赵灵子1 王 星1 仵大磊2 赵 熙3 雷晓婷3
1陕西省一八六煤田勘察有限公司 陕西西安 710065；2机械工业勘察设计研究院有限公司；3陕西省国土资源科技中心
摘要：在传统的煤田勘察勘探设计时，难以避免人工绘图的一些失误，而且煤田勘探和开采工作流程极其繁琐、复杂，需设计大量的图纸，并处理比较庞大的数据。此时在煤田勘察图纸的设计中，引入CAD技术能够大大降低人工失误，有效提高设计人员的设计速度，提高工作效率，将设计人员从枯燥的工作中解放出来，提升煤田工程的效率和安全性。鉴于此，文章对CAD技术在煤田勘察上的应用进行了简单研究，以供参考。
关键词：CAD技术；煤田勘察；应用研究
1、CAD技术的含义
CAD技术一般是借助计算机上的一些图形设备在接收键盘操作命令的同时，完成绘图的工作。将CAD技术应用到煤田勘察工作中，绘图者首先需要对勘探采集的数据进行处理，并借助计算机软件来进行基础绘图，最后结合矿井地质图来完成对开采设计图纸的绘制。在CAD软件中，根据采集到的更加精确的数据，绘图人员可以对其进行相应的修改与完善，最终得到所需要的设计方案，相比于传统的手工绘图，大大提高绘图人员的工作速度和工作效率。CAD不仅能够进行一般的绘图，而且能够处理图形的转换，曲面造型等相对比较复杂的绘图操作。
2、CAD技术在煤田勘察上的应用
2.1矿图绘制
2.1.1图层与字体绘制
为了能够保证绘制图的易识别性，煤田勘察测量的相关比例中规定矿图能仅使用一种颜色、字体、线型等，需要依照不同的环境灵活选择不同指标，加上不同区域内工程的不同绘制习惯与需求，可以对绘制涂层的具体线型、字体等因素进行灵活选择。
2.1.2设定并使用比例尺
地图中的比例尺是指地图上的距离与实际长度之间的比值，不同地区的不同地质条件有其适宜的比例尺设计。井田等地形的绘制一般使用1∶10000或1∶5000的比例尺进行绘制和设计；地形的剖面图、水平切面与等高线图一般采用1∶5000的比例尺进行设计；对某一采面的描绘通常是使用1∶1000或1∶2000的比例尺，煤层投影图像绘制应当选择和等高线相同的比例尺进行绘制。
2.1.3绘制坐标的方格网
坐标的方格网绘制在地测图像绘制中有非常重要的作用，是矿井坐标绘制的重要参照依据，矿井内上下位置的考量都需要以方格网为参考。所以，方格网绘制是否精准对矿图绘制的整体效果有直接影响，值得注意的是，无论在绘图中采取哪一种绘制的比例，方格网的每一个都是固定的数值，即10cm×10cm。
2.1.4建立图案文件
如果CAD软件里面默认的数据无法实现实际绘制的需要，用户也可以根据工程所需要素灵活设置绘图指标。软件中的图例有其特殊意义，是绘图中的重要符号，在煤田绘图中，需要多方面使用到图例这一元素，可以使用CAD软件中的“block”键实现图像绘制与插入等功能，软件首页操作界面有插入命令，此命令可以根据图像中的某一个点插入已经绘制好的图形，这也就代表在绘图的过程中，可以提前对需要用到的图例进行图形相关制作，在有需要时，就可以利用这一命令来实现绘制图形插入。
2.1.5编制矿图
在完成矿图中坐标方格网绘制后，需要按照工程绘制的具体图幅范围将每一测点的坐标进行合理设计，将测点在绘制的方格网里一一呈现，此环节可以成为绘制图像的展点。展点是利用直角的坐标及纵横坐标方式呈现的，图像中展点的绘制是利用之前已经绘制的端点进行图像展示，根据直线的实际方位与其角度，通过两点之间的实际坐标绘制形成直线，或利用之前勘测的直线端点坐标，利用测点展绘方法将端点绘制在图像中，然后在软件中使用平滑的曲线将绘制端点进行有效连接。绘制剖面图像可以将实勘资料与地形图与煤层图等相关数据参考其中，参考这些文件中的基准线距离与标高的实际数值，将数值精准地呈现在剖面图中，然后再进行图像中各点之间的合理连接，在端点相互连接中，应当使用软件中较为圆滑的线绘制；将一些较为重要的地质、物体和经纬线及地貌等条件使用相应的符号在图像中显示出。
2.2 CAD技术应用于煤田开采设计中
2.2.1方案的详细设计
（1）根据基础的设计方案运用CAD软件绘制方案图，和原有的手工方案图进行比较分析确定最优科学方案；（2）煤田勘察中的采矿设计方案由各个煤层的等高线图构成，在主要的煤层等高线图上布置巷道、采掘面、坡面等等各种线性形成平面图，如图1 所示；（3）除了基本的平面图，设计方案图中还需要包括剖面图。 剖面图的绘制需要综合地分析观察，然后根据人为设定的剖面线进行绘测，然后再在图像上加上采掘面、坡面等。
2.2.2专业的设计
所谓的专业设计就是对煤田的通风系统和运输系统进行设计。煤田的通风系统和运输系统的设计需要专业性非常较长的设计人员，所以在专用图纸绘制的过程中就需要对矿井的基本图纸进行合理的应用并对选型进行计算。同时要对基本图纸上的部分信息以及专业性的图元进行删减和添加，以及通过CAD绘图软件，锁定使用较少的图层，从而设计出煤田勘察工作中的专业图纸。
图1 采区巷道布置及机械设备配备图
2.2.3 CAD技术应用于采煤工程中
在采煤工程开始之前，需要依据数据通讯来建造一个动态的管理系统，将图形和数据紧密地联系起来，做到控制数据就可以对图形进行有效的修改。 当数据库成立以后，绘图时只需要根据数据库中的数据进行自动绘制和修改，而这些图像又可以丰富数据库中的数据，从而实现动态的联系，使设计方案、计划方案、工程绘图及工程实测成为一体，便于管理。其具体的系统体系如图2 所示。
图2 系统体系图
3在煤田勘察上CAD技术的应用前景
在煤田行业应用CAD技术，就需要做好数据的采集和管理工作，在这样既能够提升煤田企业动态管理效率，而且还可以提高煤田勘察设计质量。随着经济社会的发展，科学与理论会结合的越来越紧密，能够努力提升煤田开采设计水平，CAD技术也会不断的更新和发展。
CAD技术虽然在采矿行业的发展中应用了几十年，但是其数据采集成本高，系统开发难度大，成本高，系统软件也是相当的昂贵。但是随着科学技术的发展，信息化程度的提高，在今后几年，CAD软件系统成本会进一步降低，并且功能进一步的完善，而且在各行各业的应用再次扩大，并开发出各行各业专有的CAD系统软件，操作界面更加人性化，操作难度进一步降低，方便基础人员的操作应用，不只适用于高端技术人才。
结语
综上所述，在煤田勘察工作中使用CAD技术不仅可以提高设计人员的工作效率，而且还可以促进煤田企业的快速发展。因此，在煤田勘察工作过程中，煤田企业在加大使用CAD技术时，还必须要对其技术进行不断的研究和创新，加大CAD技术的开发力度，使得CAD技术为煤田勘察工作带来更多的便利，促进煤田企业以及社会经济的快速发展。
参考文献：
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[2]刘言宁.浅谈CAD技术在煤田绘图中的应用研究[J].科技创新与应用，2015（25）：133-134.
[3]李思标， 李迪昌， 王修利， 等.AutoCAD在绘制矿井地质图中的应用[J].山东煤炭科技， 2003 （6） ：14-15.
论文作者:赵灵子1,王星1,仵大磊2,赵熙3,雷晓婷3
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/16
标签：煤田论文; 技术论文; 比例尺论文; 图像论文; 方格论文; 坐标论文; 数据论文; 《防护工程》2019年16期论文;