基于三维煤层模型综采面生产过程动态管理系统研究

发布时间：2019-10-09 19:16

【摘要】：在“数字矿山”大发展的趋势背景下,许多煤炭企业对信息化、数字化、智能化的建设非常迫切。尤其是随着综采工作面采煤设备自动化、智能化的创新研究成果不断涌现,许多学者、专家相继提出数字化、智能化、无人化综采工作面的建设需求,促使传统的综采工作面生产管理方式面临着急切的改革。因此,煤矿综采工作面数字化、可视化、智能化的建设成为了数字矿山研究的重要内容之一。本文在分析了有关三维实体煤层建模方法特点以及传统综采工作面生产管理信息系统应用的基础上,基于三维地质建模技术、地质统计学、计算模拟技术、三维可视化技术、数据库管理技术等领域专题研究的理论和技术,设计研发了一套适用于煤矿综采工作面生产过程动态管理信息系统。该系统是以AutoCAD 2007为基础平台,采用Visual LISP语言和Microsoft Access 2007数据库配置于CAD系统自带完整的集成开发环境(IDE)中进行二次开发的。本论文主要研究了以下几个方面的内容:(1)根据煤矿综采工作面生产管理数字化、可视化、智能化建设需要,结合构建的综采面三维实体煤层模型,提出了建立综采面生产过程动态管理信息系统的方案。同时,依据煤矿综采面生产管理实际需要,设计并开发了相应的功能模块,完成了一个结构清晰、合理高效、“图-库-图”模式的综采工作面生产过程动态管理信息系统的总体结构设计。(2)在分析了大量三维地质建模方法特点的基础上,作者提出了适合煤层三维实体的建模方法——基于Auto CAD平台TIN-GTP“放样”建模法,实现了综采面三维实体煤层模型自动生成。同时,研究了煤层地质数据的动态特性,利用煤层动态修正算法实现了综采面煤层模型的动态修正。(3)研究了综采面采煤机割煤循环过程的特点,利用平面隐函数切割算法和改进紧邻排序算法构建了综采面生产工艺模型(包括:一刀煤模型、煤壁轮廓面模型)。同时,完成了综采面煤壁轮廓面模型数据输出。以一刀煤模型为计算单元,可实现对综采面产量进行实时动态监测。(4)基于构建的综采面采煤机割煤方式演示模型,利用计算机模拟技术对采煤机不同的割煤方式进行动态演示,通过模拟演示可计算每种割煤方式的效率指标,为综采面割煤方式的优选以及采煤机生产效率的提高,提供了直接的参考数据。同时,为综采面数字化、可视化、智能化建设提供了有效的模型和系统。
【图文】：

编辑环境,ActiveX技术

3）源代码调试器：可实现对代码进行单步调试，程序运行结果可以显示到 CAD图形界面，这项功能是 Visual LISP 开发环境特有的。4）文字编辑器：采用 Auto LISP 和 DCL 语法着色功能，在编写程序时可通过代码颜色判断编写正确与否。5）Auto LISP 格式编排程序：可以对规范编写代码的格式，有利于编写者发现其中的错误，，可读性较好。6）全面的检验和监视功能：开发者可以直接对变量和表达式的值进行访问，也可以显示程序中的数据和图形图元；7）工程管理系统：可以使开发者维护多文件应用程序更加容易和快捷；8）打包功能：开发者可以对编译测试通过的程序，打包成单个的功能模块。9）智能化控制台窗口：有效地提示程序运行结果情况，使 Visual LISP 用户方便地调试程序，从而大大提高了用户的工作效率。Visual LISP 编辑环境如图 2-3 所示：

曲线,建模方式,横截面,建模

P3侧边P4TIN面P5侧面P6四面体图 3-4 广义三棱柱体（GTP）组成要素Fig.3-4 Generalized triangular prism (GTP) components在 AutoCAD 系统中，“放样”建模命令是三维实体建模方式的一种。它是通过一系列横截面（闭合或非闭合），按照模型要求选择创建选项（路径、导向、仅横截面）来构建三维实体模型的建模方式。选择“路径”选项可以根据单一路径曲线确定实体或曲面的形状；选择“导向”选项可以根据多条曲线确定实体或曲面的形状；选择“仅横截面”选项可以根据直纹建模、平滑拟合、法线指向等功能创建模型。上述建模选项构建模型如图 3-5 所示：
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD67

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