炮眼布置及自動(dòng)化施工.doc

序號(hào)： 編碼： 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽作 品 申 報(bào) 書(shū)作品名稱(chēng)： 基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)化施工 學(xué)院名稱(chēng)： 能源與安全學(xué)院 申報(bào)者姓名（集體名稱(chēng)）： DIY 團(tuán)隊(duì) 類(lèi)別：自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類(lèi)社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文 科技發(fā)明制作A類(lèi) 科技發(fā)明制作B類(lèi) 說(shuō) 明1申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說(shuō)明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫(xiě)。2申報(bào)者在填寫(xiě)申報(bào)作品情況時(shí)只需根據(jù)個(gè)人項(xiàng)目或集體項(xiàng)目填寫(xiě)A1或A2表，根據(jù)作品類(lèi)別（自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類(lèi)社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作）分別填寫(xiě)B(tài)1、B2或B3表。所有申報(bào)者可根據(jù)情況填寫(xiě)C表。3表內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)時(shí)一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚，此申報(bào)書(shū)可復(fù)制。4序號(hào)、編碼由校第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽組委會(huì)填寫(xiě)。5學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查報(bào)告及所附的有關(guān)材料必須是中文（若是外文，請(qǐng)附中文本），請(qǐng)以4號(hào)楷體打印在A4紙上，附于申報(bào)書(shū)后，字?jǐn)?shù)在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。6作品申報(bào)書(shū)須按要求由單位統(tǒng)一報(bào)送。7其他參賽事宜請(qǐng)向校團(tuán)委咨詢(xún)。8. 報(bào)送地址：校團(tuán)委辦公室聯(lián) 系 人：江山 孫瑋聯(lián)系電話(huà)：6632127E-mail:tuanweiaust. A2申報(bào)者情況（集體項(xiàng)目）說(shuō)明：1必須由申報(bào)者本人按要求填寫(xiě)；2申報(bào)者代表必須是作者中學(xué)歷最高者，其余作者按學(xué)歷高低排列；3本表中的學(xué)籍管理部門(mén)簽章視為申報(bào)者情況的確認(rèn)。申報(bào)者代表情況姓名李玉春性別男出生年月1990.10學(xué)院能源與安全學(xué)院專(zhuān)業(yè)、年級(jí)采礦工程08級(jí)5班學(xué)歷本科學(xué)制四年入學(xué)時(shí)間2008年作品名稱(chēng)基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)化施工畢業(yè)論文題目通訊地址安徽理工大學(xué)收發(fā)室郵政編碼231001辦公電話(huà)常住地通訊地址安徽理工大學(xué)校內(nèi)3號(hào)樓郵政編碼住宅電他作者情況姓 名性別年齡學(xué)歷所在單位閃 濤男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班高 站男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班林 翔男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班張 喬男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班何 祥男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班夏 偉男21本科能源與安全學(xué)院08級(jí)5班資格認(rèn)定學(xué)校學(xué)籍管理部門(mén)意見(jiàn)以上作者是否為2011年7月1日前正式注冊(cè)在校的全日制非成人教育、非在職的高等學(xué)校中國(guó)籍專(zhuān)科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。是否 （部門(mén)簽章）年 月 日學(xué)院負(fù)責(zé)人或?qū)熞庖?jiàn)本作品是否為課外學(xué)術(shù)科技或社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)成果是否負(fù)責(zé)人簽名：年 月 日B3申報(bào)作品情況（科技發(fā)明制作）說(shuō)明：1必須由申報(bào)者本人填寫(xiě)；2本部分中的科研管理部門(mén)簽章視為對(duì)申報(bào)者所填內(nèi)容的確認(rèn)； 3本表必須附有研究報(bào)告，并提供圖表、曲線(xiàn)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、 原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書(shū)和應(yīng)用證書(shū)； 4作品分類(lèi)請(qǐng)按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類(lèi)別填報(bào)。作品全稱(chēng)基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)化施工作品分類(lèi)（E）A機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動(dòng)化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技術(shù)（包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子等） C數(shù)理（包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等） D生命科學(xué)（包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健 康、衛(wèi)生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化學(xué)、化 工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點(diǎn)，技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)目的：使地下工程施工中的炮眼布置環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高三維可視化程度的效果，且與掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的自動(dòng)化、科學(xué)化。基本思路：基于AutoCAD三維繪圖平臺(tái)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言編程工具，設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于不同條件下巷道掘進(jìn)的炮眼布置優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。該軟件可以根據(jù)巷道巖石性質(zhì)、巷道斷面形狀及大小、炮眼深度、炮眼直徑、支護(hù)形式等得到巷道掘進(jìn)的各項(xiàng)爆破參數(shù)，并能直觀的顯示出集炮眼的布置方式、位置、數(shù)量、深度、傾角于一體的三維圖像；同時(shí)也可以與機(jī)械打眼作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的自動(dòng)化、科學(xué)化，為地下工程施工的快速掘進(jìn)及自動(dòng)化管理提供一定的技術(shù)參考。創(chuàng)新點(diǎn)：1基于AutoCAD繪圖平臺(tái)，應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，具有較好的可讀性；2基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼布置設(shè)計(jì)，優(yōu)化爆破參數(shù)； 3炮眼布置參數(shù)三維可視化效果與掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)打眼工作的自動(dòng)化。技術(shù)關(guān)鍵：炮眼布置參數(shù)專(zhuān)家系統(tǒng)的形成以及CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用。主要技術(shù)指標(biāo)：炮眼布置參數(shù)的科學(xué)化程度，專(zhuān)家系統(tǒng)的形成，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)運(yùn)行，三維可視化效果，系統(tǒng)的可操作性及自動(dòng)化程度。作品的科學(xué)性先進(jìn)性（必須說(shuō)明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說(shuō)明和參考文獻(xiàn)資料）現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品特點(diǎn)：目前國(guó)內(nèi)外對(duì)AutoCAD進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)，主要使用VisualLisp/AutoLisp語(yǔ)言，使用比較容易，但是存在著以下幾點(diǎn)不足之處：1是程序可讀性較差；2是系統(tǒng)性和集成性不強(qiáng)；3是可視化程度不高。作品的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步 ：與現(xiàn)有的人工布置炮眼相比，該技術(shù)利用專(zhuān)家系統(tǒng)，根據(jù)輸入地下工程施工的基本參數(shù)，計(jì)算出炮眼數(shù)目、傾角以及裝藥量等，設(shè)計(jì)出詳細(xì)的炮眼布置平面圖和三維立體圖，優(yōu)化炮眼布置，實(shí)現(xiàn)炮眼的可視化，使炮眼布置清晰、明了；同時(shí)可與機(jī)械打眼作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的自動(dòng)化，為地下工程施工的快速掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化管理提供一定的技術(shù)參考，該技術(shù)在研發(fā)上的投資成本低，操作簡(jiǎn)便。參考文獻(xiàn)：1 張浩.CAD/CAM技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展綜述C.第六屆全國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)論文集.2002.2 王福軍等.AutoCAD2000環(huán)境下C/VisualC+應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)教程M.北京:北京希望電子出版社.2000.1-19.3 吳濤.建筑CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社.2002.4 李大友.計(jì)算機(jī)在CAD中的應(yīng)用AutoCAD應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.5 張玉萍.利用AutoCAD VBA開(kāi)發(fā)用戶(hù)圖庫(kù)系統(tǒng).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.NO.1. 2003.作品在何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評(píng)審、鑒定、評(píng)比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果作品所處階 段（B）A實(shí)驗(yàn)室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D （自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形 式 實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤(pán) 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品使用說(shuō)明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)使用說(shuō)明及該產(chǎn)品的技術(shù)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼布置，優(yōu)化爆破參數(shù)，精確裝藥；基于AutoCAD繪圖平臺(tái)應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，達(dá)到炮眼布置參數(shù)三位可視化的效果，便于施工工人理解，優(yōu)化支護(hù)，提高巷道施工進(jìn)度；技術(shù)的研發(fā)成本較低，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠。適應(yīng)范圍：地下巷道掘進(jìn)；隧道施工；教學(xué)科研。推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明：以計(jì)算機(jī)理論為基礎(chǔ)的專(zhuān)家設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)炮眼的布置實(shí)現(xiàn)可視化操作，更便于爆破施工，成本低，容易操作，在掘進(jìn)巷道和開(kāi)拓隧道上有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也能與其它機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)配套使用以提高功效，前景廣闊。市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：該技術(shù)研發(fā)的成本低，投資少，不僅可以應(yīng)用在巷道掘進(jìn)方面，例如將該系統(tǒng)與一些機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆眼爆破，可廣泛應(yīng)用于巖巷施工，而且在開(kāi)拓隧道和教學(xué)使用方面也具有一定的參考價(jià)值。在開(kāi)拓隧道方面，可以更直觀的將炮眼布置設(shè)計(jì)出來(lái)，便于爆破；在教學(xué)運(yùn)用方面，可以利用多媒體將炮眼布置的立體圖顯示出來(lái)，使炮眼布置清晰、明了，供學(xué)生更好的理解與掌握。專(zhuān)利申報(bào)情況提出專(zhuān)利申報(bào) 申報(bào)號(hào) 申報(bào)日期 年 月 日已獲專(zhuān)利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號(hào) 批準(zhǔn)日期 年 月 日 未提出專(zhuān)利申請(qǐng)科研管理部門(mén)簽 章 年 月 日C.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課題研究水平概述 說(shuō)明：1.申報(bào)者可根據(jù)作品類(lèi)別和情況填寫(xiě)； 2.填寫(xiě)此欄有助于評(píng)審。AutoCAD是美國(guó)Autodesk公司通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件包，是目前在Windows環(huán)境下應(yīng)用最廣泛、使用人說(shuō)最多的CAD支持軟件，具有易于掌握、使用方便等特點(diǎn)，尤其是具有開(kāi)放性結(jié)構(gòu)和易于用戶(hù)定制的功能。AutoCAD是基于第三代面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)的高度智能化的、具有很強(qiáng)的三維處理能力和直觀生動(dòng)的交互界面的CAD平臺(tái)軟件產(chǎn)品，深受廣大工程技術(shù)人員的喜愛(ài)。 目前，國(guó)內(nèi)CAD應(yīng)用主要集中在以共程數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，包括曲面和實(shí)體造型技術(shù)的集成化系統(tǒng)這一階段，大部分的CAD產(chǎn)品，由一些基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)會(huì)平臺(tái)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)方面的規(guī)范和數(shù)據(jù)盡心二次開(kāi)發(fā)，并且集成相關(guān)的計(jì)算、分析軟件，形成設(shè)計(jì)人員獨(dú)自完成設(shè)計(jì)工作的專(zhuān)業(yè)集成化工具。國(guó)外的應(yīng)用除了一般的集成化系統(tǒng)，在一些設(shè)計(jì)需求發(fā)展較快的領(lǐng)域，也開(kāi)發(fā)了一些專(zhuān)門(mén)的CAD產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了集設(shè)計(jì)工具、知識(shí)管理、專(zhuān)家系統(tǒng)于一體，具有一定協(xié)同工作能力的智能化集成系統(tǒng)。目前已研究的專(zhuān)家系統(tǒng)模型有很多種，其中較為流行的有：基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于案例的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于框架的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于D-S證據(jù)理論的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān)家系統(tǒng)和基于遺傳算法的專(zhuān)家系統(tǒng)等，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。但是在專(zhuān)家系統(tǒng)的研究中存在一定的缺失，對(duì)于 AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)，并沒(méi)有把專(zhuān)家系統(tǒng)與自動(dòng)化施工聯(lián)系起來(lái)，只是簡(jiǎn)單的把CAD的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用到巷道斷面圖的設(shè)計(jì)上并沒(méi)有真正的做到智能化，我想這也是我們技術(shù)成果的一個(gè)創(chuàng)新。D.推薦者情況及對(duì)作品的說(shuō)明說(shuō)明：1由推薦者本人填寫(xiě)；2推薦者必須具有高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職稱(chēng)，并是與申報(bào)作品 相同或相關(guān)領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組 集體推薦亦可）；推薦者情況姓 名涂敏性別男年齡47職稱(chēng)教授工作單位安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院通訊地址安徽理工大學(xué)郵政編碼232001單位電話(huà)住宅電薦者所在單位簽章同意推薦 （簽章） 年 月 日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述經(jīng)審核該作品已取得實(shí)踐效果，值得更深層次的科學(xué)研究。 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià) 作品的發(fā)明技術(shù)及使用效果符合實(shí)際生產(chǎn)需要，解決了炮眼布置工作量大及可視化效果差的難題，既有良好的經(jīng)濟(jì)效益又有廣闊的發(fā)展前景。其它說(shuō)明涂 敏，教授，現(xiàn)在安徽理工大學(xué)能源與安全學(xué)院，采礦與安全工程學(xué)報(bào)雜志編委，安徽省煤礦專(zhuān)家組成員，國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員。主要從事煤礦開(kāi)采新技術(shù)、礦山壓力及巖層控制方面的教學(xué)和科研究工作，研究方向是礦山開(kāi)采新技術(shù)和巖層控制理論，在煤炭學(xué)報(bào)、巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)、煤炭科學(xué)技術(shù)等雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，被Ei收錄4篇，獲得省部級(jí)科研獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)，參加煤礦安全規(guī)程的編寫(xiě)工作，并負(fù)責(zé)編寫(xiě)煤礦安全規(guī)程問(wèn)答（采掘）、采掘與防治水等工作，參加國(guó)家“十五”規(guī)劃教材采動(dòng)影響與控制編著1部。發(fā)表的論文有：1、潘謝礦區(qū)采動(dòng)巖體裂隙發(fā)育高度研究，煤炭學(xué)報(bào)2004年6 涂敏Ei檢索2、走向短壁水力采煤頂板周期垮落規(guī)律研究，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)200415，涂敏、謝廣祥Ei檢索3、厚松散層及超薄覆巖厚煤層防水煤柱開(kāi)采試驗(yàn)研究，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)200420，涂敏等Ei檢索 4、Dynamic Principal of Development of Strata Separation Fracture of the Roof in the Coal Seam Mining，（采動(dòng)覆巖中離層裂隙動(dòng)態(tài)發(fā)育規(guī)律研究），國(guó)際安全會(huì)議200410上海 涂敏、馮梅梅 劉澤功Ei檢索5、綜放開(kāi)采頂板離層裂隙變化研究，煤炭科學(xué)技術(shù)20044，涂敏、劉澤功6、巨厚松散強(qiáng)含水層下開(kāi)采覆巖移動(dòng)破壞分析，礦山壓力與頂板管理20042，涂敏、余中林7、厚松散頂板下煤層開(kāi)采頂板垮落規(guī)律研究，礦山壓力與頂板管理20044，8、承壓水上開(kāi)采底板破壞數(shù)值模擬研究.礦山壓力與頂板管理，05年2期9、 高效短壁機(jī)械化采煤工藝研究.煤炭科學(xué)技術(shù)05年12期10、遠(yuǎn)程下保護(hù)層開(kāi)采被保護(hù)煤層變形規(guī)律研究與應(yīng)用。采礦與安全工程學(xué)報(bào)、2006第三期、獲獎(jiǎng)：1、厚松散層及超薄覆巖條件下無(wú)煤柱放頂煤開(kāi)采技術(shù)研究。排第六，本院排第二。2003年煤炭部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，排名第七。2、采礦工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革與發(fā)展方向研究。2005年安徽省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，排名第四， 3、煤礦采動(dòng)巖體滲流災(zāi)變防治研究，2006年度高等學(xué)?？萍歼M(jìn)步獎(jiǎng)，一等獎(jiǎng)，排名第十五。4、破碎巖體滲流規(guī)律及其在煤礦突變?yōu)暮Ψ乐沃械膽?yīng)用。2007年度江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。排名第五。5、破碎巖體滲流規(guī)律及其在煤礦突變?yōu)暮Ψ乐沃械膽?yīng)用。2007年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，排名第九。推薦者情況姓 名宮能平性別男年齡46職稱(chēng)教授工作單位安徽理工大學(xué)教務(wù)處通訊地址安徽理工大學(xué)教務(wù)處郵編232001單位電話(huà)6632255住宅電話(huà)推薦者所在單位簽章同意推薦 簽章日期 年 月 日 請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述經(jīng)審核該作品已取得實(shí)踐效果，值得更深層次的科學(xué)研究。 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)作品的發(fā)明技術(shù)及使用效果符合實(shí)際生產(chǎn)需要，解決了炮眼布置工作量大及可視化效果差的難題，既有良好的經(jīng)濟(jì)效益又有廣闊的發(fā)展前景。其它說(shuō)明宮能平，教授，工學(xué)博士，工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士生導(dǎo)師。2003年被評(píng)為安徽省“十五”首批中青年骨干教師，2005年被評(píng)為安徽省高等學(xué)校學(xué)科帶頭人培養(yǎng)對(duì)象，2007年被評(píng)為安徽省教學(xué)名師、安徽省模范教師；2005年主持安徽省精品課程理論力學(xué)建設(shè)，是該省級(jí)精品課程的負(fù)責(zé)人；此外，兼任安徽省力學(xué)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、安徽省高等教育學(xué)會(huì)理事、煤炭高校教材編審委員會(huì)常務(wù)理事。先后承擔(dān)和參與國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金、安徽省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)基金、教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目以及大型企業(yè)委托開(kāi)發(fā)的橫向科研項(xiàng)目多項(xiàng)，申請(qǐng)實(shí)用新型專(zhuān)利一項(xiàng)；在ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA、復(fù)合材料學(xué)報(bào)、固體力學(xué)學(xué)報(bào)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)、上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)、力學(xué)季刊、煤炭學(xué)報(bào)和煤炭科學(xué)技術(shù)等國(guó)內(nèi)外重要期刊上發(fā)表論文30余篇，其中多篇被SCI和EI檢索收錄，主編出版教材3部?，F(xiàn)任安徽理工大學(xué)教務(wù)處處長(zhǎng)、招生辦公室主任、教學(xué)評(píng)估辦公室主任、應(yīng)用力學(xué)研究所所長(zhǎng)。學(xué)院組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)確認(rèn)并蓋章 年 月 日 學(xué)院評(píng)審委員會(huì)初評(píng)意見(jiàn)評(píng)委簽名： 年 月 日校團(tuán)委 確認(rèn)蓋章 （蓋章） 年 月 日E校組織委員會(huì)資格和形式審查意見(jiàn)組委會(huì)資格審查意見(jiàn) 審查人（簽名） 年 月 日組委會(huì)形式審查意見(jiàn) 審查人（簽名） 年 月 日組委會(huì)審查結(jié)果合格 不合格 負(fù)責(zé)人（簽名） 年 月 日F參賽作品打印處學(xué)院名稱(chēng)：能源與安全學(xué)院作品名稱(chēng)：基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)化施工創(chuàng)新點(diǎn)：1基于AutoCAD繪圖平臺(tái)，應(yīng)用C語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，具有較好的可讀性；2基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼布置設(shè)計(jì)，優(yōu)化爆破參數(shù)； 3炮眼布置參數(shù)三維可視化效果與掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)打眼工作的自動(dòng)化。設(shè)計(jì)目的：使地下工程施工中的炮眼布置環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高三維可視化程度的效果，且與掘進(jìn)作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的自動(dòng)化、科學(xué)化。作品的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步 ：與現(xiàn)有的人工布置炮眼相比，該技術(shù)利用專(zhuān)家系統(tǒng)，根據(jù)輸入地下工程施工的基本參數(shù)，計(jì)算出炮眼數(shù)目、傾角以及裝藥量等，設(shè)計(jì)出詳細(xì)的炮眼布置平面圖和三維立體圖，優(yōu)化炮眼布置，實(shí)現(xiàn)炮眼的可視化，使炮眼布置清晰、明了；同時(shí)可與機(jī)械打眼作業(yè)線(xiàn)配套使用，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的自動(dòng)化，為地下工程施工的快速掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化管理提供一定的技術(shù)參考，該技術(shù)在研發(fā)上的投資成本低，操作簡(jiǎn)便。G1全校評(píng)審委員會(huì)意見(jiàn)粘貼處研究報(bào)告目錄一 研究背景 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18二 簡(jiǎn)述爆破參數(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng). . . . . . . . . . . . . . . . . . .19三 炮眼布置方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21一 炮眼的分類(lèi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21二 炮眼的布置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21四 AutoCAD二次開(kāi)發(fā) . . . . . . . . . . . . . . . . . .23五 基于專(zhuān)家系統(tǒng)的炮眼優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)化施工主要技術(shù) . . .24六 附錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32一指導(dǎo)老師及團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介 . . . . . . . . . . . . . . .32二參考文獻(xiàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 一、 研究背景 目前已研究的專(zhuān)家系統(tǒng)模型有很多種，其中較為流行的有：基于規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于案例的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于框架的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于模糊邏輯的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于D-S證據(jù)理論的專(zhuān)家系統(tǒng)、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān)家系統(tǒng)和基于遺傳算法的專(zhuān)家系統(tǒng)等，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)國(guó)內(nèi)CAD應(yīng)用主要集中在以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，包括曲面和實(shí)體造型技術(shù)的集成化系統(tǒng)這一階段，大部分的CAD產(chǎn)品，由一些基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)平臺(tái)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)方面的規(guī)范和數(shù)據(jù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，并且集成相關(guān)的計(jì)算、分析軟件，形成設(shè)計(jì)人員獨(dú)自完成設(shè)計(jì)工作的專(zhuān)業(yè)集成化工具。國(guó)外的應(yīng)用除了一般的集成化系統(tǒng)，在一些設(shè)計(jì)需求發(fā)展較快的領(lǐng)域，也開(kāi)發(fā)了一些專(zhuān)門(mén)的CAD產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了集設(shè)計(jì)工具、知識(shí)管理、專(zhuān)家系統(tǒng)于一體，具有一定協(xié)同工作能力的智能化集成系統(tǒng)。采礦CAD 技術(shù)的研究與應(yīng)用幾乎與計(jì)算機(jī)圖形設(shè)備同步發(fā)展，20世紀(jì)80年代曾使其他行業(yè)不敢輕視，30屆APCOM 會(huì)議旺盛的人氣是最好的見(jiàn)證，20世紀(jì)90年代初在國(guó)際CAD市場(chǎng)上，至少有14個(gè)商品化礦床模型與采礦輔助設(shè)計(jì)軟件與AutoCAD“叫板”，這是礦業(yè)軟件技術(shù)人員的驕傲。但90年代中后期以來(lái)，面對(duì)迅速發(fā)展的三維可視化技術(shù)與其他行業(yè)(機(jī)械、建筑、醫(yī)學(xué)等) 相比，采礦CAD 技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)落后，無(wú)論是基礎(chǔ)研究、應(yīng)用，還是人才培訓(xùn)和儲(chǔ)備都落在了后面。我國(guó)采礦CAD的發(fā)展更是令人堪憂(yōu)，雖然CAD 技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，國(guó)外基于實(shí)體構(gòu)模的采礦輔助設(shè)計(jì)軟件也已開(kāi)發(fā)成功，但是由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，目前公開(kāi)發(fā)表的CAD開(kāi)發(fā)核心技術(shù)資料幾乎沒(méi)有。國(guó)內(nèi)許多單位熱衷于購(gòu)買(mǎi)國(guó)外軟件，近幾年來(lái)，數(shù)十家經(jīng)濟(jì)效益較好的礦山企業(yè)和設(shè)計(jì)單位投資數(shù)萬(wàn)至幾十萬(wàn)美元購(gòu)買(mǎi)國(guó)外礦業(yè)軟件，這對(duì)急需投入的中國(guó)礦業(yè)軟件發(fā)展是一個(gè)打擊。礦山企業(yè)與高等院校及科研院所合作開(kāi)發(fā)軟件已越來(lái)越少，除了經(jīng)濟(jì)因素外，其中主要原因是礦山企業(yè)難以留住高水平的軟件開(kāi)發(fā)和管理人員。礦業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的高投入、長(zhǎng)期性和人才流失嚴(yán)重，使煤礦管理人員對(duì)自主開(kāi)發(fā)礦業(yè)軟件失去信心和耐心。許多企業(yè)著迷于國(guó)外軟件的三維可視化功能，對(duì)國(guó)外軟件的語(yǔ)言、設(shè)計(jì)思想、圖紙表達(dá)習(xí)慣等與中國(guó)的區(qū)別則不予重視。 再有，由于礦山之間的行業(yè)差異（煤炭、冶金、有色金屬與建材等），同行業(yè)礦山之間的個(gè)體差異（開(kāi)采方式、地質(zhì)條件等），以及個(gè)別礦山生產(chǎn)過(guò)程中需處理的瞬息萬(wàn)變的難以預(yù)料的信息差異，使得CAD 軟件的開(kāi)發(fā)具有較強(qiáng)針對(duì)性?？傮w上，礦業(yè)軟件開(kāi)發(fā)處于一種“各自為政”、“低水平重復(fù)開(kāi)發(fā)”的狀態(tài)。礦山CAD的應(yīng)用正處在一個(gè)由基于二維平面的設(shè)計(jì)模式向基于三維空間的設(shè)計(jì)模式的過(guò)渡階段，也正是如此，我們DIY團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)運(yùn)而生，致力于研發(fā)新技術(shù)，開(kāi)發(fā)出集成化、智能化程度較高的采礦CAD 軟件，在AutoCAD For Windows 平臺(tái)上利用ADS 技術(shù)開(kāi)發(fā)采礦CAD，一旦技術(shù)成熟、軟硬件價(jià)格下降，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式將徹底改變。煤炭是我國(guó)主要能源，分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量的76%和69%，煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃因此指出，“煤炭工業(yè)是關(guān)系能源安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤炭消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相關(guān)系數(shù)為0.50.6，根據(jù)國(guó)家“十一五”規(guī)劃，“十一五”期間國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度預(yù)期為年均7.5%，據(jù)此測(cè)算煤炭需求將保持年均3.754.5%的速度增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)將為煤炭行業(yè)業(yè)績(jī)穩(wěn)步增長(zhǎng)提供根本動(dòng)力。由于煤礦地下生產(chǎn)條件的復(fù)雜性等原因，采礦行業(yè)同其它行業(yè)相比有著自己鮮明的特點(diǎn)，它與機(jī)械和建筑設(shè)計(jì)不同，其工程圖不易標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)定種類(lèi)繁多、實(shí)際變化大。目前，國(guó)內(nèi)巖巷施工仍以鉆爆法為主，巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)在我國(guó)正在進(jìn)行試驗(yàn)。以鉆爆法為主的巖巷機(jī)械化作業(yè)線(xiàn)，主要有二種，一種是氣腿式鑿巖機(jī)配耙斗式或鏟斗式裝巖機(jī)作業(yè)線(xiàn);另一種是全液壓鉆車(chē)配側(cè)卸裝巖機(jī)作業(yè)線(xiàn)。第一種在我國(guó)應(yīng)用較多，掘進(jìn)速度一般為6070m/月，第二種在我國(guó)應(yīng)用較少。綜掘機(jī)機(jī)械化已是成熟的技術(shù)，微處理器、計(jì)算機(jī)和專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用，以及巖層控制理論和技術(shù)的完善，進(jìn)一步提高了作業(yè)安全性和生產(chǎn)效率。由此本團(tuán)隊(duì)就聯(lián)想著利用CAD二次開(kāi)與打眼作業(yè)線(xiàn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作的自動(dòng)化、科學(xué)化，為地下工程施工的快速掘進(jìn)及自動(dòng)化管理提供一定的技術(shù)參考。二、專(zhuān)家系統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的本領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域的問(wèn)題。也就是說(shuō)，專(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專(zhuān)門(mén)知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，根據(jù)領(lǐng)域一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)推理和判斷，模擬人類(lèi)專(zhuān)家的決策過(guò)程，以便解決那些需要人類(lèi)專(zhuān)家處理的復(fù)雜問(wèn)題，簡(jiǎn)而言之，專(zhuān)家系統(tǒng)是一種模擬人類(lèi)專(zhuān)家解決領(lǐng)域問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)由人機(jī)交互界面、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)獲取6個(gè)部分構(gòu)成。知識(shí)庫(kù)用以存放專(zhuān)家提供的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。專(zhuān)家系統(tǒng)的問(wèn)題求解是運(yùn)用專(zhuān)家提供的專(zhuān)門(mén)知識(shí)來(lái)模擬專(zhuān)家的思維方式進(jìn)行招兵買(mǎi)馬，知識(shí)庫(kù)是決定一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)是否優(yōu)越的關(guān)鍵因素，專(zhuān)家系統(tǒng)的性能水平取決于知識(shí)庫(kù)中所擁有知識(shí)的數(shù)量和質(zhì)量。知識(shí)表示采用產(chǎn)生式、框架和語(yǔ)意網(wǎng)絡(luò)等幾種形式，其中以產(chǎn)生式規(guī)則表示應(yīng)用最普遍，其模式為：IFTHEN。 數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需要和產(chǎn)生的所及信息。推理機(jī)是針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的信息，識(shí)別、選取、匹配知識(shí)庫(kù)中規(guī)則，以得到問(wèn)題求解結(jié)果的一種機(jī)制。目前應(yīng)用較為廣泛的兩種推理方法分別為正向和反向推理。一般的問(wèn)題多為設(shè)計(jì)性問(wèn)題，較多采用正向推理。知識(shí)獲取是專(zhuān)家系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是專(zhuān)家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)知識(shí)獲取機(jī)制可以擴(kuò)充和修改知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)家系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)。解釋機(jī)制能夠根據(jù)用戶(hù)的提問(wèn)，對(duì)結(jié)論、求解過(guò)程以及系統(tǒng)當(dāng)前的求解狀態(tài)提供說(shuō)明。用戶(hù)界面則為人機(jī)間相互交換信息提供了必要的手段。（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大量工程資料的分析研究，獲得巖巷掘進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)家知識(shí)，進(jìn)行歸納總結(jié)，并利用已有的成果進(jìn)行可行性分析，建立合適的系統(tǒng)模型。爆破參數(shù)設(shè)計(jì)影響巖巷爆破設(shè)計(jì)的主要因素包括巖石脆韌性、巖體可爆性級(jí)別、巖石節(jié)理發(fā)育程度、瓦斯及煤塵情況、軟弱夾層、普氏系數(shù)、巷道斷面等定性與定量因素。由于這些因素?zé)o法用統(tǒng)一或定量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行表達(dá)，爆破設(shè)計(jì)僅依靠個(gè)人的知識(shí)水平和職業(yè)道德，實(shí)際質(zhì)量無(wú)法得到保證。將專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)引入到爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)中，能在一定程度上保證實(shí)際結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少重復(fù)性勞動(dòng)，提高工作效率。爆破參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由人機(jī)交互界面、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)獲取6個(gè)部分構(gòu)成。知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵因素，它用于存放本領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑膶?zhuān)門(mén)知識(shí)以及爆破工程實(shí)例。爆破參數(shù)設(shè)計(jì)主要包括爆破方案、鉆豹器材、掏槽方式的選擇、炮眼布置以及爆破效果預(yù)測(cè)等。對(duì)于爆破方案的選擇，系統(tǒng)采用基于規(guī)則知識(shí)的推理模式。爆破方案的選擇炮眼深度爆破方案0h2淺孔爆破2h3.5中深孔爆破h3.5深孔爆破其他因素規(guī)則判斷除采用基于規(guī)則知識(shí)的推理外，還采用基于爆破實(shí)例的推理模式。將當(dāng)前爆破設(shè)計(jì)原始資料與知識(shí)庫(kù)中大量爆破實(shí)例比對(duì)，找出最匹配的實(shí)力。通過(guò)對(duì)找到實(shí)例的參數(shù)調(diào)整修改，得到適合現(xiàn)場(chǎng)需要的爆破設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性同樣取決于知識(shí)庫(kù)中爆破實(shí)例的數(shù)量和質(zhì)量。根據(jù)爆破參數(shù)的計(jì)算結(jié)果，或在參數(shù)輸入框中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)圖標(biāo)的自動(dòng)繪制。在炮眼布置參數(shù)對(duì)話(huà)框中，用戶(hù)可通過(guò)人機(jī)交換的方式輸入或修改數(shù)據(jù)。爆破參數(shù)專(zhuān)家系統(tǒng)人 機(jī) 界 面知 識(shí) 獲 取 模 塊知識(shí)庫(kù)圖表公式經(jīng)驗(yàn)推理機(jī)解決執(zhí)行模塊調(diào)度模塊解釋模塊黑板領(lǐng)域黑板控制黑板“黑板”是一個(gè)公共動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。在問(wèn)題求解過(guò)程中所產(chǎn)生的全部信息都記錄在“黑板”上?！昂诎濉鄙闲畔⒌男薷挠兄R(shí)源來(lái)完成。在爆破參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)由以下兩個(gè)部分組成：（1） 完成功能推理的領(lǐng)域黑板。它的功能有： 記錄當(dāng)前的設(shè)計(jì)方案：記錄當(dāng)前的巷道斷面形狀、巷道巖石性質(zhì)、巷道斷面大小等參數(shù)。 事件表：對(duì)“黑板”上某一信息的每一次修改構(gòu)成一個(gè)事件。從公共動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)劃出一部分存儲(chǔ)單元作為事件表，記錄“黑板”上所有信息變化的事件。如使用規(guī)則修改了當(dāng)前方案的炮眼深度，則產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)記(炮眼深度-修改)，形成一個(gè)事件，記錄在事件表內(nèi)，為各知識(shí)源公用。（2） 完成性能推理(調(diào)度推理)的控制黑板。它的功能是根據(jù)事件表和系統(tǒng)狀態(tài)選擇下一個(gè)具體步驟。爆破參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略巷道斷面大小、形狀、巖石性質(zhì)等參數(shù)開(kāi)始初始設(shè)計(jì)分析可行？評(píng)價(jià)再設(shè) 計(jì)公式、圖表規(guī)范、經(jīng)驗(yàn) 評(píng)價(jià)準(zhǔn)則爆破實(shí)例確定最終爆破參數(shù)NYYN初始設(shè)計(jì)根據(jù)輸入的巷道斷面形狀、巷道巖石性質(zhì)、巷道斷面大小等參數(shù)產(chǎn)生一個(gè)試探性的設(shè)計(jì)方案，這個(gè)方案一般比較粗糙，只滿(mǎn)足幾個(gè)主要的約束，效果差。分析主要是測(cè)試當(dāng)前設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足約束條件，如果不滿(mǎn)足，給出分析結(jié)果一直到在設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)對(duì)可行性設(shè)計(jì)按評(píng)價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定是否接受當(dāng)前設(shè)計(jì)。再設(shè)計(jì)根據(jù)分析和評(píng)價(jià)結(jié)果，修改當(dāng)前設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)生一個(gè)新的方案。對(duì)于每一次再設(shè)計(jì)，系統(tǒng)照例進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，然后推薦并執(zhí)行有一次再設(shè)計(jì)，直至獲得由評(píng)價(jià)準(zhǔn)則確認(rèn)的可接受的方案為止。目前的爆破參數(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)發(fā)展存在著一些限制，在未來(lái)的年代中，許多今日專(zhuān)家系統(tǒng)的缺失將會(huì)被逐漸改善，相信未來(lái)的爆破參數(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)該繼續(xù)研究的項(xiàng)目有： 1具有處理爆破參數(shù)常識(shí)的能力； 2使專(zhuān)家系統(tǒng)具有反饋的能力；3輕易獲取與更新知識(shí)的能力。三、炮眼布置方式（一）炮眼的分類(lèi)按照用途不同炮眼可以分為四類(lèi)：(1)掏槽眼一般用于爆破出新的自由面，為其他炮眼創(chuàng)造有利的爆破條件。(2)輔助眼一般用來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽眼爆破形成的自由面。(3)崩落眼一般破碎煤巖的主要炮眼，經(jīng)掏槽眼、輔助眼爆破后，崩落眼就有足夠大的平行或大致平行于炮眼的自由面，在該自由面方向上形成較大的爆破漏斗。(4)周邊眼一也稱(chēng)輪廓眼，主要用途是使爆破后的巷道斷面、形狀和方向符合設(shè)計(jì)要求。按周邊眼的位置可分為頂眼、幫眼和底眼。（二）炮眼的布置 1掏槽眼的布置：掏槽眼一般位于巷道斷面中央靠近底板，這樣便于鉆眼時(shí)掌握方向并且有利于上部炮眼爆破時(shí)巖石借助自重而崩落。如果斷面中存在軟、硬夾層時(shí)。則掏槽眼應(yīng)位于軟巖層中。根據(jù)掏槽眼和工作面之間的夾角，可分為：斜眼掏槽法，其中包括單向掏槽、錐形掏槽、楔形掏槽；直眼掏槽法，其中有平行龜裂掏槽、角柱掏槽、菱形掏槽、螺旋掏槽；混合掏槽法，即斜眼和直眼混合掏槽。(1) 斜眼掏：斜眼掏槽適用于各類(lèi)巖石，其炮眼和工作面夾角為5570，巖石越堅(jiān)硬夾角越小；每側(cè)眼間距取300500，堅(jiān)硬巖石取較小值；眼底一般較其他炮眼深200，每對(duì)眼底間距100200，不能打透；掏槽眼一次起爆。但炮眼深度超過(guò)2m時(shí)，可采用雙楔形掏槽、分兩次起爆。(2) 直眼掏槽：直眼掏槽的炮眼深度一般不受巷道斷面大小的限制，更適于中深孔或深孔爆破；爆破的巖石塊均勻。巖石拋離不遠(yuǎn)；全部掏槽眼互相平行，而且相距較近，有利于使用鑿巖臺(tái)車(chē)。其缺點(diǎn)是鉆眼工作量大,需要雷管段數(shù)較多。有瓦斯的工作面不能采用，眼孔質(zhì)量要求較高。(3) 混合掏槽：混合掏槽的實(shí)質(zhì)是直眼掏糟，只是在擴(kuò)大糟孔時(shí)采用斜眼。這樣可以較直眼掏糟法減少鉆眼工作量；增大斜眼與工作面的夾角 (一般取7585)，也可以克服一些斜眼掏槽法的缺點(diǎn)。2輔助眼的布置(包括崩落眼)：輔助眼是布置在掏槽眼和周邊眼之間的炮眼，是大量崩落巖石和刷大斷面的主要炮眼。輔助眼之間和輔助眼各圈之間的距離,一般均為400600方向基本垂直工作面,且要布置比較均勻,使崩下的巖石塊度大小和堆集距離，都要便于裝巖工作。3周邊眼的布置：周邊眼是用來(lái)崩落巖石并形成巷道斷面的設(shè)計(jì)輪廓，它是決定巷道成型的主要因索。周邊眼的間距一般為50080。根據(jù)巖石硬度,幫眼眼口距巖幫約100200。幫眼眼底一般伸出巷道輪廓線(xiàn)外100200。底眼眼口距地板150并需向下傾斜。一般扎到底板標(biāo)高以下200左右以防拉底，便于鋪軌。提高月進(jìn)尺量炮眼直徑的大小對(duì)鉆眼效率、全斷面炮眼數(shù)目、單位炸藥消耗量和爆破巖石塊度與巖壁平整度等均有影響，因此，應(yīng)根據(jù)巷道斷面大小、塊度要求、炸藥性能和鑿巖機(jī)性能等綜合考慮，進(jìn)行選擇。炮眼直徑大，可減少炮眼數(shù)目，炸藥能量相對(duì)集中，也可提高爆破效率，但鉆速下降，影響爆破質(zhì)量和降低圍巖穩(wěn)定性。在采用氣腿式鑿巖機(jī)的情況下，現(xiàn)場(chǎng)多根據(jù)藥卷直徑來(lái)確定。目前國(guó)內(nèi)巖巷掘進(jìn)均采用32、35兩種藥卷。因炮眼直徑比藥卷直徑大10左右，所以目前的炮眼直徑多采用4245。20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)煤礦巖巷掘進(jìn)中，在斷面12m2的條件下應(yīng)用小直徑藥包（25、27），炮眼直徑為30，采用同一規(guī)格鉆錨桿眼和掘進(jìn)炮眼，可提高鉆眼速度，彌補(bǔ)了由于眼徑減小而增加炮眼數(shù)目，提高了掘進(jìn)速度，而且節(jié)約了支護(hù)成本，取得了良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，這種方法稱(chēng)為“三 小”技術(shù)。影響炮眼深度的主要因素有：巖石性質(zhì)、巷道斷面大小、循環(huán)作業(yè)方式、鑿巖機(jī)類(lèi)型、炸藥威力、工人技術(shù)水平等因素來(lái)確定。確定合理的炮眼深度的依據(jù)是：炮眼利用率比較高（一般根不低于590%）；鉆眼和掘進(jìn)速度快；掘進(jìn)成本低。據(jù)此分三個(gè)方面來(lái)討論炮眼深度的合理性：1)合理的炮眼深度必須與具體施工條件相適應(yīng)：氣腿式輕型鑿巖機(jī)，較適宜的鉆眼深度一般為2.23.0m;采用鑿巖臺(tái)車(chē)配備重型鑿巖機(jī)，炮眼深度在3 m以上則更為有利。 2)合理的炮眼深度必須保證較高內(nèi)爆破效率，為了達(dá)到較高的炮眼利用率，除了考慮巖石條件和合理的炮眼布置外，還與炮眼的質(zhì)量和爆破材、裝藥結(jié)構(gòu)等有密切關(guān)系。 3)合理的炮眼深度應(yīng)盡可能使每班能夠完成整循環(huán)。這樣每班的工作任務(wù)明確，便于組織和管理，有利于實(shí)現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)，眼深與循環(huán)時(shí)間的確定必須和現(xiàn)有技術(shù)裝備水平和施工條件密切結(jié)合，在合理的炮眼深度范圍內(nèi)，應(yīng)力爭(zhēng)達(dá)到每班多循環(huán)，以加快掘速度。 合理的炮眼數(shù)目應(yīng)當(dāng)保證有較高的爆破效率(炮眼利用率不小于8590%)，爆下的巖塊和爆破后的巷道輪廓均能符合施工和設(shè)計(jì)要求。 另外，也可以按一個(gè)循環(huán)的總裝藥量平均裝入所有炮眼的原則進(jìn)行估算，作為實(shí)際排列炮眼的參考。 四、AutoCAD二次開(kāi)發(fā)廣義的二次開(kāi)發(fā)是指在某些系統(tǒng)軟件及支撐軟件的基礎(chǔ)上，針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域及用戶(hù)需求而開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件，AutoCAD二次開(kāi)發(fā)通常指在AutoCAD的基礎(chǔ)上，通過(guò)利用AutoCAD提供的開(kāi)放式資源和開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合領(lǐng)域或?qū)I(yè)特色對(duì)AutoCAD進(jìn)行的在開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足本行業(yè)或本專(zhuān)業(yè)的特定需求。該技術(shù)在對(duì)AutoCAD二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，提出將CAD二次開(kāi)發(fā)與專(zhuān)家系統(tǒng)和自動(dòng)化施工相結(jié)合，從而完成系統(tǒng)更復(fù)雜內(nèi)涵更豐富的開(kāi)發(fā)需求，并且應(yīng)用于井巷工程施工中的炮眼優(yōu)化布置方面。（一）CAD二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)CAD二次開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)得益于AutoCAD提供的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)(Open architecture),也就是AutoCAD提供給用戶(hù)的開(kāi)發(fā)環(huán)境和對(duì)用戶(hù)開(kāi)放的可供用戶(hù)開(kāi)發(fā)的功能模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)。主要有以下幾個(gè)方面：1外部命令：通過(guò)增加或修改程序參數(shù)文件ACAD.PGP,便可在AutoCAD內(nèi)部使用。 2開(kāi)放的“標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)”：如標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)形庫(kù)ACAD.LIN和標(biāo)準(zhǔn)剖面線(xiàn)庫(kù)ACAD.PAT,用戶(hù)可增加修改，甚至重定義；3用戶(hù)界面：AutoCAD提供開(kāi)放的菜單狀態(tài)條DCL對(duì)話(huà)框語(yǔ)言等用戶(hù)界面功能，方便用戶(hù)的界面設(shè)計(jì)。4、“幫助文件”用戶(hù)化：用戶(hù)可重定義或修改AutoCAD的幫助文件，也可以定制幫助文件；5、命令組文件：命令組文件（*.SCR）是包含AutoCAD命令序列的ASCII文件，用戶(hù)可根據(jù)需求自定義命令組文件；6、用戶(hù)可重定義或取消AutoCAD的命令；7、DIESEL語(yǔ)言（Direct Interpretively Evaluated String Expression Language）：DIESEL表達(dá)式可通過(guò)方式宏（mode macro）使用系統(tǒng)變量：8、編程開(kāi)發(fā)界面API(Application Programming Interfaces):主要有AutoLISP語(yǔ)言及編程，AutoCAD2000版后提供Visual LISP功能；AutoCAD R11版增加了ADS（AutoCAD Development System）高級(jí)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使用戶(hù)可以用C語(yǔ)言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，這是AutoCAD的第二代開(kāi)發(fā)環(huán)境，具有較強(qiáng)的綜合性；ActiveX Automation自動(dòng)化，可作為自動(dòng)化控制器的應(yīng)用程序；ARX編程界面（AutoCAD Runtime Extension），可利用先進(jìn)的C+語(yǔ)言進(jìn)行編程，也可以使用第三方開(kāi)發(fā)的ARX程序。（二）、CAD二次開(kāi)發(fā)的主要途徑 在AutoCAD的環(huán)境下，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的主要途徑是文件開(kāi)發(fā)及程序開(kāi)發(fā)。1、 文件開(kāi)發(fā) 文件開(kāi)發(fā)指根據(jù)用戶(hù)需求，按照AutoCAD提供的標(biāo)準(zhǔn)文件格式及方法，建立、增加、或改變、編輯AutoCAD支持的ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)文件，已達(dá)到用戶(hù)需求。文件開(kāi)發(fā)主要用于解決圖形的一些形式化問(wèn)題，也可以與其它高級(jí)語(yǔ)言或CAD系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。AutoCAD提供并支持的ASCII碼標(biāo)準(zhǔn)文件，主要有：ACAD.PGP：外部命令及參數(shù)文件；ACAD.LIN，*.LIN：標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)型庫(kù)機(jī)用戶(hù)自定義線(xiàn)性庫(kù)；ACAD.PAT，*.PAT：標(biāo)準(zhǔn)圖案填充庫(kù)及用戶(hù)自定義圖案填充庫(kù)；*.SCR：命令組文件；*.SLD，*.SLB:用戶(hù)自制的幻燈片及幻燈片庫(kù)；ACAD.SHP,*.SHP:標(biāo)準(zhǔn)字體庫(kù)及用戶(hù)自定義字庫(kù)；*.MNU,*.MNS:用戶(hù)自定義菜單；*.DCL:用戶(hù)自定義對(duì)話(huà)框；*.DXF:與其他CAD系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的中介文件。2、 程序開(kāi)發(fā)程序開(kāi)發(fā)指利用AutoCAD提供的編程環(huán)境和開(kāi)發(fā)工具，通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)AutoCAD的開(kāi)發(fā)，可解決較深層次計(jì)較復(fù)雜的問(wèn)題，因而功能也更強(qiáng)大，也便于實(shí)現(xiàn)CAD的智能化。以下是AutoCAD二次開(kāi)發(fā)方法：AutoCAD二次開(kāi)發(fā)方法開(kāi)發(fā)語(yǔ)言對(duì)AutoCAD的控制能力程序可讀 性使用難易程度系統(tǒng)著重點(diǎn)Object-ARXC+最深入較好難智能性VB/VBAVisualBasic一般好較易易用性ADSC語(yǔ)言較深入較好較難綜合性AutoUSP/VsualUSPAutoLISP/VisualLISP一般較差易交互性Dot NETVisualC#.NET VisualBasic.NET僅AutoCAD2006以上支持三采礦CAD技術(shù)研究進(jìn)展國(guó)外從八十年初起以礦床模型為代表的礦用軟件發(fā)展很快，涉及到地質(zhì)資料處理、礦床建模、開(kāi)采輔助設(shè)計(jì)、管理信息系統(tǒng)等各個(gè)方面。其中部分軟件如DATAMINE, VULCAN已實(shí)現(xiàn)了真三維集成圖形環(huán)境大部分軟件僅適用于某個(gè)專(zhuān)業(yè)工作，如儲(chǔ)量計(jì)算、采掘計(jì)劃編制、地測(cè)圖繪制、爆破設(shè)計(jì)、巖體力學(xué)等。進(jìn)入九十年代，可視化和集成化技術(shù)在CAD/CAM, GIS、流體力學(xué)、有限元計(jì)算等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在地質(zhì)和礦山CAD方面亦已起步，如DATAMINE, VULCAN, Earthworks等。國(guó)內(nèi)，自80年代中期起，我國(guó)少數(shù)設(shè)計(jì)單位引進(jìn)國(guó)外的軟件，進(jìn)行消化吸收，由于國(guó)外礦山管理體制的不同，加上礦用軟件的通用性差、費(fèi)用高、語(yǔ)言障礙等原因，推廣有一定的難度。近二十年來(lái)，煤炭、冶金、建材等行業(yè)在礦業(yè)軟件的研究方面都有一定的投入，取得了一些有價(jià)值的成果，特別是在管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面取得了較好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。但是，工程技術(shù)信息處理方面的應(yīng)用軟件的研制進(jìn)展緩慢，與企業(yè)的實(shí)際需求存在較大的差距。以礦床建模為主線(xiàn)的軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用雖然發(fā)展較快，但大多數(shù)停留在數(shù)字型的處理上，在實(shí)體模型與信息可視化方面研究較少，可視化集成采礦CAD技術(shù)在國(guó)內(nèi)基本還是空白。CAD技術(shù)在采礦行業(yè)的應(yīng)用起步較早，幾乎與計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)同步發(fā)展，早在八十年代初，就出現(xiàn)了一些功能較齊全的采礦CAD軟件系統(tǒng)，如D.Hartly等人研制的地下礦設(shè)計(jì)軟件，建立了一個(gè)采礦工程圖形庫(kù)，根據(jù)需要可以組合這些圖形，完成采礦的設(shè)計(jì)工作，并可給出設(shè)計(jì)結(jié)果的立體圖和投影圖。Intergraph公司采礦與地質(zhì)應(yīng)用分部研制的Intergraph這樣一個(gè)綜合的交互式的圖形系統(tǒng)，用來(lái)管理一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的礦床模型。在美國(guó)許多礦山公司，如蘭特公司、比特爾建筑與礦山公司等，都由于應(yīng)用Intergraph系統(tǒng)獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)報(bào)導(dǎo)，德國(guó)還有在圖形工作站上安裝的采礦設(shè)計(jì)集成化系統(tǒng)，它把地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、礦床模型、儲(chǔ)量計(jì)算、開(kāi)采設(shè)計(jì)、模擬開(kāi)采、巖石力學(xué)和效果評(píng)價(jià)等綜合在一起來(lái)綜合解決礦床開(kāi)采的設(shè)計(jì)問(wèn)題。從歷屆APCOM會(huì)議資料報(bào)道來(lái)看，在近期內(nèi)，國(guó)外研制和開(kāi)發(fā)了十多個(gè)關(guān)于地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算和礦床開(kāi)采輔助設(shè)計(jì)方面的商品化軟件，如MINEX3D, Surpac, Mintec, Geo-Model, Geostat system,LUNX, Mincromine, Egales, MinCom, MineMap, DATAMINE, GEO