露天矿爆破设计三维可视化系统.docx

露天矿爆破设计三维可视化系统白润才;邓超;刘光伟【摘要】为提供一种科学化、规范化的露天矿爆破设计三维可视化技术和方法，对露天矿爆破计算机辅助设计技术和爆破机理进行了深入研究.以AutoCAD为开发平台,采用VisualStudio2008中的visualC++环境，结合AutoCAD的二次开发工具ObjectARX对三维地质模型软件SMCAD进行了再次开发，研究出露天矿爆破设计三维可视化系统应用软件.通过在神宝能源公司一号露天煤矿的应用表明，该软件不仅可以通过多次演示，优化出最佳起爆顺序和爆堆形状，而且具有较强的适应性和扩展性，极大地提高了露天矿企业的爆破管理水平和设计效率，减轻设计人员的劳动强度，为爆破设计方案的有效决策及露天矿台阶爆破三维可视化设计的科学化、规范化提供了依据. 【期刊名称】《金属矿山》【年(卷)，期】2014(000)009【总页数】5页(P116-120)【关键词】露天矿;计算机辅助设计;三维可视化;爆破设计;C++【作者】白润才;邓超浏光伟【作者单位】辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD824穿孔爆破是露天矿山开采过程的重要工艺环节之一，穿孔爆破费用约占开采直接成本的20%~30%［1］。矿岩的爆破效果如何，将对其后各生产环节，例如采装及运输设备工作效率，采、运、排生产的安全和成本、矿山生产能力、开采效率、经济效益、矿石的损失贫化和生产的均衡性有着直接的影响，而且由于露天矿爆破设计工作具有劳动强度大、流程复杂、耗时周期长［2］，岩体的复杂性及爆破影响因素的多样性等特点［3］。因此，露天矿山穿孔爆破设计工作弓|起了国内夕卜众多专家学者、工程技术人员及软件开发公司等的高度重视，并且在计算机辅助爆破设计领域做了许多尝试和探索［4-6］,取得了一定的科研成果。如国外的L.G.Margolin和T.F.Adames研发了BCM模型［7］，澳大利亚的C.K.Mck-enzie等人开发了爆破优化系统［8］；国内的湖南长沙矿业集团有限公司利用AutoCAD中的二次开发语言Lisp研发了大中孔凿岩爆破的计算机自动化软件［9］,北京科技大学的璩世杰和庞永军等人研发出了Blast-Code模型［10］,北京矿冶研究总院研发出了露天矿爆破设计系统［11］,西安近代化学研究所对AutoCAD进行二次开发后研制出了炮孔计算机辅助设计系统［12］等。这些软件可以大幅缩短设计周期，极大地提高了工作效率和设计准确率，而且能随时对设计方案进行修改和优化，为我国爆破技术的发展积累了大量的技术和经验。但开发的这些软件具有需要事先准备大量难于获取的数据、对爆破模型的建立研究不足、建立的模型与实际模型存在着差距等缺陷，需要进一步改进。因此如何开发适合中国国情、具有自主知识产权、科学有效、实用可靠、操作简单、数据容易获取的露天矿爆破设计三维可视化系统，已成为了当今爆破技术的主要发展方向和研究热点。信息化、现代化、智能化、可视化与科学化发展是我国露天矿爆破设计技术走向现代化进程的重要一步，软件的研制开发及应用研究将对我国矿山数字化建设的实现产生极其深远的影响。露天矿爆破设计三维可视化系统是一套计算机CAD辅助爆破设计软件，是基于辽宁工程技术大学SMCD三维地质建模软件［13］,并结合爆破专家的实践经验开发的，该系统解决了在爆破设计中从原始数据搜集到数据库的建立、布孔方式设计、装药结构设计、爆破区域圈定、起爆网络设计及过程演示等一系列问题。主要功能包括软件界面、爆破区域的划分与确定、矿石及岩石物理力学指标的输入、炸药种类及其性能参数、炮孔布置方式，起爆网络设计、装药结构设计以及爆破设计文件的生成与管理。与传统的爆破设计软件相比，该系统具有实用性强、可操作性好、三维可视化程度高、功能界面操作简单方便等特点，可以大大缩短设计时间，提高爆破设计的质量，提高了工作效率，降低设计人员的劳动强度。 AutoCAD是一种成熟的、开放的、通用的绘图软件，它的功能强大、应用范围广、操作灵活方便，具有完善的汉化环境、强大的图形编辑和数据管理能力。目前露天矿爆破设计文件普遍采用AutoCAD格式，露天矿现场工程技术人员不仅能够熟练使用该软件，而且能普遍掌握AutoCAD软件特点，该系统软件本着便于普遍推广、操作简单方便和适应工程制图人员绘图习惯为原则，采用AutoCAD作为开发平台［14］。 ObjectARX是另一个功能较AutoLisp、ADS、VBA等更加完善的二次开发工具，应用程序本身已经不再是一个独立的进程，因其包括了是一组动态链接库(DLL)，ARX程序可与AutoCAD在同一地址空间运行，方便了二次开发者利用AutoCAD的