【摘要】：在“數(shù)字礦山”大發(fā)展的趨勢(shì)背景下,許多煤炭企業(yè)對(duì)信息化、數(shù)字化、智能化的建設(shè)非常迫切。尤其是隨著綜采工作面采煤設(shè)備自動(dòng)化、智能化的創(chuàng)新研究成果不斷涌現(xiàn),許多學(xué)者、專家相繼提出數(shù)字化、智能化、無(wú)人化綜采工作面的建設(shè)需求,促使傳統(tǒng)的綜采工作面生產(chǎn)管理方式面臨著急切的改革。因此,煤礦綜采工作面數(shù)字化、可視化、智能化的建設(shè)成為了數(shù)字礦山研究的重要內(nèi)容之一。本文在分析了有關(guān)三維實(shí)體煤層建模方法特點(diǎn)以及傳統(tǒng)綜采工作面生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,基于三維地質(zhì)建模技術(shù)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算模擬技術(shù)、三維可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)等領(lǐng)域?qū)ｎ}研究的理論和技術(shù),設(shè)計(jì)研發(fā)了一套適用于煤礦綜采工作面生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以AutoCAD 2007為基礎(chǔ)平臺(tái),采用Visual LISP語(yǔ)言和Microsoft Access 2007數(shù)據(jù)庫(kù)配置于CAD系統(tǒng)自帶完整的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)中進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的。本論文主要研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(1)根據(jù)煤礦綜采工作面生產(chǎn)管理數(shù)字化、可視化、智能化建設(shè)需要,結(jié)合構(gòu)建的綜采面三維實(shí)體煤層模型,提出了建立綜采面生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)管理信息系統(tǒng)的方案。同時(shí),依據(jù)煤礦綜采面生產(chǎn)管理實(shí)際需要,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的功能模塊,完成了一個(gè)結(jié)構(gòu)清晰、合理高效、“圖-庫(kù)-圖”模式的綜采工作面生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)管理信息系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)在分析了大量三維地質(zhì)建模方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,作者提出了適合煤層三維實(shí)體的建模方法——基于Auto CAD平臺(tái)TIN-GTP“放樣”建模法,實(shí)現(xiàn)了綜采面三維實(shí)體煤層模型自動(dòng)生成。同時(shí),研究了煤層地質(zhì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特性,利用煤層動(dòng)態(tài)修正算法實(shí)現(xiàn)了綜采面煤層模型的動(dòng)態(tài)修正。(3)研究了綜采面采煤機(jī)割煤循環(huán)過(guò)程的特點(diǎn),利用平面隱函數(shù)切割算法和改進(jìn)緊鄰排序算法構(gòu)建了綜采面生產(chǎn)工藝模型(包括:一刀煤模型、煤壁輪廓面模型)。同時(shí),完成了綜采面煤壁輪廓面模型數(shù)據(jù)輸出。以一刀煤模型為計(jì)算單元,可實(shí)現(xiàn)對(duì)綜采面產(chǎn)量進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。(4)基于構(gòu)建的綜采面采煤機(jī)割煤方式演示模型,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)采煤機(jī)不同的割煤方式進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示,通過(guò)模擬演示可計(jì)算每種割煤方式的效率指標(biāo),為綜采面割煤方式的優(yōu)選以及采煤機(jī)生產(chǎn)效率的提高,提供了直接的參考數(shù)據(jù)。同時(shí),為綜采面數(shù)字化、可視化、智能化建設(shè)提供了有效的模型和系統(tǒng)。
【圖文】：

3）源代碼調(diào)試器：可實(shí)現(xiàn)對(duì)代碼進(jìn)行單步調(diào)試，程序運(yùn)行結(jié)果可以顯示到 CAD圖形界面，這項(xiàng)功能是 Visual LISP 開(kāi)發(fā)環(huán)境特有的。4）文字編輯器：采用 Auto LISP 和 DCL 語(yǔ)法著色功能，在編寫程序時(shí)可通過(guò)代碼顏色判斷編寫正確與否。5）Auto LISP 格式編排程序：可以對(duì)規(guī)范編寫代碼的格式，有利于編寫者發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤，，可讀性較好。6）全面的檢驗(yàn)和監(jiān)視功能：開(kāi)發(fā)者可以直接對(duì)變量和表達(dá)式的值進(jìn)行訪問(wèn)，也可以顯示程序中的數(shù)據(jù)和圖形圖元；7）工程管理系統(tǒng)：可以使開(kāi)發(fā)者維護(hù)多文件應(yīng)用程序更加容易和快捷；8）打包功能：開(kāi)發(fā)者可以對(duì)編譯測(cè)試通過(guò)的程序，打包成單個(gè)的功能模塊。9）智能化控制臺(tái)窗口：有效地提示程序運(yùn)行結(jié)果情況，使 Visual LISP 用戶方便地調(diào)試程序，從而大大提高了用戶的工作效率。Visual LISP 編輯環(huán)境如圖 2-3 所示：

P3側(cè)邊P4TIN面P5側(cè)面P6四面體圖 3-4 廣義三棱柱體（GTP）組成要素Fig.3-4 Generalized triangular prism (GTP) components在 AutoCAD 系統(tǒng)中，“放樣”建模命令是三維實(shí)體建模方式的一種。它是通過(guò)一系列橫截面（閉合或非閉合），按照模型要求選擇創(chuàng)建選項(xiàng)（路徑、導(dǎo)向、僅橫截面）來(lái)構(gòu)建三維實(shí)體模型的建模方式。選擇“路徑”選項(xiàng)可以根據(jù)單一路徑曲線確定實(shí)體或曲面的形狀；選擇“導(dǎo)向”選項(xiàng)可以根據(jù)多條曲線確定實(shí)體或曲面的形狀；選擇“僅橫截面”選項(xiàng)可以根據(jù)直紋建模、平滑擬合、法線指向等功能創(chuàng)建模型。上述建模選項(xiàng)構(gòu)建模型如圖 3-5 所示：
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD67

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本文編號(hào)：2546917