礦山三維炮眼安排分析

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本文作者：霍躍禮 單位：平煤股份十二礦

三維建模與可視化在煤礦生產中占有重要作用，在礦產資源勘探、區域環境地質綜合分析等領域通過建立可擴展的地質三維信息模型可為決策提供重要依據。目前國內外已有很多文獻詳細地論述了炮眼布置方法,但缺乏可視化計算分析和三維直觀效果功能。炮眼布置計算機輔助設計系統不但可以科學、準確的生成炮眼布置的二維圖形和詳細的工程量表，而且實現了在三維建模系統中直觀顯示炮眼布置情況。用戶可以方便的在所生成的三維炮眼布置模型中修改炮眼參數，以達到良好的爆破效果。

目前國內采礦行業破碎巖石的主要手段是鉆眼爆破，爆破作業是一項技術性很強的工作，炮眼布置的準確性、科學性直接影響到爆破質量的好壞。炮眼布置圖是布置炮眼的重要依據，煤礦井下施工中必須了解和掌握影響爆破效果的主要因素以及工程爆破的要素，特別是煤礦的地質條件、爆破技術的理論和方法等。由于煤礦井下巷道掘進中地質條件變化很大，工作面的炮眼布置必須依據現場地質情況調整，才能達到理想的爆破效果。

1煤礦掘進炮眼分類：按位置和用途不同，炮眼可分為三類。

1.1掏糟眼-首先在工作面上將某一部分巖石破碎并拋出，創造自由面為其他炮眼的爆破創造有利條件。

1.2輔助眼-又稱崩落眼，是大量崩落巖石和繼續擴大掏槽的炮眼。

1.3周邊眼-是爆落巷道周邊巖石，最后形成巷道斷面設計輪廓的炮眼，周邊眼布置合理與否，直接影響巷道成型是否規整。

2炮眼的布置

2.1掏糟眼的布置：掏槽眼一般布置在巷道斷面中央靠近底板處，這樣便于打眼時掌握方向，并有利于其他多數炮眼的巖石能借助于自重崩落，掏槽的形式可分為斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽3種。

2.2輔助眼要均勻布置在掏糟眼與周邊眼之間，其間距一般為500～700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，裝藥系數一般為0.45～0.60。2.3周邊眼的布置：現在光面爆破已較成熟，一般應按光爆要求進行周邊眼布置。

3實例說明

數字礦山是采礦技術、信息技術、通信技術、自動控制技術、3S(GIS,GPS,RS）技術、物聯網技術和軟件技術的總集成。數字礦山為打造高產高效的本質安全型礦井提供信息保障，只有智慧礦山能夠實現礦山生產管理的精細化、自動化、智能化和無人化。數字礦山已經成為現代采礦企業追求的最高目標。藍光數字化礦山平臺是一套具有自主版權的、集MIS、CAD、GIS和三維可視化于一體的大型應用軟件平臺。該平臺可自動完成礦圖的填繪、儲量的可視化管理、地表巖移、涌水量和瓦斯涌出量的合理預計、礦山測量的精密計算以及煤礦井上下的真三維建模，并且可以根據采掘進尺的測量數據完成模型的自動更新。其巷道建模和三維漫游系統系統可以根據相關數據（3DT文件或DAT文件）進行三維建模，生成三維模型?？蓪Φ刭|體、鉆孔、硐室、斷層、采場、巷道、地面建筑和剖面進行三維建模，還可以把三維對象迭加建模。其主要用于對已建立的三維化模型（3DT文件或DAT文件）進行渲染、移動、縮放和旋轉，以便讓用戶從不同的視點進行觀察研究。炮眼布置計算機輔助設計系統的目標是建立一個基于藍光數字化礦山平臺，可以實現炮眼布置的參數化繪圖功能和三維可視化建模。將布置炮眼的所有變量參數化，通過輸入斷面大小、炮眼間距等相關參數值就能自動繪制適合不同條件的炮眼布置圖和三維可視化模型。

3.1炮眼布置程序界面及其參數化設計

炮眼布置程序具有良好的用戶界面，通過界面的菜單或命令行方式可以方便地進行各種操作。讓用戶能很快地學會使用。炮眼布置圖和其三維可視化模型和參數建立了關系，圖形可以根據參數的變化而變化，又可以根據圖形的要求來修改參數。這樣提高設計圖形生成和修改的效率。本程序的炮眼布置參數大致分三類：

3.2二維圖形的生成本程序的二維圖形在藍光公司開發的礦山數字化平臺中顯示。炮眼布置圖分為平、斷、剖面圖。巷道斷面形狀有切圓形、梯形、半圓形、矩形。炮眼的種類有掏糟眼、輔助眼、周邊眼。用戶僅需輸入原始設計數據（斷面形狀、炮眼間距等），便能自動生成繪圖數據，藍光數字化礦山平臺可以直接打開該圖形，并有相應的工程量表。

3.3三維圖形的生成巷道建模和三維漫游系統可以直接打開炮眼布置程序生成的三維數據（3DT文件或DAT文件），生成三維可視化模型。該系統可以對模型進行剪切、旋轉、縮放、漫游等操作。其三維圖形比二維圖形更直觀，結合三圖形的數據信息可以對炮眼布置做更全面、科學地分析。炮眼布置的三維可視化圖例（如圖1）。

4結論

該炮眼布置程序簡單，易懂。用戶只需輸入相應的炮眼參數就能生成炮眼布置的二維和三維圖形，若要修改圖形只需在界面上修改其參數就行，這種圖形和參數的雙向對應關系給用戶提供了很大的方便，提高了工作效率。充分的顯示了計算機在煤礦開采中的作用。