ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ AUTOCAD В ГОРНОМ ДЕЛЕ

На сегодняшний день современный мир без компьютеров и компьютерных технологий, а также без систем автоматизированного проектирования (САПР) представить крайне сложно.

Автоматизированные системы, берущие на себя реализацию информационной технологии выполнения функции проектирования, называются САПР

Данные системы (САПР) представляют собой организационно-техническое средство, благодаря чему проектирование становится автоматизированным процессом, позволяющий получить значительную выгоду по качеству и времени выполнения работы. Главной целью САПР  является повышение эффективности труда сотрудников предприятия, которые решают различные производственные задачи, связанные с инженерным проектированием. Рассмотрим применение системы автоматизированного проектирования «AutoCAD» в горном деле. [1]

Как нам известно, на базе геолого-маркшейдерской документации  происходит распределение горных работ. Графическая модель месторождения - это разрезы, планы и профили, которая включает в себя размещение горных работ и по которой происходит расчет объемов.

Согласно утверждению, описанному выше, в памяти компьютера необходимо наличие записи модели месторождения, способной отразить геометрические и качественные особенности залежи полезного ископаемого и пород, которые соответствуют решению различных горно-геологических задач.

Используемые в настоящее время приближенные методы моделирования с применением различных компьютерных моделей месторождений и выработанного пространства (контурные, блочные и др.) более подходят при решении  реально сложных объектов.

Разработка общенаучных основ новых технологий ведения открытых горных работ (ОГР) обязывает применением параметрического моделирования на компьютере.

Переход от стандартных методов конструирования к новым информационным технологиям в наше время возможен благодаря высокому уровню программно-технических средств электронно-вычислительного оборудования. Универсальность и открытость программного обеспечения системы моделирования позволяет сделать эту систему более податливой с точки зрения увеличения возможностей ее использования.   AutoCAD фирмы Autodesk является наглядным примером упрощенного проектирования.

Универсальность AutoCAD заключается в том, что уже созданные элементы могут быть преобразованы в блоки и использованы как готовые при создании других чертежей. Упростить процесс создания изображения в системе AutoCAD позволяют ее индивидуальные возможности, а именно: автоматическая расстановка размеров, зеркальное отображение, поворот, нанесение штриховки, копирование, создание массива элементов с определенным расположением. Одним из наиболее удобных преимуществ системы AutoCad является возможность создания модели объекта путем ее вращения вокруг мнимой точки. [2]

Благодаря новым версиям AutoCAD возможно создание твердотельного пространственного моделирования в виде возрастания по объемному конструированию (ВОК), которое  создает условия для проектирования (САПР), что делает эту программу более ценной по сравнению с другими аналоговыми программами, поскольку включает:

♦ присвоение материальных свойств твердотельным объектам;

♦ вычисление объема,  массы, центра масс и др.;

♦ получение по твердотельным объектам подробных изображений: разрезов, видов, сечений и т.д;

♦ объединение, вычитание и пересечение для получения из примитивов составных объектов.

В системе AutoCAD имеются различные способы создания твердотельных объектов: вращение полилинии или окружности вокруг произвольной оси; создание тел «выдавливанием» - перемещение замкнутого контура параллельно самому себе. Новые тела можно получать путем соединения нескольких простых. Под этим понимаются различные операции над телами:

♦ вычитание одного объекта из другого - тела создаются путем вычитания одного набора объемных тел из другого подобного набора;

♦ пересечение объектов - получение новых составных тел и областей при пересечении нескольких существующих объектов;

♦ сложение объектов – приобретение новых тел или областей из нескольких существующих тел или областей, в том числе не имеющих общего объема или площади (т.е. не пересекающихся).

Использование  встроенного языка AutoLISP наиболее успешно применяется при параметрическом моделировании в системе AutoCad, позволяющее нам проследить изменение основных параметров карьера при изменении одного или нескольких его параметров. В качестве примера использования данного подхода разработана программа на языке AutoLISP, с применением средств AutoCAD по твердотельному моделированию, для исследования развития горных работ в карьере, разрабатывающем месторождение представленное рассредоточенными рудными телами сложных форм. Рассматривается два варианта ведения горных работ:

-имеется одно общее дно карьера

-горные работы ведутся с созданием внутри «большого» карьера «малых» карьеров, углубление горных работ в которых ведется по падению рудных тел.

За один цикл можно изменить одну или несколько норм карьера (глубина, высота уступа, ширина дна, ширина рабочей площадки).

Во время работы с программой на экран пошагово выводятся таблицы с данными об объеме полезного ископаемого, находящегося в прирезке, его массе и центре масс и другие характеристики. Помимо описанных данных на экран выводится графическое объемное изображение текущего положения горных и полезного ископаемого, попавшего в прирезку.

Вышеуказанные варианты исследования режима горных работ показывают, что при равной текущей глубине карьера изымается больше полезного ископаемого, следовательно, коэффициент вскрыши значительно ниже.

Осуществлённое моделирование ОГР с использованием средств пакета AutoCAD по твердотельному пространственному проектированию показало хорошую приспосабливаемость данной системы к задаче исследования режима горных работ. [3]

Таким образом, применение AutoCAD на предприятиях горнодобывающей промышленности способствует сокращению времени на выполнение изыскательских работ, повышает точность подсчетов объемов добычи и пустой породы, остающейся при разработке месторождений. Несомненно, одним из преимуществ данной системы является доступность применения для обычного пользователя без необходимости покупки лицензии в течении трех лет. Эту возможность использования дает непосредственно сам разработчик системы AutoCad, а именно компания Autodesk.

Список литературы:

1. Система AutoCAD и его использование [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://mf.grsu.by/Kafedry/kaf001/academic_process/048/invisible/35 (дата обращения: 17.05.18)
2. Трехмерное моделирование открытых горных работ в среде AutoCAD [Электронный ресурс]. – Режим доступа:  https://cyberleninka.ru/article/n/trehmernoe-modelirovanie-otkrytyh-gornyh-rabot-v-srede-autocad (дата обращения: 17.05.18)
3. Информационные технологии в горном деле: Учеб. пособие/ Ю.Н. Попков, А.Ю. Прокопов, М.В. Прокопова/ Шахтинский ин- т (филиал) – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. – 202 с.