矿山三维炮眼安排分析

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本文作者：霍跃礼 单位：平煤股份十二矿

三维建模与可视化在煤矿生产中占有重要作用，在矿产资源勘探、区域环境地质综合分析等领域通过建立可扩展的地质三维信息模型可为决策提供重要依据。目前国内外已有很多文献详细地论述了炮眼布置方法,但缺乏可视化计算分析和三维直观效果功能。炮眼布置计算机辅助设计系统不但可以科学、准确的生成炮眼布置的二维图形和详细的工程量表，而且实现了在三维建模系统中直观显示炮眼布置情况。用户可以方便的在所生成的三维炮眼布置模型中修改炮眼参数，以达到良好的爆破效果。

目前国内采矿行业破碎岩石的主要手段是钻眼爆破，爆破作业是一项技术性很强的工作，炮眼布置的准确性、科学性直接影响到爆破质量的好坏。炮眼布置图是布置炮眼的重要依据，煤矿井下施工中必须了解和掌握影响爆破效果的主要因素以及工程爆破的要素，特别是煤矿的地质条件、爆破技术的理论和方法等。由于煤矿井下巷道掘进中地质条件变化很大，工作面的炮眼布置必须依据现场地质情况调整，才能达到理想的爆破效果。

1煤矿掘进炮眼分类：按位置和用途不同，炮眼可分为三类。

1.1掏糟眼-首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，创造自由面为其他炮眼的爆破创造有利条件。

1.2辅助眼-又称崩落眼，是大量崩落岩石和继续扩大掏槽的炮眼。

1.3周边眼-是爆落巷道周边岩石，最后形成巷道断面设计轮廓的炮眼，周边眼布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整。

2炮眼的布置

2.1掏糟眼的布置：掏槽眼一般布置在巷道断面中央靠近底板处，这样便于打眼时掌握方向，并有利于其他多数炮眼的岩石能借助于自重崩落，掏槽的形式可分为斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽3种。

2.2辅助眼要均匀布置在掏糟眼与周边眼之间，其间距一般为500～700mm，炮眼方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.45～0.60。2.3周边眼的布置：现在光面爆破已较成熟，一般应按光爆要求进行周边眼布置。

3实例说明

数字矿山是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S(GIS,GPS,RS）技术、物联网技术和软件技术的总集成。数字矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，只有智慧矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智能化和无人化。数字矿山已经成为现代采矿企业追求的最高目标。蓝光数字化矿山平台是一套具有自主版权的、集MIS、CAD、GIS和三维可视化于一体的大型应用软件平台。该平台可自动完成矿图的填绘、储量的可视化管理、地表岩移、涌水量和瓦斯涌出量的合理预计、矿山测量的精密计算以及煤矿井上下的真三维建模，并且可以根据采掘进尺的测量数据完成模型的自动更新。其巷道建模和三维漫游系统系统可以根据相关数据（3DT文件或DAT文件）进行三维建模，生成三维模型。可对地质体、钻孔、硐室、断层、采场、巷道、地面建筑和剖面进行三维建模，还可以把三维对象迭加建模。其主要用于对已建立的三维化模型（3DT文件或DAT文件）进行渲染、移动、缩放和旋转，以便让用户从不同的视点进行观察研究。炮眼布置计算机辅助设计系统的目标是建立一个基于蓝光数字化矿山平台，可以实现炮眼布置的参数化绘图功能和三维可视化建模。将布置炮眼的所有变量参数化，通过输入断面大小、炮眼间距等相关参数值就能自动绘制适合不同条件的炮眼布置图和三维可视化模型。

3.1炮眼布置程序界面及其参数化设计

炮眼布置程序具有良好的用户界面，通过界面的菜单或命令行方式可以方便地进行各种操作。让用户能很快地学会使用。炮眼布置图和其三维可视化模型和参数建立了关系，图形可以根据参数的变化而变化，又可以根据图形的要求来修改参数。这样提高设计图形生成和修改的效率。本程序的炮眼布置参数大致分三类：

3.2二维图形的生成本程序的二维图形在蓝光公司开发的矿山数字化平台中显示。炮眼布置图分为平、断、剖面图。巷道断面形状有切圆形、梯形、半圆形、矩形。炮眼的种类有掏糟眼、辅助眼、周边眼。用户仅需输入原始设计数据（断面形状、炮眼间距等），便能自动生成绘图数据，蓝光数字化矿山平台可以直接打开该图形，并有相应的工程量表。

3.3三维图形的生成巷道建模和三维漫游系统可以直接打开炮眼布置程序生成的三维数据（3DT文件或DAT文件），生成三维可视化模型。该系统可以对模型进行剪切、旋转、缩放、漫游等操作。其三维图形比二维图形更直观，结合三图形的数据信息可以对炮眼布置做更全面、科学地分析。炮眼布置的三维可视化图例（如图1）。

4结论

该炮眼布置程序简单，易懂。用户只需输入相应的炮眼参数就能生成炮眼布置的二维和三维图形，若要修改图形只需在界面上修改其参数就行，这种图形和参数的双向对应关系给用户提供了很大的方便，提高了工作效率。充分的显示了计算机在煤矿开采中的作用。