矿山巷道平面图隐藏线消除算法.pdf

3 8 战差 斜l技 2 0 0 3 年 第1 期 矿 山 巷 道 平 面图 隐 藏 线 消 除 算 法 淄矿集团 山东科技大学 祁秀芹李季 庄玲 摘要本文针对矿山巷道平面施工图手绘数据量大， 空间结构复杂的情况， 设计了矿山巷道平面图消隐算法， 以蓝光工程 设计 C A D软件一C A E I Y 2 0 0 0为平台， 开发出了一款适用于采矿、 地质的巷道生成模块， 并已在国内多家矿山投入使用。 关键词矿 山巷道平面 图 隐藏 线消除 在绘制矿山巷道施工图时， 必须要在平面的图纸上表示 出各个巷道之间的相互遮挡关系， 这就要求消去各巷道之间 相互遮挡的轮廓线及相关线条。过去大多采用手工绘制， 消 隐处理要耗费很大的工作量。过去的大都是针对多面体进 行消隐， 不适用于平面图消隐。对此研究了一种简单的平面 图隐藏线消除技术， 并开发出了相关的软件。 1 矿山巷道平面 图的分 析 经过井下勘查， 确定了在矿 山巷道平面施工图中， 大体 存在三种图形元素， 即点 每条巷道的端点 ， 线 直线巷道中 轴线 ， 圆弧 圆弧巷道的中轴线 ， 并由此确定了相应的数据 结构。对于巷道的端点数据 ， 给出相应的 X 坐标、 Y 坐标、 z 坐 标及点的描述 关键字， 唯一标志一个端点 ； 对于直线巷道， 给出两个端点的左右巷道宽， 即可以确定； 对于圆弧巷道， 由 于三点确定圆弧， 所以应给出圆弧巷道中轴线上的三个点 两个端点及 圆弧上 任意一 点 以及在这 三个点 的巷道 左右 宽度。下面给出基本数据结构的源代码 1 端点链表 t y p e my p o i n t s Ⅱ 一点的描述 关键字 X ， Y ， r 坐标值 e n d t y p e 2 直线巷道链表 t y p e my l i n e s ， 一 起点， 终点的关键字 s l w ， s n r一 起始端点左右巷道宽 e l w 。 e n r一 终点左 右巷道宽 e n dt y p e 3 圆弧 巷道链表 t y p e my 。 a r c p 3 一巷道中轴线上 3 点的关键字 L 3 一3个点的左巷道 宽 R 3 一3个点的右巷道宽 e n dt y p e 2 消隐算法 在巷道平面图的消隐中， 不仅存在着各个巷道之间相互 遮挡的轮廓线的消除， 为了使相同端点的巷道平滑过渡， 还 存在经过同一个端点的多个巷道在巷道端点处多余线段的 消隐处理。所以巷道平面图消隐分为两步 1 对巷道端点 处多余线段的消隐处理 ； 2 对各个巷道之间相互遮挡的轮 廓线的消除。对于圆弧巷道， 在精度允许的情形下， 可以转 化成多条线段处理。 2 ． 1 巷道端点处多余线段的消隐 步 1 求出每个端点 i 的直线巷道列 p s t r i 步 2 i 1 步 3 if p s t r i 仅包含一条直线巷道 L t h e n向该直线巷道 的边界表添加在端点 i 处连接直线巷道 L左右边界的线段 如图 1 所示g o t o 步 5 e l s e g o t o 步 4 直线巷 道 L 连接线段 图 1 直线巷道端 点的连接线段添加示意图 步4 以任一条直线巷道为基准， 其他直线巷道按与它的 角度顺时针排列 ， 对相邻的两条直线巷道 L j 的右边界与 L j 1 的左边界的夹角进行判断 见图2 线段巷道 交于 中点 交于延长线 其他 曹 兀 b r -J 1 一／ 2 A1 7 1 d “ 一n／ 2 e 一 I 加粗 线代表边界 图 2 两直线巷道左右边界夹角情况 示意图 s e l e c t c a s e 两线夹角 c a s e 两线夹角 ≥7 c i f 两边界延长线相 交 t h e n向 L j 即右边界 的线段 ， 以 ／ ／ ／ ／ 维普资讯 2 0 0 3 年 第1 期 互撼晨 舛技 3 9 下皆遵循此规则 的边表添加一线段如图2 a 所示。 i f 两边界线平行 t h e n向 L j 的边表添加一线段， 如图 2 b 所示 。 C a s e n ／ 2两线夹角 7 【 i f 两边界线交于边界线内一点 t h e n 更改原线段的左右 边界端点 ， 以交点为起始点 。如图 2 c 所示。 if 两边界延长线相交 t h e n向L i ， L i 均添加以公共点 为起点 ， 以边界起点为终点的线段， 如图2 d 所示。 C a s e 两线 夹角 直线巷道总数 t h e n 跳出循环， 生成 图形 e l s e g o to步 2 3结论 本文给出的数据结构基本满足矿山巷道井下图绘制的 需要， 消隐算法能较好的实现矿山巷道井下施工图的自动绘 制， 并在国内多家矿山投入了使用。 作者简 介 祁 秀芹， 女 ， 1 9 7 1 年生 ， 工程 师。1 9 9 3 年毕业 于 阜新矿业学院， 现任淄矿集团先河公司电气自动化所所长。 上接第3 7页 力。单体应垂直于顶底板， 且具有一定的初撑力， 单体有钻底倾向时， 应穿铁鞋， 此时左端棚腿不再受力。 3 在铰接顶梁下， 每两根单体之间， 增加点柱一根用木 楔打紧。 4 单体支设位置必须超前刷帮迎头 1 5 m以上， 以保证 中间排支柱的稳定性 。 5 用综掘机刷 大时 ， 应超 前刷帮 迎头 3 棚 拿掉 原棚左 端棚腿 ， 以防截 割头绞动棚腿 ， 影响棚架的稳定。 6 刷大侧使用 3 ． 6 m棚梁支护， 断面刷够高宽后， 刷大 侧棚梁的右端头搭在铰接顶梁上， 牙颏抵紧铰接顶梁 ， 左端 仍由棚腿支撑， 随即顶帮腰紧背实。棚梁交叉处撑棍打紧， 以此循环 ， 直到切眼刷大工程完成 。 7 每班须认真检查单体的情况， 进行二次注液， 同时打 紧木点柱 的木楔 ， 直到安装工程完工。 2 ． 2 铰接顶梁 的相连长度分析 综采工作面切眼铰接顶梁相连长度 ， 与正常推采的高档 工作面 铰接顶梁相连长度不 同。 高档工作面正常推采期间， 受控顶板处于悬臂状态， 单 个铰接顶梁的两端受力不均衡， 通过铰接顶梁单体的承载力 也不一样 。 而综采工作面安装所需切 眼的 支护 ， 顶板控制状态 为全 封闭式管理 ， 顶板无 失控空 间 ， 整 个切 眼的顶板 压力及煤 壁 的侧压力全部转移到铰接顶梁及单体上， 所以将整个切眼的 单体通过铰接顶梁连成一体， 更趋于合理， 更加稳定。就某 一 铰接顶梁或单体来讲 ， 前后左右受力基本均衡， 即使局部 出现压力增大现象， 也可通过铰接顶梁向前后传递而使该处 支护处于稳定状态 。 3 切 眼上下端头支护 在使用工字钢棚维护顶板的基础上， 还采用了直径 1 8 2 0 0 0全螺纹树脂锚杆对顶板进行双重支护， 整个岔门处的支 护状 态为复合支护 。 1 复合支护范 围 顺槽 内向切 眼两侧 各 5 m的 范围 内， 切眼向内 1 0～1 2 m的范围 内。 2 锚杆布置形式 每 两棚空档 内按 0 ． 6 m～0 ． 8 m间距布 置锚杆， 每个空挡 内打锚杆一排， 相邻两排锚杆布置方式按 三花型。 3 锚杆安装要求 锚杆规格为 1 82 0 0 0全螺纹锚杆， 配铁、 木托盘。 锚固剂采用 2 8 7 0型树脂锚固剂， 每孔使用两支。 使用锚杆安装机安装 。 随架棚后紧跟打锚杆， 不使顶板有离层空间。 4 由于综采支架较长， 由顺槽向切眼内拐弯时难度较 大 ， 采用 了将原交叉式台棚换成长 7 ． 0 m通 台棚梁 包括煤机 窝深度0 ． 6 m ， 支架运输时可随意调整台棚下单体及点柱的 位置， 营造出更大的安装运输空间。 5 为防止运输过程中撞动棚腿， 棚梁垮落伤人， 影响安装 进度 ， 将 台棚及单翅的两端头各用一组锚杆配压板固定在顶板 上， 通台棚采用 4 ～ 5 组锚杆缝固， 以增强三岔门支护的稳定性 。 4 效果 新的支护方 式经过多次试用 、 更改 ， 逐 步完 善 ， 曾应用 于 3 1 0 6 、 3 j 1 0 8 、 3 1 1 4 、 3 2 0 、 3 T 3 0 2等综采工作 面的切 眼 ， 安全程度及施工进度逐步提高， 安装运输空间得到改善。 维普资讯