矿井开采设计与CAD--采矿CAD简介.ppt

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太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系矿井开采设计与矿井开采设计与CAD主讲人：

邢存恩主讲人：

邢存恩（博士）（博士）太原理工大学太原理工大学矿业工程学院矿业工程学院研究领域：

煤矿开采、采矿系统工程和采矿研究领域：

煤矿开采、采矿系统工程和采矿CADCAD煤矿通风与安全煤矿通风与安全电电话：

话：

1393464483913934644839E-mailE-mail：

xcn_xcn_11/5/20221太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系采矿采矿第二篇第二篇CAD11/5/20222太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系计算机辅助采矿设计概述计算机辅助采矿设计概述第一章第一章11/5/20223太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系第一节第一节设计的概念、性质、和内容设计的概念、性质、和内容第二节第二节CAD系统基本组成、分类和选择原则系统基本组成、分类和选择原则第三节第三节CAD系统硬件系统硬件第四节第四节CAD系统软件系统软件第五节第五节CAD的应用、发展及未来展望。

的应用、发展及未来展望。

主要内容主要内容11/5/20224太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容1采矿工程设计的概念采矿工程设计的概念采矿工程设计采矿工程设计就是依据井田精查地质报告资料、国家的就是依据井田精查地质报告资料、国家的有关方针政策等设想出的能满足开采需求的开采方案及有关方针政策等设想出的能满足开采需求的开采方案及生产工艺系统，并把这种设想明确化、具体化，以一定生产工艺系统，并把这种设想明确化、具体化，以一定方式（图纸和设计文件）表达出来；使施工者、生产者、方式（图纸和设计文件）表达出来；使施工者、生产者、管理者等人能理解，以确保能正确施工和组织生产。

管理者等人能理解，以确保能正确施工和组织生产。

简单地说，设计就是完成下面两项工作：

简单地说，设计就是完成下面两项工作：

其一：

其一：

设计对象的确定，设计对象的确定，决定采用何种开采方案及生产决定采用何种开采方案及生产系统及其系统参数等；系统及其系统参数等；其二：

其二：

设计对象的信息化工作，设计对象的信息化工作，将确定的设计对象通过将确定的设计对象通过图纸和设计技术文件（或其它表达方式）表达出来。

图纸和设计技术文件（或其它表达方式）表达出来。

一、设计的概念、性质、和内容一、设计的概念、性质、和内容11/5/20225太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系2设计的内容设计的内容设计工作者从接受任务开始到全部完成设计图纸和设计技术文件设计工作者从接受任务开始到全部完成设计图纸和设计技术文件结束，包括以下具体工作内容：

结束，包括以下具体工作内容：

1）搞清设计任务）搞清设计任务要搞清设计属哪个阶段，主要的依据和要求等，并用简略的文字叙要搞清设计属哪个阶段，主要的依据和要求等，并用简略的文字叙述和表格形式作为文件固定和明确下来，作为下一步设计的依据。

述和表格形式作为文件固定和明确下来，作为下一步设计的依据。

2）方案设计）方案设计根据设计任务，提出设计方案，并进行方案对比和评价决策。

根据设计任务，提出设计方案，并进行方案对比和评价决策。

3）详细分析设计的各环节，进行详细的分析设计，概预算设计工程）详细分析设计的各环节，进行详细的分析设计，概预算设计工程的费用。

的费用。

4）设计绘图：

绘制设计图纸。

）设计绘图：

绘制设计图纸。

5）编制设计文件）编制设计文件编写设计计祘书，用文字、数据、表格和线图来表示设计分析计编写设计计祘书，用文字、数据、表格和线图来表示设计分析计算的结果；概预算书；设备清册及设计文件。

算的结果；概预算书；设备清册及设计文件。

第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容一、设计的概念、性质、和内容一、设计的概念、性质、和内容11/5/20226太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系3设计的性质设计的性质1）设计的过程实际上是一种输入输出过程）设计的过程实际上是一种输入输出过程2）设计是创造，设计出自然界没有的人工物，）设计是创造，设计出自然界没有的人工物，设计是一种创造性的脑力劳动设计是一种创造性的脑力劳动第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容一、设计的概念、性质、和内容一、设计的概念、性质、和内容11/5/20227太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系CAD是计算机辅助设计的英文名称（是计算机辅助设计的英文名称（ComputerAidedDesign）的简称，顾名思义是计算机帮助进行设计的意思。

）的简称，顾名思义是计算机帮助进行设计的意思。

目前，人们对目前，人们对CAD有不同的理解，如有些人把设计中使用了计算有不同的理解，如有些人把设计中使用了计算机就算是机就算是CAD；有人把计算机进行计算分析看成是；有人把计算机进行计算分析看成是CAD；有人把；有人把CAD理解为计算机辅助制图，这样理解为计算机辅助制图，这样CAD中的中的“D”实际上不是实际上不是“Design”而变成而变成“Drafting”或或“Drawing”了，他们把了，他们把CAD看成看成是利用人机对话图形处理系统来设计绘图；也有人把是利用人机对话图形处理系统来设计绘图；也有人把CAD理解为在理解为在设计中用计算机进行计算加绘图。

设计中用计算机进行计算加绘图。

种种观点归纳起来，种种观点归纳起来，计算机辅助设计就是利用计算机系统来辅助计算机辅助设计就是利用计算机系统来辅助人们完成设计各个阶段的工作，包括资料整理分析、工程计算、结人们完成设计各个阶段的工作，包括资料整理分析、工程计算、结构模型分析、设计优化、经济计算、绘制图形等。

构模型分析、设计优化、经济计算、绘制图形等。

一个完整的一个完整的CAD系统应该包括三大部分：

计算系统、图形系统、系统应该包括三大部分：

计算系统、图形系统、数据库系统。

数据库系统。

第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容二、二、CAD的概念和内容的概念和内容11/5/20228太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系三、三、CAD的特点的特点1、CAD是利用计算机进行各种设计信息处理的是利用计算机进行各种设计信息处理的总称。

总称。

设计过程实际上是一个获取信息、处理信息和设计过程实际上是一个获取信息、处理信息和输出信息的过程。

输出信息的过程。

2、CAD是充分合理地利用计算机及其外围信息是充分合理地利用计算机及其外围信息处理装置组成人机一体化的设计系统处理装置组成人机一体化的设计系统3、CAD系统的多学科性系统的多学科性大型大型CAD系统的一个基本特征是运用了计算系统的一个基本特征是运用了计算机科学和工程科学中各种不同的技术。

机科学和工程科学中各种不同的技术。

第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容11/5/20229太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系四、四、CAD系统的突出优势：

系统的突出优势：

1、利用大量计算软件包可以使计算时间缩短为人工设计的几十分之、利用大量计算软件包可以使计算时间缩短为人工设计的几十分之一；一；2、使用类似于有限元法这样有效的模型技术，可以使设计者摆脱传、使用类似于有限元法这样有效的模型技术，可以使设计者摆脱传统复杂公式计算的束缚进行优化设计，从而提高设计能力，降低研统复杂公式计算的束缚进行优化设计，从而提高设计能力，降低研制费用；制费用；3、使设计人员从绘图、查表等事务性的重复劳动中解放出来，用图、使设计人员从绘图、查表等事务性的重复劳动中解放出来，用图形输入设备快速、准确、清洁地绘制出各种图形。

形输入设备快速、准确、清洁地绘制出各种图形。

4、CAD的仿真和分析技术可以节省模型测试和开发阶段的大量时间的仿真和分析技术可以节省模型测试和开发阶段的大量时间和经费，缩短设计周期；和经费，缩短设计周期；5、使用、使用CAD系统有利于产品的的标准化、条例化、通用化，从而加系统有利于产品的的标准化、条例化、通用化，从而加速产品的开发和投产过程；速产品的开发和投产过程；6、利用计算机的网络通讯能力，使、利用计算机的网络通讯能力，使CAD比传统设计方法更紧密地比传统设计方法更紧密地同其它工程部门结合起来；同其它工程部门结合起来；7、设计于分析统一。

设计与分析更具逻辑性的统一于一种工作模式、设计于分析统一。

设计与分析更具逻辑性的统一于一种工作模式中，设计分析实时交互地进行，同在一个中，设计分析实时交互地进行，同在一个CAD工作站内完成。

工作站内完成。

8、提高设计效率和产品质量。

、提高设计效率和产品质量。

第一节第一节设计的概念、性质和内容设计的概念、性质和内容11/5/202210太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系第二节第二节CAD系统基本组成、分类和选择原则系统基本组成、分类和选择原则1、CAD系统从形态特征来看，由：

系统从形态特征来看，由：

软件和硬件软件和硬件两部分构成。

两部分构成。

2、CAD系统从工作内容来看包括三大部分：

系统从工作内容来看包括三大部分：

计算系统、图形系统、数据库计算系统、图形系统、数据库。

一、一、CAD系统的基本组成系统的基本组成11/5/202211太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系1计算系统计算系统计算系统计算系统是对设计对象进行强度、生产能力、经济性是对设计对象进行强度、生产能力、经济性的计算分析计算和优化，并提供各种物理数据。

的计算分析计算和优化，并提供各种物理数据。

2图形系统图形系统图形系统图形系统是进行图形的输入和输出。

是进行图形的输入和输出。

图形系统的硬件图形系统的硬件包括图形的输入设备（键盘、数字化包括图形的输入设备（键盘、数字化仪、光笔、鼠标器、扫描仪等），图形的输出设备（绘仪、光笔、鼠标器、扫描仪等），图形的输出设备（绘图仪、打印机），图形显示设备（显示器）。

图仪、打印机），图形显示设备（显示器）。

图形系统的软件图形系统的软件包括图形软件包、交互绘图系统和高包括图形软件包、交互绘图系统和高级绘图语言。

级绘图语言。

第二节第二节CAD系统基本组成、分类和选择原则系统基本组成、分类和选择原则一、一、CAD系统的基本组成系统的基本组成11/5/202212太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系3、数据库、数据库数据库是用来存贮并管理各种工程数据、图形数据库是用来存贮并管理各种工程数据、图形数据及与系统设计有关的各种数据。

数据及与系统设计有关的各种数据。

CAD数据库按结构形式分为综合型数据库、数据库按结构形式分为综合型数据库、组合型数据库和概念模型数据库等。

对图形数据组合型数据库和概念模型数据库等。

对图形数据的管理也是的管理也是CAD数据库的重要部分。

数据库的重要部分。

第二节第二节CAD系统基本组成、分类和选择原则系统基本组成、分类和选择原则一、一、CAD系统的基本组成系统的基本组成11/5/202213太原理工大学太原理工大学-矿业工程学院矿业工程学院-采矿工程系采矿工程系二、二、CAD系统的类型系统的类型CAD系统从不同角度不同方面有不同的分类方法。

系统从不同角度不同方面有不同的分类方法。

1按硬件组成和控制方式可分为以下几类：

按硬件组成和控制方式可分为以下几类：

1）主机型）主机型CAD系统系统2）独立使用型，又称）独立使用型，又称“工作站工作站”3）普及型，又称）普及型，又称“PC机机CAD系统系统”4）微机网络型）微机网络型从应用角度来看，一般可分为以下三种基本类型：

从应用角度来看，一般可分为以下三种基本类型：

1）检索型）检索型CAD