Surpac地下采矿设计Word文档下载推荐.docx
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●确定空间内最短井巷路径设计功能
●强大的巷道中线设计工具
●智能的巷道交叉口设计工具
●井下采区井巷布置自动生成设计
●轻松形成逼真三维巷道系统实体模型
●快速准确的进行工程量计算和验收
本教材的培训数据存放在配套光盘的“SURPAC电子手册\地下采矿设计”文件夹中，练习时将该文件夹的内容拷贝到硬盘上，并设为当前工作目录。
1.1需求
在开始学习本手册以前，你需要准备以下几个方面：
●安装SURPAC软件6.0以上版本。
●获得了本指南中所涉及到的数据。
●初步掌握了SURPAC软件的线文件和编辑工具的使用，如果这一方面欠缺，请先学习本系列手册中的软件基础指南部分。
1.2目标
初步掌握根据地质条件，采矿设计标准，采矿设计理论等知识支撑下的利用软件实现三维的地下采矿设计目标，利用软件的编辑功能，创建合理的中线，并从已有的掘进头达到需要开采的矿体位置，并将工程师的设计思想用三维空间巷道模型表现出来，用于指导和支持实际的采矿工作。
1.3工作流程
针对SURPAC软件的地下采矿设计工作流程如下：
第2章井巷中线设计
一个地下采矿设计开始于中心线设计。
在SURPAC软件中，中心线的设计可以有很多方法，但是都是从最基础的空间点开始的。
在这一节中，您将学到如何去创建在地下采矿设计中的巷道中心线。
本套手册示范了一种设计地下巷道中线的方式。
有很多创建中线的方式，在实际工作中，您所采取的方式可能与此有很大的不同。
建议您先学习本套手册的基础操作部分后，并对本软件有一定的基础知识，再学习本节内容。
2.1查看数据
任务：
查看数据
1.启动SURPAC.
2.设定地下采矿设计为当前工作文件夹。
3.打开文件采场1.dtm。
采场1.dtm代表两条并列的矿脉.
4.打开文件最终设计结果1.dtm（是否在同一层并不重要），最终设计结果1.dtm是在本手册中将要创建的一个最终结果文件。
它由一系列的三维实体代表一个地下开采设计。
矿脉的透明度可以通过控制设置object8的透明度颜色为灰（grey），或者是在个性化设置>
>
显示属性>
DTM与3DM中设置类似于"
r=0.7g=0.7b=0.7"
的RGB值。
这种显示属性只对当前激活层有效。
5.
使用查看>
面浏览选项>
隐藏三角形面来达到不显示面的效果。
6.使用显示>
线>
显示线号来显示线串2至11。
线串2至11代表在我们的最终的设计中的中线线号，您可以看到如下：
当您查看完数据，按重置图形工作区按钮:
查看数据的过程可以通过运行宏m1_创建数据库.tcl来实现。
2.2设计沿脉巷道中线
设计沿脉巷道中线
本节中要在200水平上创建一个两矿脉间中线的中间点。
1.打开水平215.str.
水平215.str代表一小部分已在215水平已有的工程。
线215是已有工程的轮廓线，而线1则是设计中线。
施工人员将按照我们的设计进行掘进工作。
尽管掘进工作是从这一点开始的，但我们的设计不一定要从这一点开始。
在本例中，将在矿脉处开始设计，反向回到这一点。
这只是对于这套数据进行地下工程设计的一种方式。
本指南的主要是向您示范如何使用本软件的功能进行地下工程设计。
至于使用这些工具的方式可以根据不用的数据和设计者的喜好来选择。
打开采场1.str，旋转查看数据。
选择显示>
显示线号显示所有的线号。
2.对不同的线段使用查询>
点属性。
注意，在这里线号与Z值是一致的。
我们将创建一个从200水平到水平215.str的设计。
3.选择显示>
全部隐藏。
4.选择显示>
显示线号,只显示线串200。
5.将主图层maingraphicslayer设定为当前图层。
注意，目前在主图层中什么也没有。
如我们在最终设计图上所见，两矿脉间主掘进巷的用线号为10。
您可以创建>
画点>
属性，或者单击设计线号按钮，位于状态栏坐标后，当前设定是1：
6.选择设计线号按钮.在弹出的表格中，设定线号为10：
7.选择创建>
两点间画中点,选择矿脉北部的两个点来创建两个选定点的中间点。
如下所示:
8.
选择创建>
两点间画中点,选择矿脉南部的两个点来创建两个选定点的中间点。
点的Z值是两个选定点Z值的平均值。
在这个例子中，由于两点的Z值都为200，那么新点的Z值就为200。
下面，假定我们要将掘进巷道的端点（创建的第一点）沿两点间的连线向东南移50米。
9.
首先，点编辑状态设定为点更改模式：
10.
接下来,选择创建>
新建点>
任两点连线上产生点。
11.选择在线串1创建的第一点（被改动的点），然后选择在线串1创建的第二点。
12.在表格中，距离栏中输入距离为50。
第一点将被移动50米.
然后我们将要沿中线从第一点（掘进巷道北部端点）开始，每50米创建一个点，直至第二点（掘进巷道南部端点）。
在同一线段中创建点，我们需要将编辑模式设定为插入点插入模式。
14.
将编辑模式从点更改模式改变为点插入模式。
选择创建>
等分产生多点。
15.点击线串1的北部端点,然后是线串1的南部端点.
16.如下输入然后按执行，这样将从第一点开始，每50米创建一个新点，直至第二点。
17.选择显示>
点>
编号,然后执行对话框以显示在主图层的所有点的编号。
将看到点2,3和4已经被插入到中线的北部和南部端点之间：
这些点将要被保存为沿脉巷的开始点。
18.保存中线到文件设计中线1.str。
设计沿脉巷道中线的过程可以通过运行m2_设计沿脉中线.tcl实现
2.3设计穿脉巷道中线
设计穿脉巷道中线
现存我们要从线串10创建进入矿脉的掘进巷道的中线。
1.在工具条点击线号按钮（当前显示str=10）.
2.输入一个当前设计线号11,然后执行表格:
3.改变点编辑模式为点增加模式:
4.选择创建>
根据角度。
5.选择点2,然后选择点1（如前面图中的编号）。
6.输入距离0，角度0，执行。
将在线11上创建一个与线1上点1同址的点。
下一步，我们要以同样的功能创建掘进巷道的终点。
7.不取消前一个功能，再次像前面那样选择点2，然后点1，如下输入，然后执行表格。
这将创建线11的一个新的段，一直延伸超过左边矿脉。
后面我们还要将其移回至矿脉中央。
选择创建>
新建段。
在线段之间这样做，以便第一个段的末端和第二个段的起始端连接。
选择点2,然后再选择点1,输入距离0，角度0,然后执行。
11.
继续这一功能，再次选择点2,然后选择点1,如下输入后执行。
以上创建的线串11的两个段，代表从矿脉中间巷道进入矿脉的主掘进巷道的中线。
12.
使用显示>
隐藏临时标记，删去指示点的临时标记，也就是按钮
。
设计中穿脉巷道中线的过程可以通过m3a_设计穿脉中线.tcl实现
接下来，复制线串11（蓝色）到点线串11的点编号2,3,和4位置.
13.
将点捕捉模式由无捕捉改为点:
14.选择编辑>
线串>
复制。
15.在点1附近单击线串11,然后拖至点2。
在SURPAC中为了正确选择一条线或段，不要选那种两条或者更多线共同的点。
在这种情况下，为了选择线11，你就不能将光标正好放在point1上，由于这一点是线10与线11的共同点，你不能确定你选中的点到底是哪一条线上的点。
所以，选择点附近的线，如下所示：
错误正确
16.如上选择了线串11后,将它拖至点2,放开鼠标左键,如下填充窗体，然后执行:
现在在点2就会复制线11的所有段:
注意：
确切地，在线10上有两个附加点（点3和点4），在那里我们要掘进巷道。
我们只需再次使用复制功能，来为这些点创建巷道。
17.继续在线串复制功能下,在点1附近点击线串11，拖至点4,释放。
注意，在使用线串复制功能时，一定要注意不要造成线条重复现象。
如果这时我们是拖至点3就释放，而不是点4，就会在点2处造成重复线条。
如要单独复制，请选用相应的线段复制功能。
如下填充窗体，然后执行：
现在，已经将所有的8个掘进入口创建出来:
最后一步是回到矿脉剪除掘进巷道开切口。
18.选择编辑>
修剪>
选择段剪切，在表中选择内部，然后执行:
19.选择线200上的一个段.
所有的在选中的矿脉中的线段都会被删除。
20.当表格再次出现,在表中选择内部,然后执行：
21.选择另一个矿脉.
22.
当这个表格再次出现时,取消它:
你现在应该可以看到的结果如下：
余下要做的就只有删掉线11延伸到矿脉之外的部分。
23.
选择编辑>
线段>
删除,点击每个段延伸到矿脉以外的部分。
24.
选择显示>
隐藏临时标记。
完成后，如下图:
25.
将文件保存为设计中线3.str。
修建设计中线的过程可以通过m3b_设计穿脉中线.tcl来实现
2.4设计主斜坡道
设计主斜坡道（也称下斜、下山）
本节中将创建从215水平入口点到两矿脉南端中点掘进巷道的斜坡道，如最终设计结果1.str中所示。
这里给出的曲线的编号在这本指南剩余的部分也是这么定义的。
在这次设计开始之前，要先知道这些与设计相关的情况：
Ø
从入口点到下斜起始点之间的坡度是平直的。
下斜起始点到下斜结束点之间的坡度不大于15%。
曲线1的半径为20米。
曲线2和3的半径为30米。
在曲线2和3有一段5米的直线段。
1.设水平215.str为激活层。
2.使用显示>
显示线号，显示在这一层中的所有线。
如前所述，线215是已有工程的轮廓线，线1是设计中线。
线1的结束点必须和已有工程连接在一起。
本文中，它代表的就是掘进开口点。
所有的线都能表现出底板的实际标高。
我们需要知道开口点，和线10上的点5的标高（在图上注为“下斜终点”）。
3.使用查询>
点属性，来查明这两点的标高.
得到：
开口点标高216.983，下斜终点标高200。
因此，从下斜的开口点到下斜终点我们要上升16.983米的垂高。
还需要知道设计中线的方位角（水平215.str中线1）及设计中线1.str中线10的方位角。
4.选择查询>
两点间方位与距离。
选择线1的结束点,然后线1的开始点。
方位角=255.0000。
5.当两点间方位与距离功能仍然是有效的情况下,选择点5,然后再选择设计中线1.str中的线10上的点4.得到的结果应该接近于:
方位角=334.3332，计算出两个方位角之间的角度是：
334.3332-255.0000=79.3332度。
从以上信息，知道要从开口点到下斜起点之间的坡度是平直的。
所以要让曲线2经过角度为79.3332，曲线3经过90，坡度变为15%，然后决定一共需要移动它多少。
也可以全部手动计算出这些数值，然后在正确的位置开始做曲线。
本例中，将先创建曲线然后再移动它。
6.将主图层maingraghicslayer设为当前图层,模式为点增加模式,捕捉方式为无捕捉，并且设计线为10.
让设计坡度为0:
7.使用显示>
编号，显示线10上的点号.
8.使用显示>
标记，显示线10上的点标记.
9.选择创建>
沿端点作曲线，选择点4,然后选择点5。
如下输入数据后执行:
接着要建立5米的直线段。
10.选择创建>
沿矢量，点击21号点，再点击20号点后按住鼠标左键沿21号点方向拖动。
在弹出的窗体中填入如下数据并执行:
将会创建一个点22，加到已经存在的线10的段上。
11.放大数据，查看结果。
12.使用显示>
13.选择创建>
沿端点作曲线，点击点21,然后再点击点22,输入如下数据后执行
14.使用显示>
标记，显示线10的标识。
15.使用显示>
编号，显示线10的编号。
16.选择显示>
您现在看到的曲线应该如下:
我们现在要作线段的坡度，确定下斜巷道的起点，点36的标高。
17.选择编辑>
更改坡度，选择点5,然后选择点36,输入如下参数:
18.选择查询>
点属性,选择点36。
Z=214.049，对比开口点的标高是:
216.98，垂直高度的变化为：
216.98-214.049=2.931
根据坡度转化为水平距离为：
2.931/0.15=19.54。
我们可以根据这些数据来确定曲线2的南部端点，但是为了演示其它的功能，我们改为将曲线2和3以方位角334.3332移动19.54米，然后重新分段。
做到这一点，我们需要首先从主沿脉巷将曲线断开。
19.选择编辑>
断开,选择点5。
（一定要确定选择的是点5,而非点6或7或者其它任何点。
）
20.选择编辑>
移动特定线段>
方位与距离。
选择组成两条曲线的段，如下输入并执行：
您现在就可以看到段以方位角154.3332移动了19.54米：
我们将连接并重新给曲线分段。
21.选择编辑>
连接。
首先选择主沿脉巷（在点5）,然后选择曲线。
22.选择编辑>
更改坡度，选择点5,然后再选择点36,如下输入：
23.选择查询>
点属性
选择点36（曲线2的南部端点）。
可以看到：
Z=216.979，记得开口点的标高为216.98
，从而，曲线2的南部端点与开口点的标高是一样的。
已知开口点中线的方位角为255.0000，假设我们已经正确地构建了前面的曲线，正交于开口点中线的方位角应比其小90度，也就是165度。
创建斜坡道的方法和过程可以参考m4a_设计主斜坡道.tcl来实现。
我们将用其它的一些功能来创建曲线1。
24.选择创建>
根据方位与距离，选择曲线2的南部端点,如下输入后执行:
将创建一个比所需位置更向南的一个点:
我们将在线上移点37到我们刚创建的线和开口点中线的交汇处。
25.将点模式转为更改点更改模式：
26.选择创建>
产生两线交点。
27.先选择点37然后选择点36。
先选择点37是很重要的，因为先选择的点将要被移动。
28.下一步,点击LEV215.STR上中线（string1）的两个端点。
你可能会需要用到功能键（F1），让您可以对视图进行缩放，使您可以选择正确的点。
这条线上你先选择哪一点并不重要。
点37这时就会被移至正确的位置:
然后我们将下斜线直接连接到开口点上。
29.设置捕捉模式为点
30.选择创建>
已知点后插入点，点击并拖动点37到开口点。
你应该得到结果如下图:
我们将在点37创建曲线1（曲线半径20米）.
31.设置编辑模式为点插入模式:
32.选择创建>
由切线作曲线。
33.选择点36,然后选择点37.
34.再次选择点37，然后选择点38，如下填充弹出的对话框并执行。
你可以得到如下结果:
35.保存文件为设计中线5str。
根据两条相交线建立弯道的方法和过程参考m4b_设计主斜坡道.tcl来实现。
第3章采区巷道布置设计
在这一节中，我们将运用软件所提供的一些功能，准确快捷地生成采区设计中的巷道布置设计。
如下图：
3.1准备数据
准备数据
1.启动SURPAC软件。
3.打开文件水平215.str,然后调用编辑>
图层>
运算，将图层中所有点的标高升至230。
如下填写后执行。
4.将文件重新的保存为水平230.str，用来代表230水平的巷道入口。
5.将采场1.str调入，只显示200号线。
由创建>
两点间画中点功能，用10号线做出如下图的一段采区巷道中线。
根据前面所学的内容，很容易地做到。
5.将上图中代表采区巷道的10号线保存为新的文件为设计中线6.str。
6.调入水平230.str和设计中线6.str，本节将以此为示例数据进行功能介绍。
3.2生成最短路径
生成最短路径
我们要生成从230水平到200水平采区的最短路径。
1.将图层调整到设计中线6.str。
2.查询水平230.str文件中巷道中线的方位角，得到方位角为75度。
选择设计>
地下采矿工具>
产生最短路径。
先后选择水平230.str上巷道的末端和设计中线6.str上的1号点。
根据设计要求，巷道最大坡度为15%，最小曲率半径为25米，巷道起始点与已有巷道要相切。
在弹出的对话框中如下填写后执行。
成的结果如下，这是软件根据设计要求自动生成的从起始点到目标点间的最短路径。
接下来，你可以运用已经掌握的知识，做出下斜与200水平巷道之间的过渡弧段，当然，作为一个学习的示例，在这里也可以暂时不做。
结果如下图：
将设计中线-最短路径.str文件进行保存。
最短路径的生成过程可以通过m5_最短路径.tcl来实现
3.3井下采区布置设计
井下采区布置设计
我们要使用软件所提供的功能进行采区巷道布置设计。
在这里所采用的采区巷道布置方法可能并不合理，所做的设计也可能显得过于简化。
我们只是运用已有的数据学习软件功能。
1.首先，查询得到200米标高巷道段的方位角为333.5626度。
2.将图形区内数据调整到合适的视角，选择设计>
地下采区布置，然后选择200标高巷道末端。
3.在弹出的对话框中如下填写。
表示将从200标高巷道末端起，沿方位角333.5626向前延伸100米的采区运输巷道；
分别在采区运输巷道左侧和右侧掘进3条和4条辅助运输巷，间隔为10米；
在运输巷间，每8米掘一条穿脉巷，形成采区巷道布置系统。
4.执行上面的对话框后，可得到如下结果。
5.参照我们输入的数据，调整视角观察运行结果。
作为一个好的操作习惯，我们应该及时地将设计结果进行保存。
地下采取布置的过程可以利用m6_地下采区布置.tcl宏命令来实现。
3.4由中线生成房柱式巷道布置
由中线生成房柱式巷道布置
我们将要根据已经设计出来的巷道采区巷道中线，由软件自动生成双线巷道布置图，以符合我们的阅图习惯，并可进而以此生成图纸。
1.前面已经我们设计出的采区巷道布置的中线文件，确保它在图形区的当前图层中。
2.调用设计>
根据中线生成房柱线，假设我们进行设计的巷道宽度为3米，我们知道，1到99号线包括了我们这个设计文件中所有线号。
如果这里将从描述字段读取巷道宽度选中，那么，就可以根据线文件描述字段中所存储的数值生成不等宽度的双线巷道。
如下填写弹出的对话框：
3.执行后，可以得到结果如下：
4.图中所示的红圈只是在标明在这两处存在空间相交情况。
这是正常的，因为在3D设计软件中，这种双线巷道图的主要用途是用于图纸的平面打印。
5.将文件另存为设计中线-地下采区布置2.str。
前面章节已经介绍过，我们也可以用创建>
根据中线画巷道线这个功能来生成双线巷道。
尤其值得一提的是，这个功能可以生成左右不等宽的双线巷道，也就是说，可以中线到巷道两帮不等距的情况考虑进来，如一侧设计有水沟。
在这里不再赘述。
地下采区布置由中线生成房柱式巷道边线的过程可以利用m7_中线生成房柱式采区布置.tcl宏命令来实现
第4章井巷实体模型
在这一节中，我们将运用软件所提供的一些功能来生成巷道的实体模型。
4.1根据巷道中线生成实体巷道
根据巷道中线生成实体巷道
1.调入前面生成的设计中线2.str。
调用实体模型>
创建三角网>
使用中线与剖面。
选用断面线文件为掘进断面4x3_5.str，这是一个三心拱断面。
如下填写对话框。
注意，选中封闭首断面和末断面以使生成的巷道成为一个封闭的实体。
执行后并选择线段，可以得到如下结果。
4.调用实体模型>
实体工具>
报告实体体积。
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