一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法
【專利摘要】一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，步驟為：對礦山開拓系統(tǒng)進行模塊化分類，分類后的礦山開拓系統(tǒng)包括豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊；對豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊進行再次分類，分類結果如下：豎井模塊包括若干豎井單元體，巷道模塊包括若干拱形巷道單元體和若干方形巷道單元體，井巷聯(lián)結模塊包括若干雙側(cè)馬頭門單元體、若干單側(cè)馬頭門單元體、若干單體式轉(zhuǎn)彎單元體、若干組合式轉(zhuǎn)彎單元體、若干T型三叉單元體、若干Y型三叉單元體及若干四叉單元體；硐室模塊包括若干硐室單元體；在設定比例尺下對各個單元體進行實體制造；按照礦山開拓系統(tǒng)的實際布局或設計布局組裝出所需的實體三維開拓系統(tǒng)模型。
【專利說明】
一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于礦山工程技術領域，特別是涉及一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法。
【背景技術】
[0002]地下礦山開拓系統(tǒng)作為采礦工程的一個重要組成部分，只有全面了解開拓系統(tǒng)的相關知識，才能夠更好的服務于采礦工程。
[0003]在教學過程中，老師們?yōu)榱藥椭鷮W生理解開拓系統(tǒng)的相關知識，往往會通過圖片或動畫的方式對開拓系統(tǒng)進行講解和展示，由于開拓系統(tǒng)具有的空間復雜性，僅通過圖片或動畫方式對學生理解相關知識的幫助也是十分有限的，而學生又迫切想要更好更快的理解和學習到開拓系統(tǒng)的相關知識，但現(xiàn)階段還沒有更好的解決辦法。
[0004]在礦山現(xiàn)場中，隨著采礦工程的不斷進行，開拓系統(tǒng)也會不斷發(fā)生變化且持續(xù)動態(tài)發(fā)展的，導致初始的開拓系統(tǒng)二維平面圖只能進行一次次的更新，隨著開拓系統(tǒng)越來越復雜，想要在短時間內(nèi)通過二維平面圖來掌握地下開拓系統(tǒng)空間布局也會變得越來越困難。再有，一旦礦山現(xiàn)場發(fā)生安全事故，需要救援人員在第一時間到達事故現(xiàn)場開展救援行動，但是，在救援前，救援人員必須先要熟悉地下開拓系統(tǒng)的空間布局，并掌握事故地點的位置坐標以及制定救援路線，而上述信息只能通過二維平面圖來獲取，由于二維平面圖具有直觀性差的缺點，想要短時間通過二維平面圖來熟悉地下開拓系統(tǒng)的空間布局幾乎是不可能的，而黃金救援時間又是短暫和寶貴的，絕不能將救援時間過多的浪費在熟悉地下開拓系統(tǒng)的空間布局上。
[0005]為此，本領域技術人員也想過制造傳統(tǒng)意義上的實體三維開拓系統(tǒng)模型，并通過實體三維開拓系統(tǒng)模型來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二維平面圖，但是，由于開拓系統(tǒng)并不具備重復性，也就是說，世界上沒有完全相同的兩套礦山開拓系統(tǒng)，而且對于一套礦山開拓系統(tǒng)來說，其在初始建設期到建設定型期之間，開拓系統(tǒng)也是在不斷變化且持續(xù)動態(tài)發(fā)展的，這對于實體三維模型制造來說，沒人能夠預知實體三維模型具體制造多少數(shù)量才能滿足實際需要，而介于時間和成本因素，顯然是礦山企業(yè)難以接受的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，首次對實體三維開拓系統(tǒng)模型提出了模塊化設計方案，使實體三維開拓系統(tǒng)模型具備了靈活組裝的能力，可在教學過程中代替圖片和動畫，以幫助學生更好更快的理解和學習到開拓系統(tǒng)的相關知識，并可在礦山現(xiàn)場代替二維平面圖來使用，其能夠適應不斷變化且持續(xù)動態(tài)發(fā)展的開拓系統(tǒng)，且在安全事故發(fā)生時幫助救援人員快速熟悉地下開拓系統(tǒng)的空間布局，并掌握事故地點的位置坐標以及制定救援路線。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，包括如下步驟:
[0008]步驟一:對礦山開拓系統(tǒng)進行模塊化分類，分類后的礦山開拓系統(tǒng)包括豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊；
[0009]步驟二:對豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊進行再次分類，分類結果如下:
[0010]①豎井模塊包括若干豎井單元體；
[0011 ]②巷道模塊包括若干拱形巷道單元體和若干方形巷道單元體；
[0012]③井巷聯(lián)結模塊包括若干雙側(cè)馬頭門單元體、若干單側(cè)馬頭門單元體、若干單體式轉(zhuǎn)彎單元體、若干組合式轉(zhuǎn)彎單元體、若干T型三叉單元體、若干Y型三叉單元體及若干四叉單元體；
[0013]④硐室模塊包括若干硐室單元體；
[0014]步驟三:在設定比例尺下，對豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體進行實體制造；
[0015]步驟四:按照礦山開拓系統(tǒng)的實際布局或設計布局，將數(shù)量若干的豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體組裝成所需的實體三維開拓系統(tǒng)模型。
[0016]完成實體制造的豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體均由外部基材和內(nèi)部型腔構成，外部基材用于表示礦山巖體，內(nèi)部型腔用于表示開拓系統(tǒng)實際空間。
[0017]實體制造過程中還需單獨制造若干單元體連接銷，在豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、了型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體對接端的外部基材上開設有銷孔，各個單元體之間均通過單元體連接銷插入銷孔的方式進行固定連接。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019](— )本發(fā)明應用于教學領域時，老師可以根據(jù)授課需要，為學生組裝出任意想要的實體三維開拓系統(tǒng)模型，學生也可以親手進行組裝操作，通過實體三維開拓系統(tǒng)模型可以直觀的表達出開拓系統(tǒng)的空間布局，與傳統(tǒng)的圖片和動畫方式相比，可以幫助學生更好更快的理解和學習到開拓系統(tǒng)的相關知識。
[0020](二)本發(fā)明應用于礦山現(xiàn)場時，在采礦工程的初始階段，技術人員可以按照初始的開拓系統(tǒng)進行實體三維開拓系統(tǒng)模型的組裝，隨著采礦工程的不斷進行，盡管開拓系統(tǒng)會不斷發(fā)生變化且持續(xù)動態(tài)發(fā)展，技術人員仍可以在初始的實體三維開拓系統(tǒng)模型上不斷增添新的單元體，實現(xiàn)模型與地下開拓系統(tǒng)的同步更新發(fā)展，與傳統(tǒng)的二維平面圖相比，具有了更強的適應性。
[0021](三)本發(fā)明應用于礦山現(xiàn)場時，當?shù)V山現(xiàn)場發(fā)生安全事故時，救援人員可以通過實體三維開拓系統(tǒng)模型快速熟悉地下開拓系統(tǒng)的空間布局，并能夠迅速掌握事故地點的位置坐標以及制定救援路線，與傳統(tǒng)的二維平面圖相比，實體三維開拓系統(tǒng)模型具有很強的直觀性。
[0022](四)當本發(fā)明應用于新礦山現(xiàn)場時，舊礦山現(xiàn)場的實體三維開拓系統(tǒng)模型可以被輕松拆卸，當其運送到新礦山現(xiàn)場時，可根據(jù)新礦山的開拓系統(tǒng)快速組裝出具有全新布局的實體三維開拓系統(tǒng)模型，使其具備了重復利用的能力。
【附圖說明】
[0023]圖1為豎井單元體的結構示意圖；
[0024]圖2為拱形巷道單元體的結構示意圖；
[0025]圖3為方形巷道單元體的結構示意圖；
[0026]圖4為雙側(cè)馬頭門單元體的結構示意圖；
[0027]圖5為單側(cè)馬頭門單元體的結構示意圖；
[0028]圖6為單體式轉(zhuǎn)彎單元體的結構示意圖；
[0029]圖7為組合式轉(zhuǎn)彎單元體的結構示意圖；
[0030]圖8為T型三叉單元體的結構示意圖；
[0031 ]圖9為Y型三叉單元體的結構示意圖；
[0032]圖10為四叉單元體的結構示意圖；
[0033]圖11為硐室單元體的結構示意圖；
[0034]圖12為單元體連接銷的結構示意圖；
[0035]圖13為實施例中組裝而成的實體三維開拓系統(tǒng)模型示意圖；
[0036]圖中，I一豎井單元體，2—拱形巷道單元體，3—方形巷道單元體，4一雙側(cè)馬頭門單元體，5一單側(cè)馬頭門單元體，6一單體式轉(zhuǎn)彎單元體，7一組合式轉(zhuǎn)彎單元體，8一T型三叉單元體，9一Y型三叉單元體，10—四叉單元體，11一硐室單元體，12—外部基材，13—內(nèi)部型腔，14 一單元體連接銷，15—銷孔。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0038]—種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，包括如下步驟:
[0039]步驟一:對礦山開拓系統(tǒng)進行模塊化分類，分類后的礦山開拓系統(tǒng)包括豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊；
[0040]步驟二:對豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊進行再次分類，分類結果如下:
[0041 ]①豎井模塊包括若干豎井單元體I;
[0042]②巷道模塊包括若干拱形巷道單元體2和若干方形巷道單元體3;
[0043]③井巷聯(lián)結模塊包括若干雙側(cè)馬頭門單元體4、若干單側(cè)馬頭門單元體5、若干單體式轉(zhuǎn)彎單元體6、若干組合式轉(zhuǎn)彎單元體7、若干T型三叉單元體8、若干Y型三叉單元體9及若干四叉單元體10;
[0044]④硐室模塊包括若干硐室單元體11;
[0045]步驟三:在設定比例尺下，對豎井單元體1、拱形巷道單元體2、方形巷道單元體3、雙側(cè)馬頭門單元體4、單側(cè)馬頭門單元體5、單體式轉(zhuǎn)彎單元體6、組合式轉(zhuǎn)彎單元體7、T型三叉單元體8、Y型三叉單元體9、四叉單元體10及硐室單元體11進行實體制造，具體如圖1?11所示；
[0046]完成實體制造的豎井單元體1、拱形巷道單元體2、方形巷道單元體3、雙側(cè)馬頭門單元體4、單側(cè)馬頭門單元體5、單體式轉(zhuǎn)彎單元體6、組合式轉(zhuǎn)彎單元體7、T型三叉單元體8、Y型三叉單元體9、四叉單元體10及硐室單元體11均由外部基材12和內(nèi)部型腔13構成，外部基材12用于表示礦山巖體，內(nèi)部型腔13用于表示開拓系統(tǒng)實際空間；
[0047]實體制造過程中還需單獨制造若干單元體連接銷14，如圖12所示;在豎井單元體
1、拱形巷道單元體2、方形巷道單元體3、雙側(cè)馬頭門單元體4、單側(cè)馬頭門單元體5、單體式轉(zhuǎn)彎單元體6、組合式轉(zhuǎn)彎單元體7、T型三叉單元體8、Y型三叉單元體9、四叉單元體10及硐室單元體12對接端的外部基材12上開設有銷孔15，各個單元體之間均通過單元體連接銷14插入銷孔15的方式進行固定連接;本實施例中，銷孔15尺寸為2.5mm X 2.5mm X 1mm，單元體連接銷14尺寸為2.3mmX2.3mmX9.2mm,兩者為間隙配合，可以保證單元體連接銷14順利插入銷孔15內(nèi)，同時保證兩者之間的連接牢固性；
[0048]步驟四:按照礦山開拓系統(tǒng)的實際布局或設計布局，將數(shù)量若干的豎井單元體1、拱形巷道單元體2、方形巷道單元體3、雙側(cè)馬頭門單元體4、單側(cè)馬頭門單元體5、單體式轉(zhuǎn)彎單元體6、組合式轉(zhuǎn)彎單元體7、T型三叉單元體8、Y型三叉單元體9、四叉單元體10及硐室單元體11組裝成所需的實體三維開拓系統(tǒng)模型，具體如圖13所示。
[0049]實施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均包含于本案的專利范圍中。
【主權項】
1.一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一:對礦山開拓系統(tǒng)進行模塊化分類，分類后的礦山開拓系統(tǒng)包括豎井模塊、巷道豐旲塊、井巷聯(lián)結t吳塊及砸室t旲塊； 步驟二:對豎井模塊、巷道模塊、井巷聯(lián)結模塊及硐室模塊進行再次分類，分類結果如下: ①豎井模塊包括若干豎井單元體； ②巷道模塊包括若干拱形巷道單元體和若干方形巷道單元體； ③井巷聯(lián)結模塊包括若干雙側(cè)馬頭門單元體、若干單側(cè)馬頭門單元體、若干單體式轉(zhuǎn)彎單元體、若干組合式轉(zhuǎn)彎單元體、若干T型三叉單元體、若干Y型三叉單元體及若干四叉單元體； ④硐室模塊包括若干硐室單元體； 步驟三:在設定比例尺下，對豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體進行實體制造； 步驟四:按照礦山開拓系統(tǒng)的實際布局或設計布局，將數(shù)量若干的豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體組裝成所需的實體三維開拓系統(tǒng)模型。2.根據(jù)權利要求1所述的一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，其特征在于:完成實體制造的豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、T型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體均由外部基材和內(nèi)部型腔構成，外部基材用于表示礦山巖體，內(nèi)部型腔用于表示開拓系統(tǒng)實際空間。3.根據(jù)權利要求1所述的一種模塊化的礦山開拓系統(tǒng)模型構建方法，其特征在于:實體制造過程中還需單獨制造若干單元體連接銷，在豎井單元體、拱形巷道單元體、方形巷道單元體、雙側(cè)馬頭門單元體、單側(cè)馬頭門單元體、單體式轉(zhuǎn)彎單元體、組合式轉(zhuǎn)彎單元體、了型三叉單元體、Y型三叉單元體、四叉單元體及硐室單元體對接端的外部基材上開設有銷孔，各個單元體之間均通過單元體連接銷插入銷孔的方式進行固定連接。
【文檔編號】G06F17/50GK105844021SQ201610174005
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】王連成, 柳小波, 劉芹, 李陽
【申請人】東北大學