矿井开拓系统的三维显示要求逼真细腻的显示井下的矿井开拓系统,并且要 通过软件的良好操作界面来实现对系统的操作访问。要求软件可以实现对井下开 拓系统的漫游浏览、查询井下信息、实时操作等。具体要求如下:

(1)结合已有的数据,系统的建立矿井开拓系统的三维可视化的模型,这包括 主井模型,配置副井模型、井底车场模型、石门模型、硐室模型、运输大巷模型、 回风大巷模型等。通过三维建模中的漫游功能,可以浏览矿井开拓系统,实现对整 个矿井系统的观察。

(2)系统设计出良好、简洁的交流界面,操作人员可以通过对系统界面的操作,

方便有效的在系统各个功能的子模块间转换。

(3)该系统主要呈现出矿井开拓系统的模型。井下各种场景模型均以 1:1 的标 准设计,要求精确显示地面向煤层开掘的各种井巷和硐室在空间位置上所形成的 体系。

(4)系统设计主要有两种交互漫游模式。第一种:系统手动漫游模式。在矿井 开拓系统中预先设定好多个漫游初始坐标,操作人员选择手动漫游的初始位置,通 过鼠标、键盘,在三维可视化矿井开拓系统中进行漫游。目的就是通过系统手动 漫游,了解矿井开拓系统的具体构造,可以指导安全救援工作。第二种:路径有系统 预先设置好,在这种模式下,系统可以自动演示例如工作人员会从地面煤矿采掘工 作面开始从地面副井入井,然后到能够到达井下候车罐室,接着分别到达井底车 场、运输大巷、行人巷、猴车巷、运煤皮带巷等,最后到达采掘工作面。本论文 主要选择的是第一种系统手动漫游模式。文献综述

2.2   矿井开拓的三维可视化系统的总体框架

本论文着重研究将矿井开拓系统的平面图立体化，以显示其空间位置关系。 这需要设计合适的三维建模方法，分析当前的矿井开拓系统的现状与实现方法。

此次主要应用 AutoCAD 和 SketchUp 建模软件来建立三维模型，其中涉及到二维 矿井生产图在 AutoCAD 中的修整，选择基本的三维造型，以及在 SketchUp 中进 行三维建模和纹理映射等。其中三维建模的方法研究是本课题研究的重点。需要 了解的是利用 SketchUp 作为平台进行三维模型的建立在技术和方法上并不完全 成熟，仍有问题需要解决，比如：利用 SketchUp 制作出的成果仅仅是一种模型， 空间定位不强，只能观察点与点的相对位置，而无法获知其绝对坐标。

2.3 系统开发环境

本系统采用 SketchUp 建模软件和 AutoCAD 相结合作为三维矿井显示的制作 工具,用 SketchUp 建立复杂、真实感强的三维模型。

3.利用 AutoCAD 和 SketchUp 软件的结合进行实例分 析

运用 SketchUp 软件进行建模操作简洁,直观易懂。在建模完成后可以进行贴 图和纹理修饰等。使用 sketchup 软件进行建模方法不一,适用的条件也不同。本 论文研究的是矿井开拓系统,所以主要采用的是面状要素建模,也就是通过矿井生 产示意图为例:首先确定底面,然后通过拉伸或者推拉底面得到建筑物的框架,

以此为基础制作巷道等。随后将纹理图片贴在所做的图上。下面以矿井生产 示意图进行实例分析：

矿井开拓系统图

注：1-主井；2-副井；3-井底车场；4-主要运输石门；5-阶段运输大巷；6- 回风井；7-回风石门；8-回风大巷；9-采区运输石门；10-采区下部车场底板绕道；

11-采区下部车场；12-采区煤仓；13-行人进风巷；14-运输上山；15-轨道上 山；16-上山绞车房；17-采区回风石门；18-采区上部车场；19-采区中部车场；

20-区段运输平巷；21-下区段回风平巷；22-联络巷；23-区段回风平巷；