《采掘工程平面图管理的重要性及其构造方法分析》-工程制图类论文格式指导

《采掘工程平面图管理的重要性及其构造方法分析》-工程制图类论文格式指导

摘要:关于《采掘工程平面图管理的重要性及其构造方法分析》的工程制图类论文格式指导：针对我国煤矿生产管理现状,分析并提出了基于采掘工程平面图的采掘工程动态管理问题,以属性化图素为基础建立了相应的CAD模型。该系统可解决采掘数据、采掘图形以及二者之间的动态管理问题,使采掘设计、采掘计划和采掘测量的管理融为一体,实现煤矿采掘生产动态管理。

关键词:采掘工程;动态管理;CAD;属性化图素　　

采掘工作是煤矿生产的中心内容,做好采掘工程平面图动态管理,实现采掘平衡是煤矿实现高产、高效、安全、低耗、持续增产的重要措施。目前,我国各煤矿企业采掘工作计划,采掘工程平面图的设计、填图、修改和补图等管理工作均采用手工方式,采掘管理水平低,效果差。常常是一张破旧的图纸一直沿用几年,甚至残缺不全的图纸仍在使用。本系统就是为解决这一问题而开发的。

1　系统方案设计

1.1　系统设计原理采掘工程平面图的管理是煤矿采掘工程管理的中心内容,煤矿生产和管理都是以采掘工程平面图为媒介来进行的。通过该图可以进一步进行煤矿采掘设计和安排煤矿生产计划,指导煤矿生产。为了保证采掘工程平面图的准确性,需要及时将煤矿实际生产情况通过测量填图反映在该图上,并将代替原来设计的部分,见图1所示。通过采掘工程平面图也可以实现对井上下对照图、分煤层与全煤层底板等高线及储量计算图、煤矿运输系统图和矿井通风系统图等煤矿生产常用图件管理。煤矿采掘工程动态管理系统就是以数据和图形为基础,以数据通讯为突破口,建立各数据库与图形间的相互联系。利用数据库的数据在图形上自动成图,新的图形又为数据库提供新的数据,从而实现动态管理,使计划、设计、测量和绘图融为一体。

1.2　系统总体模型设计根据上述煤矿采掘工程平面图动态管理系统设计思路,经过仔细分析构造出系统总体设计框图,如图2所示。整个系统划分成若干功能块,各块之间既相对独立又相互联系和影响,它们有机地组织在一起,共同构成采掘工程平面图动态管理系统。

2　系统数据分析

数据分析在系统分析中起着重要作用。数据分析的任务就是分析系统的数据要求。系统需要有那些数据,数据之间的联系怎样,数据本身有什么性质,数据的结构如何等等。1)输入数据。系统的输入数据可分为两部分,一部分是必须在系统运行时输入的矿井原始数据和设计参数,如矿井名称、图形比例和煤层名称,以及煤层赋存特征、地质构造情况、地质勘探情况等类数据。这些数据有的是直接数据,可以直接取出,有的是间接数据,是通过图形图素进行图形数据库的访问查询而得到的;另外一部分就是在设计和管理过程中输入的采掘数据,如采掘工程的空间位置情况坐标、推进度和产量等设计和测量管理数据。2)输出数据。采掘工程平面图动态管理系统的输出数据主要由两类构成,一类是图形数据,即经过重新设计后的采掘工程平面图或经过重新测量填图后的采掘工程平面图;另一类是采掘设计或测量填图的数据库数据。输入输出数据的图形表示方式IPO(InputProcess Output)如图3所示。

3　系统各模块模型的建造

3.1　图形图素模型采掘工程平面图动态管理依赖于采掘工程平面图,采掘工程平面图由采掘工程图形图素有机构成。采掘工程平面图动态管理可以看成是由许多不同的采掘工程图素按一定的组图方式的动态组合。因此,采掘工程平面图动态管理必须首先建立标准化采掘工程图素分级系统。采矿工程图素可以分为三个级别:第一级是采矿工程图形的基本图素,其主要特点是数据化程度较低,设计绘图需要的参数较少。这类图素有点、直线、曲线、圆、弧、文字和不可分解的符号等,他们是简单图素,是不可分割形图素;第二级是采矿工程图形的复杂图素,这类图素的主要特点是数据化程度较高,可以看成是由许多采矿工程基本图素组合而成的柔性集合体,这类图素有尺寸标注图素、可以分解的各种符号图素(包括:设备符号图素、专用地质测量符号图素、专用采矿图例符号图素和其他符号图素等类型),它们是简单图素的集合体———图块图素;第三级是采矿工程图形的成图图素,这类图素的主要特点是数据化程度很高,成图性好,其本身可以完成采矿工程某一图形的全部或部分内容的设计绘制,是由大量基本图素和复杂图素组合而成的图形,这类图素可以完成独立的工作,如:图框图签、井巷断面、交岔点、各种图例表、工程量表(参数型)和设备表(参数型)等。

3•2　图素数据结构模型按照上述系统分析,采掘工程平面图动态管理依赖于采掘工程平面图,采掘工程平面图由采掘工程图形图素有机构成。采掘工程图形与机械图形不同,通常包含大量的属性数据,这些属性数据可以分为两类:空间位置几何属性( spatial attribute)和非空间位置几何属性( no spatial attribute)。几何属性是指空间实体与空间位置有关的数据,通常指采掘工程首尾点及分支点的三维坐标、几何拓朴关系、空间几何尺寸等;非几何属性是指与空间实体有关的技术经济数据,通常指与工程图形有关联的岩性、断面面积、支护方式、通风阻力系数、设备类型、用途、开掘开采成本等技术经济数据,或非空间位置数据。图素的空间属性一般变化不大,但非空间属性在不同的应用领域则变化很大。采掘工程CAD系统必须具备描述矿山图素非空间图形属性的能力,才能实现自动化和智能化管理。属性化图素是采掘工程CAD系统建立的基础。
3.2.1　图素属性的性质采掘工程图素的非几何属性是对图素的特征、性质、类型等工程属性进行的描述,一般不能(常常也不需要)在图纸上绘制出来,只能附着在图素的背后,在进行有关图形计算、操作时才使用,如计算巷道工程量、通风阻力等。如何有效地表述图素工程属性是图形属性处理中最关键的一环。一般来说,采掘工程图元工程属性具备以下性质:1)图素属性的数据类型不确定。图素属性数据类型由用户确定,它可以是整型数、实型数、字符串,或者是这些数据类型的集合。2)图素属性的域数目不确定。有的采掘工程图素只有1个属性数据域,有的采掘工程图素则有多个属性数据域,有的采掘工程图素根本没有属性。3)对图素属性的解释不确定。属性如何解释以及属性作何用途,由用户根据具体应用规定。
3.2.2　图素属性的作用采掘工程CAD系统中的图素属性定义能够为采掘工程设计管理系统起到以下4方面的作用:1)可作为图素处理的有效手段,如对图元的查找、过滤、分离、删除、修改、显示等操作可按属性成批进行,提高图形处理效率。2)加载非空间属性信息,以标识图形实体。3)加载非空间属性信息,以实现工程图有关技术经济数据、表格的自动计算和生成。4)携带附加非空间属性信息,提供给用户或其它应用系统。
3•2•3　采掘工程图素数据结构模型图素的数据结构模型必须将图素的空间位置几何属性和非空间位置几何属性一并考虑,并与图素本身进行绑定,建立联系,方可方便使用。设C表示采掘工程图素数据信息集合,即C ={采掘工程图素数据信息};E表示采掘工程图素空间几何数据信息集合,即E = {采掘工程图素空间几何数据信息};G表示采掘工程图素工程属性数据信息集合,即G = {采掘工程图素工程属性数据信息}。则三者的关系可表示为:C = E∪G.　　上式就是采掘工程图素的工程数据结构模型[3,4]。它的主要特点是在原来单纯的空间几何数据信息基础上增加了工程数据信息。在采掘工程图素的工程数据结构模型中,工程数据既相互独立,又相互依赖相互关联,它们共同管理于采掘工程图形下,构成了一个完整的采掘工程数据系统。采掘工程图形与数据库的数据就是通过采掘工程图素数据结构模型相互联系起来的。在采掘工程图素数据结构模型中,采掘工程图素属性的表述方法常用的有:代码法、信息块法、字符串法。代码法的实质是用一个整型数值来表示一个属性,这一个整型数值所代表的含义从预先设置一张属性代码对照表查得。信息块法的实质上是将一系列表述属性的数据存储于一块连续的内存中,CAD系统在对它进行管理时作为1个无类型的信息块看待,只需知道信息块的长度即可。它当访问属性中的某个数据时,必须设立1个属性访问模板,通过模板来访问。字符串法是将属性中各个属性域的数据都用字符串来表示,将这些字符串顺序的连接起来,域之间用一不常用的字符分隔开,因此整个属性就是1个字符串。当访问属性时,只需给出属性的域编号,便可取出相应的字符串,得到该字符串代表的采掘工程属性具体含义。字符串法的最大优点就是借助了字符串的灵活性,可将任意数目、各种类型的属性放在一起作为一个整体进行管理,其存储与访问效率高;并实现了可变长、多类型的属性管理特性;同时,属性具有动态定义、扩展和收缩的灵活性。字符串法是一种很好的属性表示方法,因此,采掘工程图素属性的表述方法主要采用字符串法。

3•3　数据库管理模型采掘工程计划和测量数据采用数据库管理系统进行管理,数据库管理系统主要功能包括:数据的录入、添加、查询、修改、删除和输出等。数据库管理系统将采掘工程计划和测量数据保存在图形外的独立文件中。

3•4　采掘设计、测量填图模型采掘工程设计和测量填图以数据库为基础进行。该系统调用采掘工程计划和测量数据库数据(或直接输入采掘工程计划和测量数据),通过图形图素系统,自动完成采掘设计和测量填图。系统模型结构见图5.

4　应用实例

本系统在霍州李雅庄矿进行应用试验,使用系统的录入子系统将原始采掘工程平面图录入,将采掘工程生产过程中采掘测量数据直接由测量数据管理系统建立数据库,并通过测量数据