全国三维数字化创新设计大赛是由国家科技部、工信部、教育部、中国科协等部门指导,国家制造业信息化培训中心、全国三维数字化技术推广服务与教育培训联盟(3D动力)、光华设计发展基金会等单位共同主办。目前已成为全国规模最大、规格最高、水平最强、影响最广的全国大型公益品牌赛事与“数字化+创新创造”行业盛会,被业界称为“创客嘉年华、3D奥林匹克、创新设计奥斯卡”。同时,全国3D大赛秉承“以赛促教、以赛促学、以赛促用、以赛促新”宗旨,连续多年被教育部列入全国高校学科评估体系。IntelMining摘录其中关于矿山的创新项目,供读者交流探讨,同时为同学们的创意点赞!
露天开采结束后,残留在露天境界周围的剩余矿即为端帮矿,含有大量煤矿端帮压煤,其中又不乏优质的煤炭资源,据统计,端帮矿占开采总储量的5%~16%,是不少的一部分煤炭的资源。
一般情况下,矿山经过多年的露天开采后,已经形成的高陡过坡处于极限平衡状态,开采端帮矿势必影响到边坡的安全及稳定。而端帮采煤技术就是利用露天煤矿采场端帮出露煤层布置采煤设备进行原煤开采的技术。是一种端帮煤层远程控制掘进开采方法,属于端帮煤炭资源回收采煤方法,适用于露天煤矿端帮,不需要进行单独剥离和基建,相反,采用传统型露天采矿工艺,地表破坏程度远大于端帮开采工艺,如果采用端帮采煤技术,不仅能提高煤炭的开采率,减少煤炭资源的浪费,避免破坏山体植被,保护当地生态环境,还能降低开采成本,提高企业收益,促进煤矿资源的可持续发展。
本模型通过3D max进行建模,以露天矿端帮煤炭资源开采的实际问题为切入点,用3D建模方式直观全面的介绍了露天端帮开采的技术和工艺流程,为解决端帮煤炭资源开采提供了解决方法,给学习采矿工程的同学以及其他对采矿感兴趣的同学提供了一个动态、直观、立体的数学模型,以便对露天采矿有一个进一步的了解,从而更好地理解露天端帮开采的工艺流程,为以后解决端帮煤炭开采的问题做铺垫。
露天矿端帮开采工艺的工作原理视频的制作,普及了露天矿端帮开采工艺的优势,同时,使我们对露天矿的开采和采矿工程专业有个更深的认识,在建模的过程中,其中使用到的机械,机电等采矿工程方面的知识,让我们的知识面更广,也激发了我们的专研精神,更重要的是,此次建模很大程度上提高了我们的实践动手能力,查阅资料能力,团队合作能力,对于其他同学来说,此次对他们理解露天矿端帮开采工艺具有重要意义。
本模型通过3D max进行模型与动画建立,使用Vray进行图片和动画渲染,以露天矿端帮煤炭资源开采的实际问题为切入点,用3D建模方式直观全面的介绍了露天端帮开采的技术和工艺流程。模型选取矿山的实际工作系统为蓝本,用3D max软件进行各部分建模处理,最终形成运动仿真视频。为了更方便理解如何合理回收端帮压覆煤炭资源,防止自然灾害,促进煤矿资源的可持续发展,我们对露天矿端帮采煤技术、工艺流程、生产系统布置进行建模。
2.1.1采煤系统
使用远距离控制掘进机,主要由:截割机构、掘进机星轮、履带行走装置、矿用隔爆型电气控制箱、动力装置构成。
2.1.2 远程控制系统
远程控制系统具有远距离有线控制操作功能,实现人机分离,无需人员进入采硐工作面,采煤时司机在操控室内进行远距离操作控制。
2.1.3监控系统
该系统共安装三部防抖动摄像头:机组前部安装两部,监控截割头运行及巷道顶底板煤层变化情况,硐口外固定一部摄像头,实时传送洞口及胶带机运行画面。
2.1.4运输系统
掘进机截割落煤,由后配套胶带运输机外运,胶带机由电动滚筒驱动,下部安装行走轮,机组每前进二十米续接一节机架。
2.1.5转运系统
转运过程由胶带机落煤,装载机转运,堆放自卸车外运。
2.1.6供电系统
供电系统利用煤矿发电站,引一趟电源线到移动变压器进行供电。
2.1.7 通风系统
通风系统采用机械压入式通风,在硐口外安装一台局部通风机,用阻燃风筒向工作面供风,机组每前进十米,通风机向后移同时,沿接一节十米风筒。
首先展示了露天矿端帮开采工艺的各个机构以及露天矿端帮系统如何工作,然后解释了露天矿端帮采工艺的运行原理,接着进一步演示了露天矿端帮采工艺各部分的详细构造。
通过露天矿端帮开采工艺三维的建模展示了其组成结构、工作原理;通过露天矿端帮开采工艺的工作方式的建模生动地再现了高效率回收煤矿的过程。
整个模型具有如下特点:
2.3.1真实性
选取矿山的实际工作半连续工艺系统为蓝本,用3D软件进行各部分建模处理,最终形成运动仿真视频。
2.3.2.可视化
结合实际运用软件,将设备进行了细致的展示,将整个开采过程及各个设备之间的配合形象的展示了出来,每个细节都力求精致和真实,可视化程度高。
我们经过一周的时间将作品完成,这期间得到了老师的耐心辅导与支持,通过这一周的学习,我们发现了自己的很多不足,知识还存在很多漏洞,看到了自己的实践经验的不足,理论联系实际的能力还需提高。建模的过程是枯燥无味的,但是当模型建立完成之后所带来的成就感是只有经过这枯燥无味的过程之后才能体会的。我们真真切切的通过这个比赛提高了专业素养和个人能力。我们在建模的过程中先后接触了一些专业书籍,对露天采矿有了一定的了解,这既提高了我们查阅资料的能力,又提高了建模能力,为以后科研工作打下了基础。在作品制作中,我们遇到了很多问题,大家积极的在网上看视频、学软件,密切配合,才将作品制作顺利的进行下去,只是效率还比较低,这也又一次让我明白了学无止境的道理,学习是一个反复的过程,我们在之后的学习工作中肯定会做得更好。一起完成了此视频的制作也是对我们自己专业知识的一次提高。希望我们以后可以有更多的机会参与到比赛中来,将知识学以致用,取得更大的收获。