AutoCAD软件在井巷工程中的应用

王海钢

摘要：文章由井巷设计的概念着手引出CAD软件在井巷设计中应用问题的探讨，同时将计算机辅助设计与手工设计作对比凸显计算机辅助设计对于井巷设计的重要作用，并通过实践探索丰富计算机辅助設计在井巷工程应用的相关理论。

关键词：AutoCAD软件 井巷设计 计算机辅助设计 手工设计

1 概述

井巷设计，一般指矿井的巷道、井筒、井底车场与硐室、采区车场等单位工程的设计，是矿井施工设计阶段采矿专业的主要内容。设计方法和设计手段若能推陈出新，对于提高设计水平，保证施工正常进行，是十分有益的。微型计算机的不断普及，以及现代化设计方法的不断完善，使计算机辅助设计（即CAD）的应用领域不断拓宽，为井巷设计方法与手段的更新开辟了新路。

2 研究现状

20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企业逐步普及。美国AUTODESK公司1982年推出AutoCAD软件包，是首次将CAD用于微型计算机的绘图与设计软件包，1983-1985年在美国微机CAD软件包销售量中占三分之二。我国选取的AutoCAD软件包，是采用基于向量和浮点运算的坐标系统，经过多次版本更新，已具有很强的图形功能。可与高级语言（如BASIC，FORTRAN，PASCAL等）和数据库联接成图，也可编制屏幕或数字化仪菜单进行屏幕图形编辑成图。生成的图形可存入图形数据库，反复使用，利用缩放、移动等命令可作快速修改，层、块、形、属性、三维成图等功能，使用图形的编辑十分灵活。国内一些单位已为AutoCAD配上了汉字功能，使其更具实用性。我国煤矿设计部门应用计算机进行工程计算、计划管理等已有不少经验，但作为包括类型选择、分析计算和绘图工程图一系列功能的计算机辅助设计系统，尤其是计算机绘制施工图的应用，起步较晚。有的单位曾采用高级语言直接绘图，在IBM-PC和PC-1500等计算机上编出井巷设计绘图程序，如巷道断面、交岔点和采区车场等，用打印机或绘图仪输出图形。由于语言的图形功能有限，无法进行图形输入和图形编辑，一些图面要求（如汉字、线型与尺寸等）不易实现，且程序繁杂庞大，图形生成速度慢，只能作设计检查用，不能满足施工图要求。随着计算机软件的发展，我国的技术在提高，有了自己的CAD软件。现在，CAD已在电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

3 AutoCAD软件的作用

采用AutoCAD通用绘图软件二次开发井巷设计专用绘图软件，根据各种成图方式和井巷设计图形的不同特点，选择不同的专用软件。AutoCAD图形功能很强，但计算分析功能较弱，而高级语言恰恰相反。对于结构差异不大的工程，可编制标准设计或通用设计的图形，如巷道断面、交岔点、采区车场等，可采用高级语言编制图形交换文件生成程序的办法。

为取长补短，AutoCAD以图形交换功能作为“接口”与高级语言联接起来，一方面直接用AutoCAD编辑形成的图形在生成“图形文件”（DWG文件，以压缩格式存贮图形数据库，高级语言不能直接从中获取图形信息）后，可经“接口”转换为“图形交换文件（DXF文件，以ASC B文本形式描述图形，可由高级语言程序读取、加工、处理），经高级语言加工处理后的DXF文件又可转换为DWG文件，形成新的图形，实现AutoCAD图形的高级语言处理。另一方面，可编好高级语言程序运行实施完一项设计的选型、分析计算等前导工作后，可按DXF文件格式要求输出生成DXF文件，然后转换为DWG文件，形成设计图形。这种编制图形交换文件生成程序的开发办法，实现了“参数制图”功能，也就是说，设计人员只需给出最基本的设计参数，便可迅速得到设想的图形。

对于井底车场、采区硐室等工程结构差异较大且无法用一定的参数加以描述的图形，如，可采用编制专业菜单进行屏幕图形编辑的办法。AutoCAD具有用户菜单制作功能和变量功能，可根据各施工图的绘制特点与要求，在AutoCAD系统内将常用绘图命令《采矿制图标准》中的有关图例、常用的基本专业图形单元制成屏幕菜单、数字化仪菜单或按钮菜单，与系统中各种图形编辑命令、功能配合使用，以“搭积木”方式组拼图形。菜单图形可随变量取值缩放或变形，以满足不同的绘图比例或设计人员的特殊要求。这种“菜单制图”的办法不能象“参数制图”那样选型、分析计算、绘图“一条龙”，但图面上的一些数据可按“参数制图”办法另外编制程序，单独成图，然后用AutoCAD插入、移动等编辑功能拼接图形。对于图面上一些固定部分，如标题栏、会签栏、各表格的表头等，均可单独成图，使用时调入拼接。

4 AutoCAD软件的应用

现在最新版AutoCAD为AutoCAD2009版，我公司设计采用的是AutoCAD2008，在AutoCAD2008中把三维设计的概念吸入到二维设计的理念里面来，这个概念是什么呢？我们想象一个设计师用AutoCAD或者其他的设计软件表达他的设计理念的时候，第一步是要把这张图纸设计思想在AutoCAD上表达出来，而这个表达还仅仅是一个开始，他要按照制图的规范，把它规规整整地表达出来。第二，在AutoCAD2008中实现了设计思想与表达形式的分离。对设计师来讲，他感觉是在浪费自己的时间。而在AutoCAD2008当中，我们把你设计的概念，真正用规范的形式表达，这个过程把它在很大程度上做到了自动化。这个图纸并不是说以前的AutoCAD不能做，而是说以前在做的过程中是非常的烦琐，而且非常容易出错。因为，你需要把你设计的原型复制几份才能完成表述的工作，这样会非常的繁琐。我们AutoCAD2008中引入了非常重要的概念，就是把你设计的思想和表达形式相分离。在设计上更好地运用计算机，使设计更快速更精确，达到精确制图的标准，在出图方面也得到了很大的改善，大大地提高了工作效率。

现阶段我们对于AutoCAD2008的应用只停留在初步应用的基础上，只是用它出出图，AutoCAD2008的强大功能远远还没有体现出来，需要进一步地加强学习，特别是三维功能的应用基本上没有涉及到。 采用三维设计模式可以进一步发挥计算机的作用可以使设计直观：通过设置不同的视点或建立多个视窗，可以方便、直观地对设备进行空间定位，避免了由三维到二维的转换；易于修改：在一个视窗中对设备位置的调整或者对设备三维模型的修改都会在相关的视图中得到及时反映；观察方便：设计人员可以直接观察设备安装的三维模型，做到如临其境。

5 计算机辅助设计和手工设计的比较

手工设计可以更好地突出自己的个性和特点；但正是由于它受人为的因素影响大，所以在出图方面出错率比较高。手工设计修改比较麻烦。劳动量太大，出图效率低。

计算机辅助设计由于它的可移植性好，所以造成了设计的复制泛滥，难免损害原设计者的利益。但计算机辅助设计最大的优点就是节省人力、提高效率。特别是在修改设计方面，可以更好地更快地修改设计，缩短了设计周期、提高了设计手段、出图速度及出图质量。在图纸保存上有着很大的优点，可以实现图纸的集中管理。可移植性好，在相似设计中具有特殊的意义。计算机辅助设计可以使人们设计更准确。

6 结论

计算机辅助设计（简称CAD）的应用越来越广泛，在设计领域占得比重越来越大。随着社会的发展，对井巷设计者的要求越来越高。为了更好地做好井巷设计这个工作，计算机辅助设计体现的作用越来越大，我们要加强学校计算机辅助设计的知识，努力提高自己的设计水平，更好地适应现代化发展的需求。

参考文献：

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