一种排土场设计模型构建方法技术

本发明专利技术属于排土场设计领域，尤其是涉及一种排土场设计模型构建方法

【技术实现步骤摘要】
一种排土场设计模型构建方法


[0001]本专利技术属于排土场设计
，尤其是涉及一种排土场设计模型构建方法
。

技术介绍

[0002]矿山建设包含采矿场
、
工业场地
、
排土场以及尾矿库等工业设施，排土场作为矿山建设重要设计内容之一，同一矿山根据废石剥离量与地形条件设置一个或者多个排土场，其特点是占地面积大，不同地形条件对排土场的堆存量差别大，在设计过程中需不断进行设置位置及高度的调整来满足所需容积的要求，最终确定排土场方案
。
[0003]对于排土场的设计一般根据地形特点首先预选堆石坝位置，预设坝顶标高，根据物料性质及力学参数确定平台宽度
、
单台阶高度及坡面角等参数，预估顶部标高，通过逐条平台顶部排土线与底部排土线与地形图相交位置，圈定排土场外围范围轮廓线，利用外围轮廓线与各平台顶线及底线，绘制排土场二维图纸
。
通过各平台顶线及底线与外轮廓线范围内相同标高的地形线，手动圈定各封闭的多段线，计算其所占面积，通过累计体积简化公式求得排土场总容积
。
公式如下：
[0004]V
＝
∑(S1+S2)
×
H/2
[0005]根据计算总容积与矿山排土场需求容积的大小，对排土场进行调整顶部标高或堆石坝位置，重新绘制排土场二维图纸，计算总容积，再比较，再调整
……
,
直至排土场计算总容积与需求容积相吻合
。
[0006]上述排土场设计采用二维图纸设计手段，手动圈定排土场范围，容积计算方式采用“切片式”计算模式，计算步骤多，每次的调整需要重新计算，人力时间投入大
。
同时各平台实际为近似棱台结构，但计算模型采用斜棱台模型计算公式，造成计算有一定误差
。

技术实现思路

[0007]根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的技术问题是：提供一种排土场设计模型构建方法，一定程度上提高了排土场容积计算时的效率
。
[0008]所述的排土场设计模型构建方法，包括以下步骤：
[0009]S1、
数据准备
[0010]根据废石物理力学参数，通过稳定性验算，确定单台阶高度与边坡坡率；
[0011]利用三维软件建立地形曲面；
[0012]计算排土场实际所需求容积；
[0013]S2、
建立一线
[0014]预设堆石坝位置，在三维软件中以坝顶位置及标高绘制第一条穿越排土场地形的基准线；
[0015]S3、
建立二线
[0016]根据
S1
中的单台阶高度与边坡坡率，在三维软件中对所述步骤
S2
中的基准线进行偏移，确定各平台位置的顶线和底线；
[0017]所述顶线偏移公式为：
[0018][0019]B
：平台宽度
[0020]H
：排土台阶高度
[0021]θ
：排土坡面角
[0022]Xn
：第
n
个排土台阶顶线位置
[0023]X1
：第1个排土台阶顶线位置即排土底线位置
。
[0024]所述底线偏移公式为：
[0025]X
＝
Xn
‑
11
十
B
[0026]Xn
：第
n
个排土台阶顶线位置
[0027]X1
：第1个排土台阶顶线位置即排土底线位置
[0028]B
：平台宽度
。
[0029]S4、
建立三线
[0030]根据最顶部台阶线，在三维软件中对排土场顶部控制线进行水平偏移；
[0031]S5、
建立排土场初步模型
[0032]在三维软件中根据一线
、
二线以及三线建立排土场扩展曲面；根据所述排土场扩展曲面与地形曲面的相交情况，一次性获得排土场外围范围线；
[0033]将所述排土场外围范围线添加给排土场扩展曲面，得到排土场初步模型；
[0034]S6、
利用三维软件计算出
S5
中所得到的排土场初步模型的容积，得到排土场初步模型容积；
[0035]S7、
确定最终排土范围
[0036]将所述排土场实际所需求容积与所述排土场初步模型容积对比；
[0037]当所述排土场实际所需求容积小于或等于所述排土场初步模型容积时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成；
[0038]当所述排土场初步模型容积小于所述排土场实际所需求容积时，在三维软件中对一线
、
二线以及三线进行
X
和
Z
方向的调整
,
然后重复步骤
S5
和
S6,
得到新的排土场初步模型容积，将所述排土场实际所需求容积与所述新的排土场初步模型容积对比；若所述排土场实际所需求容积小于或等于所述新的排土场初步模型容积时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成，反之则重复本段内容；
[0039]上述一线
、
二线以及三线在建立时均在地形曲面以外
。
[0040]进一步为了在一定程度提高效率，所述步骤
S2
中采用以坝顶位置及标高，通过布置赋值的多段线绘制第一条穿越排土场地形的基准线
。
[0041]进一步为了节约用地优选步骤
S7
中所述排土场实际所需求容积等于所述排土场初步模型容积时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成，一线
、
二线以及三线进行
X
和
Z
方向的调整时采用策略为：
[0042]当所述排土场初步模型容积大于所述排土场实际所需求容积时，一线
、
二线以及三线向
X、Z
减小方向移动；当所述排土场初步模型容积小于所述排土场实际所需求容积时，一线
、
二线以及三线向
X、Z
增大方向移动
。
[0043]为了更切合实际操作，优选步骤
S7
中所述排土场初步模型容积与所述排土场实际所需求容积差减去系数值等于零时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成；所述系数值为排土场实际所需求容积的0～3％
。
[0044]相对于现有技术，本专利技术对排土场设计形态进行了认真分析，发现排土场设计形态主要由三类控制线决定，分别为堆石坝坝顶控制线
(
一线
)、
各平台顶部与底部控制线
(
二线
)
和最顶部控制线
(
三线
)。
这三类线最先需要确定的是堆石坝坝顶控制线，即在设计之初需预设堆石坝位置及顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种排土场设计模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、
数据准备根据废石物理力学参数，通过稳定性验算，确定单台阶高度与边坡坡率；利用三维软件建立地形曲面；计算排土场实际所需求容积；
S2、
建立一线预设堆石坝位置，在三维软件中以坝顶位置及标高绘制第一条穿越排土场地形的基准线；
S3、
建立二线根据
S1
中的单台阶高度与边坡坡率，在三维软件中对所述步骤
S2
中的基准线进行偏移，确定各平台位置的顶线和底线；
S4、
建立三线根据最顶部台阶线，在三维软件中对排土场顶部控制线进行水平偏移；
S5、
建立排土场初步模型在三维软件中根据一线
、
二线以及三线建立排土场扩展曲面；根据所述排土场扩展曲面与地形曲面的相交情况，一次性获得排土场外围范围线；将所述排土场外围范围线添加给排土场扩展曲面，得到排土场初步模型；
S6、
利用三维软件计算出
S5
中所得到的排土场初步模型的容积，得到排土场初步模型容积；
S7、
确定最终排土范围将所述排土场实际所需求容积与所述排土场初步模型容积对比；当所述排土场实际所需求容积小于或等于所述排土场初步模型容积时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成；当所述排土场初步模型容积小于所述排土场实际所需求容积时，在三维软件中对一线
、
二线以及三线进行
X
和
Z
方向的调整
,
然后重复步骤
S5
和
S6,
得到新的排土场初步模型容积，将所述排土场实际所需求容积与所述新的排土场初步模型容积对比；若所述排土场实际所需求容积小于或等于所述新的排土场初步模型容积时，得到最终排土场模型，排土场设计模型构建完成，反之则重复本段内容；上述一线
、
二线以及三线在建立时均在地形曲面以外
。2.
根据权利要求1所述的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永恒，谌星，李萍，刘凡，王敬旗，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：