第8期 蔡美峰等：半连续半离散模型在矿山设计中的应用 ·857· 成排土体.用AutoCAD布尔运算命令对排土体与地 空间.用AutoCAD查询命令立即得出它的体积，排 形体作差运算，最终得到的三维体就是所求的排土 土体积为492728760m3. 图6排土场地形图 Fig.6 Dumping site terrain 用三维体进行排土场设计非常直观，可视化效 三维体模型相比，误差小于1%，但是运算速度快一 果非常好，但是两个三维体布尔运算常会出现运算 个数量级，而且非常可靠，不会出现运算失败问题 失败的情形，因此本文转向半连续半离散模型来解 要指出的是：排土体侧表面必须低于该处的地 决排土场设计问题. 形面才能保证两组面有交线.因此，在计算体积时， 首先将建立的半连续半离散地形模型保存在一 必须有Hp>Hoe· 个二进制文件中.排土体表面可以通过分解 4.2在构筑薄煤层模型中应用 AutoCAD:拉伸命令生成的排土体得到.笔者也专门 应用半连续半离散模型的典型实例是构筑薄煤 研制了一组生成排土体上表面和侧表面的程序模 层模型.图7是一个多层煤矿的一个煤层.该层煤 块，从而不用生成AutoCAD的拉伸体.用排土体表 薄厚不均.薄的地方不足1m,在煤层中有的部位甚 面构筑局部的半连续半离散排土模型，它与离散地 至无煤（图7中空洞）.用AutoCAD的ACIS技术能 形模型包围的体积即排土空间.具体地讲，对于排 够生成的煤层体，但是生成的煤层体只有可视性，即 土模型中每一个2 D Block都有一个高程Hp,它对 不能查看体积，又不能进行布尔运算，因此没有实用 应的地形模型的2 D Block也有一个高程H·该 价值.本文用ACS技术向下延伸顶板生成一个准 2 D Block的体积为 棱柱体，再向上延伸底板生成另一个准棱柱体.如 V=S(HH). (7) 果二者交运算成功，新生成的体即煤层体.然而得 式中，S为2 D Block的面积.累加排土模型中所有 到的结果是交运算失败.为此，通过水平错动顶板 的2 D Block体积，即得出该排土模型的排土体积， 体一个微小距离(0.05m)使交运算成功，获得图7 为488720900m3.用半连续半离散模型计算容积与 所示的煤层体，体积为4867.438万m3.对顶板和 图7薄煤层模型图 Fig.7 Thin coal layer model第 8 期 蔡美峰等: 半连续半离散模型在矿山设计中的应用 成排土体． 用 AutoCAD 布尔运算命令对排土体与地 形体作差运算，最终得到的三维体就是所求的排土 空间． 用 AutoCAD 查询命令立即得出它的体积，排 土体积为 492 728 760 m3 ． 图 6 排土场地形图 Fig． 6 Dumping site terrain 用三维体进行排土场设计非常直观，可视化效 果非常好，但是两个三维体布尔运算常会出现运算 失败的情形，因此本文转向半连续半离散模型来解 决排土场设计问题． 图 7 薄煤层模型图 Fig． 7 Thin coal layer model 首先将建立的半连续半离散地形模型保存在一 个 二 进 制 文 件 中． 排土体表面可以通过分解 AutoCAD拉伸命令生成的排土体得到． 笔者也专门 研制了一组生成排土体上表面和侧表面的程序模 块，从而不用生成 AutoCAD 的拉伸体． 用排土体表 面构筑局部的半连续半离散排土模型，它与离散地 形模型包围的体积即排土空间． 具体地讲，对于排 土模型中每一个 2D Block 都有一个高程 Htop，它对 应的地形模型的 2D Block 也有一个高程 Htoe ． 该 2D Block的体积为 V = S( Htop － Htoe ) ． ( 7) 式中，S 为 2D Block 的面积． 累加排土模型中所有 的 2D Block 体积，即得出该排土模型的排土体积， 为 488 720 900 m3 ． 用半连续半离散模型计算容积与 三维体模型相比，误差小于 1% ，但是运算速度快一 个数量级，而且非常可靠，不会出现运算失败问题． 要指出的是: 排土体侧表面必须低于该处的地 形面才能保证两组面有交线． 因此，在计算体积时， 必须有 Htop ＞ Htoe ． 4. 2 在构筑薄煤层模型中应用 应用半连续半离散模型的典型实例是构筑薄煤 层模型． 图 7 是一个多层煤矿的一个煤层． 该层煤 薄厚不均． 薄的地方不足 1 m，在煤层中有的部位甚 至无煤( 图 7 中空洞) ． 用 AutoCAD 的 ACIS 技术能 够生成的煤层体，但是生成的煤层体只有可视性，即 不能查看体积，又不能进行布尔运算，因此没有实用 价值． 本文用 ACIS 技术向下延伸顶板生成一个准 棱柱体，再向上延伸底板生成另一个准棱柱体． 如 果二者交运算成功，新生成的体即煤层体． 然而得 到的结果是交运算失败． 为此，通过水平错动顶板 体一个微小距离( 0. 05 m) 使交运算成功，获得图 7 所示的煤层体，体积为 4 867. 438 万 m3 ． 对顶板和 ·857·