摘要：采矿工程是一个复杂的系统工程

,在研究和分析采矿工程技术过程中还存在诸多问题,

主要是针对煤矿井下的掘进、提升、排水、动力供应等系统的理解不清

,对煤层开采引起的岩

层扰动及变形破坏过程没有直观的认识和深层次的理解。随着近年来计算机可视化技术的迅
速发展

,计算机可视化技术和采矿问题研究的有机结合使采矿工程中的应用也越来越广泛,其

应用深度和广度也日益增加。

 

　　关键词：采矿工程；可视化技术；数值模拟；

 

　　

1 工程概况 

　　

 采矿工程是一个复杂的系统工程,需要借助计算机技术对其进行优化设计及科学管理,

随着近年来计算机多媒体技术的迅速发展

,计算机在采矿工程中的应用也越来越广泛,其应用

深度和广度也日益增加。计算机多媒体技术的发展为采矿工程技术人员实现由过去较为枯燥
的研究过程到现代可视化的分析研究过程的改变

,提供了基础和保障。 

　　

 煤矿井下地质条件复杂,巷道系统空间交错,确定起来本身就有一定难度,对于工程实践

经验不足的工程技术人员来说更加困难。为了使采矿技术人员能够更好地理解煤矿井下巷道
系统的空间布局

,可利用计算机辅助设计(CAD)的可视化技术绘制三维矿井模型。 

　　

 井下巷道及采场的受力状况和围岩的变形破坏过程难以用理论方法计算,并且物理实验

的方法也难以再现其过程

,可以使用计算机数值模拟的方法描述这些复杂的力学模型的应力

分布

,真实的再现矿山压力显现的过程,达到可视化的目的。因此,在采矿工程技术人员研究的

过程中

,应加强计算机可视化技术方面的应用。 

　　

2 CAD 的可视化技术在研究中的应用 

　　

2. 1 采矿专业研究中存在的问题 

　　

 煤矿井工开采的重要特点是地下作业,生产环节多、工序复杂。井下生产系统包括掘进、

提升、通风、排水、动力供应等系统

,井下生产系统的巷道空间交错复杂。 

　　

 工程技术人员在研究采矿问题的过程中都不同程度的存在一些问题,遇到的最主要的困

难是对煤矿井下生产系统的巷道空间位置关系不能完全准确的理解。目前使用的资料基本上
都是采矿工程平面图或采矿工程剖面图

,现有资料上很少有三维立体矿井巷道系统模型供研

究过程中参考使用

,研究人员只能凭想象来领悟巷道三维位置情况;或者到井下现场参观。到

井下现场也只能见到巷道表面现象

,而对于三维巷道的空间位置,并不清楚。这些办法都不能

有效的解决对三维立体矿井巷道直观、正确的理解。

 

　　

2. 2CAD 的可视化技术简介 

　　

 科学计算可视化(Visualization )是 20 世纪 80 年代后期提出并发展起来的,它是 20 世纪

90 年代计算机新技术的热点。进入 20 世纪 90 年代,国外以三维矿床模型为代表的矿用软件
发展较快

,涉及到地质资料处理、矿床建模、开采辅助设计等各个方面。目前 CAD 技术已经向

三维实体、可视化和集成化发展

,但对于矿业而言,还有相当长的路要走。 

　　

AutoCAD 是美国 Autodesk 公司研制开发的计算机辅助绘图软件,是目前国内使用最多

的

CAD 软件。可以使用软件的三维建模技术绘制三维立体矿井巷道布置系统模型,达到可视

化的目的

,可以有效地解决采矿研究过程中遇到的一些问题。 

　　

2. 3 使用 CAD 的可视化技术创建研究模型 

　　

 采矿工程技术人员在分析现场问题过程中,要经常确定各个巷道之间的关系,从而才能

进一步的分析各个巷道之间的矿山压力的影响。多数工程技术人员在分析过程中

,面对的是

采掘工程平面图

,靠想象来确定其之间的空间位置关系。这种方法费时、费力,效率低。在分析

研究采矿问题的过程中应要求首先学会三维知识

,让研究人员先把研究涉及巷道的三维空间

关系绘制出来。这样

,工程技术人员在分析研究问题过程中,面对三维图分析,会得到高效分析

的效果。应鼓励技术人员应用

AutoCAD 软件的三维建模技术绘制三维立体矿井系统模型,把

其所研究矿井的三维模型绘制出来。