采矿方法程序化设计.pdf

第 3 8卷 第 2期 2 0 1 1年 6月 有 色金属 设计 No n f e r r o us Me t a l s De s i g n Vo l _ 3 8 No ． 2 J u n ．2 0 l 1 采矿方法 程序化设计 夏建 波 ， 沈旭 昆明冶金高等专科学校， 云南 昆明 6 5 0 0 3 3 摘要 阐述了利用A u t o C A D A c t iv e X ／ V B A二次开发技术， 开发 出 金属矿山常用采矿方法智能设 计程序 。该程序将采矿方法设计 中大量的绘 图、 计算工作转换为简单的程序操作 ， 大幅提 高了采 矿方法设计效率。 关键词 采矿方法； 设计程序 ； A u t o C A D； V B A； 二次开发 中图分类号 P 8 5 3 ． 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 2 6 6 0 2 0 1 1 0 2 0 0 0 8 0 4 Pr o g r a mm i n g De s i g n f o r M i ni ng M e t ho d XI A J i a nb o，SHE N Xu K u n mi n g Me t a l l u r g y C o l l e g e ， K u n mi n g 6 5 0 0 3 3 ， C h i n a Abs t r a c t By us i ng t e c h n o l o g y o f Au t o CAD Ac t i v e X／VBA s e c o n d a r y d e v e l o p me n t ，t h e i n t e l l i g e nt d e s i g n p r o g r a m o f c o mmo n mi n i n g me t ho d f o r me t a l mi n e wa s e x pl o i t e d，wh i c h c a n t r a n s f o r m a l o t o f pl o t t i ng c a l c u l a t i n g wo r k i n t o s i mp l e p r o g r a m o p e r a t i o n S O t h a t i mpr o v e t he d e s i g n e f f i c i e n c y o f mi n i n g me t h o d． Ke y wo r d smi n i n g me t h o d； d e s i g n p r o g r a m ； Au t o CAD ； VBA； s e c o n d a r y de v e l o p me n t 0 引 言 矿山开采设计是矿山 日常生产组织管理 中的 一 项重要工作 ， 其设计效率直接影响着矿 山生产的 顺利 进行。近年来 ， A u t o C AD等计 算机辅助设 计 软件在矿 山日益推广 ， 矿山开采设计效率也较以前 手工设计 阶段有 了很大 的提高。采矿方法设计是 矿山开采设计 的核心 ， 绘图及计算工作量较大。采 矿方法会 随着开采技术条件的变化而变化 ， 即使是 同一种采矿方法， 受矿体厚度、 矿体倾角、 中段高度 等因素的影响 ， 其采矿成本 、 采切工程量及材料动 力消耗等也有较大的差别。因此 ， 矿山需要根据开 采技术条件 的变化实时调整开采方案， 这就需要一 种能快速完成采矿方法 图纸绘制及相关计算工作 的程序 ， 使设计超前于施工 ， 矿山正常生产不 至于 受到影响。随着 A u t o C A D二次开发技术的 日趋成 熟 ， 针对矿山领域研发出了各种各样 的应用程序。 但是 ， 采矿方法 自动设计程序研发领域仍是一片空 白。针对 目前矿 山的需求 ， 笔者利用 A u t o C A D A c ． t i v e X ／ V B A二次开发技术 ， 开发 出了针对金属矿 山 采矿方法智能设 计的程序 。该程序能根据用户给 定 的开采技术条件 自动进行采矿方案优选 ， 根据用 户提供 的采场结构参数 自动绘制采矿方法图、 计算 采切工程量、 计算材料及动力消耗、 统计采矿成本 。 这样 ， 就将采矿方法设计 中大量的绘 图、 计算工作 转换为简单的程序操作 ， 可大大提高采矿方法设计 的效率 。 1技术开发 A u t o C A D是 目前全球使 用最 广泛 的一 种工程 图形设计软件 ， 但 其本身计算功能不强 ， 无法解决 一 些设计计算和数据处理等问题⋯。A c t i v e X是微 软公司近年推出的一个基于 C O M C o m p o n e n t O b - i e c t Mo d e 1 的 技 术 规 范。 它 是 在 O L E O b j e c t L i n k e d a n d E m b e d d e d 基础上发展起来 的新技术 ， 收稿 日期 2 0 1 1 0 31 4 ． 作者简 介 夏建波 1 9 7 6一 ， 男 ， 重庆人 ， 工学硕士 ， 讲 师． 主要研究方 向 采矿方法设计 与教 学 第 2 期 夏建波 ， 沈旭 采矿方法程序化设计 9 其宗 旨是在 Wi n d o w s 系统的统一管理下协调不 同 的应用程序 ， 构成复合文档。A u t o C A D A c t i v e X 使 用户能够从 A u t o C A D的内部或外部 以编程方式来 操作 A u t o C A D， 它是 通过将 A u t o C A D对象显示 到 “ 外部世 界” 来做 到这一 点的。一旦这 些对象 被 “ 暴露” ， 许多不同的编程语言或其它应用程序 如 V B、 E x c e l V B A 就 可以访 问它们 。A u t o C AD V B A 是 内嵌在 A u t o C A D内部的编程环境 ， 它允许 V B A 环境 与 A u t o C A D 同时 运 行， V B A 通 过 A u t o C A D A c t i v e X A u t o m a t i o n接 口将 消息发 送到 A u t o C A D， 并通过 A c t i v e X A u t o m a t i o n接 口对 A u t o C A D进行 编程控制 。 A u t o C A D 2 0 0 4及其更高版本几乎暴露 了所有 对象， 包括 图形对 象、 样式设置对象 、 组织结构对 象、 图形显示对象以及菜单和工具栏等。该次设计 的采矿方法 自动设计程序正是利用 A u t o C AD的这 一 特点 ， 在 V B A中经松实现对 A u t o C A D内部各种 对象的编程与控制 。 2 程序设计思路 程序在 A u t o C A D 自带的集成开发环境“ V B A 图 1 程序设计 思想 Fi g． 1 I de a o f Pr og r a m De s i g n 编辑器” 中完成 ， 其核心 由 4个独立模块组成 ， 如 图 1 所示。模块 1主要完成采矿方法的优选 ， 需要 用户提供开采技术条件等基础数据 ； 模块 2主要完 成采矿方法图的绘制 ， 需要用户 提供采场结构参 数 ； 模块 3完成采切 工程量及材料、 动力消耗量计 算 ， 需要用户提供相应采矿工艺 的材料 、 动力单耗 ； 模块 4主要完成采矿成本估算 ， 需要用户提供当地 人工及管理费用等参数。模块 2 、 模块 3及模块 4 最终的成果为采矿方法 图表 ， 其输 出位置为 A u t o ． C A D Mo d e l S p a c e 模型空间 。 3程序设计过 程及 步骤 3 ． 1 打开 V B A 集成 开发 环境 在 A u t o C A D命令行 中键人 “ V B A I D E ” 命 令后 回车， 即可打开 V B A集成开发环境 ， 其界面类 同于 V B集成开发环境 J 。 3 ． 2 窗体设计 根据程序设计思想 ， 需设计 1个主窗体及 2个 对话窗 口， 加载窗体的方法是 在 V B A集成开发环 境 中， 执行“ 插入” 下拉菜单 中的“ 用户窗体” 命令 项 ， 即可为当前工程添加一个用户窗体。该程序共 需添加 3个窗体 ， 其中一个设为启动窗体 。 窗体添加完成后 ， 即可 向窗体中添加控件 ， 其 方法是从控件工具箱 中选择控件 ， 然后将该控件拖 放到窗体上 即可 。该程序主窗体分为 4个功能 区， 如图 2 ， 其左上部份为矿山开采技术条件录入功 能 区， 程序根据用户提供 的矿 山开采技术条件 自动完 成采矿方法 优选 ， 优选 结果显示 于主窗体右上部 份 。用户可从系统推荐的几种采矿方案 中确定其 中一种采矿方案进行下一步设计 。主窗体的左下 部为采场结构参数录入功能区， 用户录入必要的采 场结构参数后 ， 即可通过主窗体右下角的几个功能 按钮进行 “ 采矿方法 图绘制 ” “ 采切工程及材料动 力消耗计算” 以及“ 采矿成本估算 ” 。其 中“ 采切工 程及材料动力消耗计算 ” 以及 “ 采矿成本估算 ” 按 钮会弹出一小窗体 ， 用户可在其 中输人采矿工艺的 材料、 动力单耗以及当地人工及管理费用等参数 。 1 0 有色金属设计 第 3 8卷 图 2 程序主 窗体 Fi g ． 2 Pr o g r am ’ s M a i n Fo r m Sur f ac e 3 ． 3 主要模块设计 3 ． 3 ． 1采矿方法优选模块 采矿方法选择的依据是开采技术条件 ， 包括矿 体及顶底板围岩稳固性、 矿体厚度、 倾角统计数据 以及地表是否允许崩落等。模块 主要解决 问题是 根据用户提供 的开采技术 条件 ， 对 系统 内预设 的 2 6种采矿方案进行科 学的分级 筛选 ， 最终 筛选 出 数种适合 于矿 山开采 的采 矿方 案让 用户 做方 案 比较 。 程序分级筛选的优先顺 序为 顶板 、 底板岩性 及稳 固性一 矿 体 自身稳 固性 一 矿体 倾角 一 矿体 厚度 。 3 ． 3 ． 2 采矿方法图绘制模块 该模块根据用户选择的采矿方案以及用户输 入的采场结构参数等进行采矿方法 图的 自动绘制。 1 首先 必 须定 义对 象变 量及 点坐 标变 量。 采矿方法图中涉及的主要对象变量有 图层对象变 量、 线型对象变量、 文字对象变量 、 线对象变量 。其 语法为 D i m 变量名 a s 类名 如本例定义线对象变量语句为 D i m L i n e 2 4 A s Ac a d L i n e 点坐标变量为含有 3个元素的一维数组 ， 分别 存放各点的 X - ． Y 、 z 坐标 。定义方法如 D i m P t l 2 As Do u b l e 2 计算控点坐标 。程序根据用户输入 ， 获得 采场结构参数 ， 通过相应计算得到采矿方法三视图 各控制点坐标 ， 并将 其存于预 先定义好 的点坐标 数组。 3 向 A u t o C A D Mo d e l S p a c e增 加 图形对 象。 可采用两种方式向 A u t o C A D Mo d e l S p a c e增加 图形 对象 利 用 D o c u m e n t 对象 的 S e n d C o m ma n d方法 ， 执行向命令行中发送命令的操作 ， 就像在 A u t o C A D 命令 行 直 接键 人 命 令 一 样 。利 用 T h i s D r a w i n g ． M o d e l S p a c e 对象 的 A d d方 法 向模 型 空 间增 加对 象 ， 并将其赋给对象变量， 如 S e t L i n e 2 4T h i s D r a w i n g ． Mo d e l S p a c e ． A d d L i n e P t l ，P t 2 ， 需 要注意 的 是 ， 不 同的采矿方案其录入的采场结构参数是不一 样的， 因此需要根据采矿方案设计不 同的数据 录人 界面及模块程序。如“ 浅孔 留矿法” ， 需要 录入 的 采场结构参数有运输巷道位置 、 底部结构形状 、 采 切工程断面尺寸即采场的长度及高度等数据。 3 ． 3 ． 3 采切工程量及材料动力消耗计算模块 计算采切工程量的依据是用户录入 的采场结 构参数数据 ， 根据各工程在岩石或矿石中的长度及 断面， 分别统计其体积及重量等信息 。再计算 出采 场内采出的矿石量 、 废 石量 以及采 切 比， 如表 1 。 材料动力消耗需要用户提供如钎钢 、 炸药、 雷管 、 导 爆管 、 木材、 砼 、 柴油 、 风、 水 、 电等各种材料的单耗 ， 再根据采场内采出矿石及废石量 ， 统计出其材料及 动力消耗总量 。以列表 的方式输 出于采矿方法 第 2期 夏建波 ， 沈旭 采矿方法程序化设计 1 1 3 ． 3 ． 4采矿成本估算模块 采矿成本估算依据是各种材料及动力单耗 、 工 人工资及管理、 销售费用以及各种税收等数据， 最 终计算 出采场采矿总成本及单位成本 ， 以列表的方 式输 出于采矿方法 图下方 ， 主要调用 T h i s D r a w i n g ． Mo d e l S p a c e对象的 A d d L i n e 和 A d d T e x t 方法 。 3 ． 4 复合文档制作及使用 V B A不支持创 建可执行文件 ， 但可 以将 工程 嵌入到 A u t o C A D图形 中， 制作成复合文档 含有 内 嵌工程的 C A D图形文件 ， 以后该工程就将随着该 图形的打开而加载 ， 并随着图形的关闭而卸载。制 作复合文档的方法是 在 A u t o C A D命令行 中输入 “ V B A MA N ” 命令 ， 打开 “ V B A管理器 ” 对话 框 ， 单 击“ V B A管理器” 上的“ 嵌入” 按钮即可。 利用含有内嵌工程的 C A D图形文件可进行采 矿方法设计 。双击打开含有内嵌工程的 C A D图形 文件后， 在 A u t o C A D命令行中键入“ V B A I D E ” 命令 打开 V B A集成开发环境 ， 点击标准工具栏中的“ 运 行” 按钮 ， 即可启动程序主窗体 。 4 结 语 利用 A u t o C A D A c t i v e X ／ V B A二 次开发 技术 ， 开发出金属矿山常用采矿方法智能设计程序 ， 将采 矿方法设计 中大量的绘图、 计算工作转换为简单的 程序操作 ， 在核桃 坪铅锌矿 、 龙潭箐铜矿等矿 山的 开采设计工作中得到应用 ， 结果表明该程序可大幅 提高设计效率 ， 其设计 的采矿方法图表达到了开采 设计要求。 当然 ， 程序的部分功能还不完善 ， 如 自动套用 图框、 绘制图签等功能有待进一步开发。 参考文献 [ 1 ]夏建波．矿井通风系统动态可视化管理程序开发[ J ] ． 昆明冶金高等专科学校学报， 2 0 0 9， 2 5 5 3 8 4 2 ． [ 2 ]佟士懋 ， 邢芳芳， 夏齐霄． A u t o C A D A c t i v e X ／ V B A二次 开发技术基础及应用实例 [ M] ． 北京 国防工业出版 社 ， 2 0 0 6 1 8 9 ． [ 3 ]夏建波．地下矿山井巷工程计算机辅助设计系统设计 『 D1 ． 昆明 昆明理工大学 ， 2 0 0 3 ．