一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于真三維的計算機輔助設計和礦山的信息化與數(shù)字化領域，具體涉及一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法。
【背景技術】
[0002]自20世紀80年代以來，國內外礦山多采用軟件進行礦山設計生產(chǎn)管理。國外用了如Supac，Micromine，Datamine等礦業(yè)軟件。國內礦山通常對礦山運營中的礦石堆浸、廢石排放的輔助設計采用AUTOCAD中的繪圖和計算技術，并且以繪制二維平面圖為主，通過求平切圖上的每個切平面的面積，采用求棱臺的體積方式求算堆場和排土場的體積。
[0003]對于堆場通常在圖紙上圈定堆場的底部線條，根據(jù)該線條在AUTOCAD上進行范圍縮放，形成棱臺的上頂面面積和下底面面積，根據(jù)堆場的高度，計算棱臺的體積，作為堆場的堆放礦石體積。
[0004]對于排土場通常的做法是在二維地形圖上繪制出排土場的頂部范圍線條，根據(jù)線條的節(jié)點以排土場安息角向下延伸，求算該延伸線條和等高線的交點，然后以一定的高程間隔求算切平面和延伸線的交點，將該切平面上的節(jié)點連線，并且和該高程的等高線構成切平面，求算切平面的面積，由從上至下的一系列切平面面積求算構成間隔棱臺的體積，由棱臺體積求和構成排土場所能排放廢石的體積。
[0005]因此，在上述的傳統(tǒng)做法中，通常采用在二維圖上通過想象來建立三維空間的概念，利用切片的方式，形成棱臺，通過求算棱臺體積來代替堆場和排土場的體積，不能直觀、真實的建立三維空間的堆場、排土場模型。
[0006]另外，在求算堆場頂邊界線時，一般通過縮放的形式大致的獲取出堆場的頂部邊界，求算出的頂部邊界和底部邊界形成角度變化較大，不能準確地反映出堆場的變化趨勢，導致求算出的堆場體積不精確。
[0007]其次，利用傳統(tǒng)的排土場設計方法，采用切片的方式求算出當前設計的排土場體積，對于在該排土場形成后后續(xù)設計的排土場設計，必須經(jīng)過測量的方式重新繪制等高線，才能再次設計下一個排土場，難于達到一次性的制定多期的排土場計劃。
[0008]目前國內真三維環(huán)境下的礦山堆場、排土場輔助設計軟件模塊還多在研宄中。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的之一是為解決礦山運營中的礦石堆浸、廢石排放選址的難題，提供一種簡單、直觀、易操作、計算精確的礦山礦石堆場和排土場設計的方法。
[0010]本發(fā)明提供一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法，步驟包括:
[0011]S1:堆場設計，真實場景三維環(huán)境下礦石堆場范圍圈定；
[0012]S2:真實場景三維環(huán)境下根據(jù)SI中所述堆場圈定后選定的堆場邊界，對所述堆場進行平整，計算平整場地的填方量或挖方量，并且以三維模型顯示填方體或挖方體；
[0013]S3:設定所述堆場的堆高及邊坡角度，根據(jù)所述堆場底邊界線自動生成堆場的三維模型；
[0014]S4:排土場的設計，當給定排土場頂部線條時，設定排土場頂部范圍，圈定排土場頂邊界線，根據(jù)地表三維模型和排土場自然安息角求算排土場底部邊界范圍。根據(jù)所述排土場頂邊界線和排土場底邊界線生成排土場三維模型，該模型與地表進行矢量剪切運算，保留地表以上部分，即為排土場三維多面體模型；
[0015]S5:當給定排土場底邊界線時，由排土場自然安息角、排土場底邊界線和給定的所述排土場的堆高，生成排土場的三維模型；
[0016]S6:根據(jù)所述排土場設計前的地表模型和所述排土場三維模型生成后的模型，進行地表縫合，使縫合后的地表模型為設計的排土場形成后的地表模型，便于后期排土場的設計；
[0017]S7:根據(jù)所述步驟S1-S6所述堆場和排土場三維模型建立后，對所述堆場和排土場三維模型對象，計算構成所述堆場和排土場的三維實體，求取所述堆場和排土場的體積。
[0018]進一步的，所述步驟SI中按預設計所述堆場的底部高程或者所述排土場的頂部高程，在三維模型基礎上提供頂視圖的設計環(huán)境進行所述礦石堆場及排土場圈定。
[0019]進一步的，所述步驟S2中對計算平整場地的填方量或挖方量時需調用三維矢量剪切分析和三維面、體BOOL運算模塊。
[0020]進一步的，所述步驟S3中根據(jù)所述堆場底邊界線自動生成堆場的三維模型具體為:由堆場底邊界線，根據(jù)矢量運算規(guī)則，求取堆場的頂邊界線，對堆場的頂邊界線進行檢查處理，消除歧義情況，根據(jù)所述堆場底邊界線和堆場的頂邊界線，以及頂、底的對應規(guī)則，生成三維的堆場體模型。
[0021]進一步的，所述步驟S4中所述排土場三維模型根據(jù)所述排土場頂邊界線和排土場底邊界線生成，并將此模型與地表進行矢量剪切分析，保留地表以上部分，生成排土場三維多面體模型。
[0022]進一步的，所述步驟S5中所述排土場底邊界線為排土場最終形成后底部在地表的投影線。
[0023]進一步的:
[0024]所述堆場是指在礦山運營中，堆積破碎后的有用礦石，采用堆浸方法來獲得礦石中金屬的礦石堆放場地；
[0025]所述排土場是指在礦山運營中，在有利的地形處，對礦石采集過程中形成的廢石、夾石以及礦渣進行定點排放的區(qū)域。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于，使用本發(fā)明提供的一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法來進行礦石堆場、排土場的設計比現(xiàn)有技術主要具有如下優(yōu)點:
[0027]其一，由于本系統(tǒng)的目標是變革傳統(tǒng)的由二維圖件設計礦山堆場、排土場的工作模式，實現(xiàn)礦山堆、排設計的全程計算機輔助設計，顯著的提高了礦山堆、排計劃的工作效率和精度；
[0028]其二，本系統(tǒng)采用三維平臺來進行堆場、排土場的輔助設計，直觀、便利的顯示礦山堆場、排土場的三維空間形態(tài)，改變了傳統(tǒng)的二維圖件通過想象進行切片計算的方式；
[0029]其三，由于采用堆場、排土場的全程計算機輔助設計方式，對于設計結果，用戶進行分析后，可以方便的進行調整，重新設計，實現(xiàn)了設計中的簡單易更改的設計方式；
[0030]其四，便于進行多期、多年限的設計，本系統(tǒng)提供了簡單方便的地表擬合方法，可以將設計好的排土場和地表進行擬合，形成預期的地表模型，便于后期排土場的設計工作，實現(xiàn)多期、多年限的排土場設計。
【附圖說明】
[0031]圖1所示為本發(fā)明一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法流程圖。
[0032]圖2所示為本發(fā)明堆場輔助設計流程圖。
[0033]圖3所示為堆場示意圖。
[0034]圖4所示為堆場縱切設計示意圖。
[0035]圖5所示為由排土場頂部設計排土場流程圖。
[0036]圖6所示為排土場示意圖。
[0037]圖7所示為排土場縱切設計示意圖。
[0038]圖8所示為由排土場底部設計排土場流程圖。
【具體實施方式】
[0039]下文將結合具體附圖詳細描述本發(fā)明具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。
[0040]圖1所示為本發(fā)明一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法流程圖。
[0041]圖2所示為本發(fā)明堆場輔助設計流程圖。
[0042]圖3所示為堆場示意圖。
[0043]圖4所示為堆場縱切設計示意圖。
[0044]圖5所示為由排土場頂部設計排土場流程圖。
[0045]圖6所示為排土場示意圖。
[0046]圖7所示為排土場縱切設計示意圖。
[0047]圖8所示為由排土場底部設計排土場流程圖。
[0048]如圖1、3?4、6?7所示，本發(fā)明提供一種金礦山設計礦石堆場和排土場的方法，步驟包括:
[0049]S1:堆場設計，真實場景三維環(huán)境下礦石堆場范圍圈定；
[0050]S2:真實場景三維環(huán)境下根據(jù)SI中所述堆場圈定后選定的堆場邊界，對所述堆場進行平整，計算平整場地的填方量或挖方量，并且以三維模型顯示填方體或挖方體；
[0051]S3:設定所述堆場的堆高7及邊坡角度4，根據(jù)所述堆場底邊界線I自動生成堆場的三維模型；
[0052]S4:排土場的設計，當給定排土場頂部線條時，設定排土場頂部范圍，圈定排土場頂邊界線9，根據(jù)地表三維模型和排土場自然安息角13求算排土場底部邊界范圍。根據(jù)所述排土場頂邊界線9和排土場底邊界線14生成排土場三維模型，該模型與地表進行矢量剪切運算，保留地表以上部分，即為排土場三維多面體模型；
[0053]S5:當給定排土場底邊界線14時，由排土場自然安息角13、排土場底邊界線14和給定的所述排土場的堆高，生成排土場的三維模型；
[0054]S6:根據(jù)所述排土場設計前的地表模型和所述排土場三維模型生成后的模型，進行地表縫合，使縫合后的地表模型為設計的排土場形成后的地表模型，便于后期排土場的設計；
[0055]S7:根據(jù)所述步驟S1-S6所述堆場和排土場三維模型建立后，對所述堆場和排土場三維模型對象，計算構成所述堆場和排土場的三維實體，求取所述堆場和排土場的體積。
[0056]進一步的，所述步驟SI中按預設計所述堆場的底部高程或者所述排土場的頂部高程，在三維模型基礎上提供頂視圖的設計環(huán)境進行所述礦石堆場及排土場圈定。
[0057]進一步的，所述步驟S2中對計算平整場地的填方量或挖方量時需調用三維矢量剪切分析和三維面、體BOOL運算模塊。
[0058]進一步的，所述步驟S3中根據(jù)所述堆場底邊界線I自動生成堆場的三維模型具體為:由堆場底邊界線1，根據(jù)矢量運算規(guī)則，求取堆場的頂邊界線2，對堆場的頂邊界線2進行檢查處理，消除歧義情況，根據(jù)所述堆場底邊界線I和堆場的頂邊界線2，以及頂、底的對應規(guī)則，生成三維的堆場體模型。
[0059]進一步的，所述步驟S4中所述排土場三維模型根據(jù)所述排土場頂