用CAD完成采矿图，并在工程设计工作中应用。结合编制的规则矿图设计程序，图纸数据库覆盖范围内基本可以甩掉绘图板工作。大大减轻了设计人员的劳动强度，避免了工作中的人为误差，提高了工作效率。同时，由于集中了各部门汇总过来的大量的数据资料，因此，CAD数据库中的资料齐全、详实，查询方便快捷，有效地避免了资料的丢失、残缺不全等情况的出现，对日常技术管理工作的提高起到了很大的作用，同时对现场施工具有很大的意义。

随着计算机应用的进一步普及，网络走进了我们的日常工作，下一步我们可以把AutoCAD同因特网结合起来，实现网上数据传输，根据网上实时传过来的数据，及时地修改工作图纸及数据，真正实现与施工现场的同步管理。

5 体会

随着社会经济的发展，人们对计算机的应用要求越来越高，虽然我们已使用计算机进行设计，但在面临设计任务较多、对各项目完成的时间加以限制的情况下，如果灵活巧用计算机，便能提高工作效率，减少不必要的重复工作。这样，煤矿绘图人员就能轻轻松松地完成要做的工作了。

目前市面上的软件品种较多，它们的功能各异，虽具有各自的优势，但由于各煤矿的不同，图例也相应的不同，在使用现有的软件时，总会出现这样或那样不尽人意的地方。因此煤矿设计人员在采用计算机绘图时，必须选用一种适合自己要求的软件，这才是采用计算机的关键。为了提高绘图速度及出图效率，采用现有的煤矿软件绘图时，可在原有软件功能的基础上完善各种功能；也可选用AutoCAD作为煤矿绘图的支撑软件，并在其原有软件功能的基础上加以扩展，使其成为适合自己的一个软件。

参考文献：

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[2]付崇禹,高海涛.生产矿井采煤方法选择及影响因素分析[J].知识经济,2008(1).

[3]包福林,薛峰.采煤技术及采煤方法的选择[J].煤炭技术,2006(8).