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文檔簡介
1、煤炭開采是一個的復雜時變系統(tǒng),井下作業(yè)環(huán)境惡劣,地質條件復雜多變,人、機、環(huán)境多種因素相互交錯,致使許多傳統(tǒng)技術的應用受到嚴重限制。特別是在綜采工作面和采空區(qū),傳統(tǒng)的研究方法不僅實驗環(huán)境難以保證,而且耗資巨大,又相當危險,研究結果也難以得到驗證。因此,在這個信息化時代,將虛擬現(xiàn)實技術與煤炭行業(yè)相結合,研究科學認知煤礦開采環(huán)境的新方法,成為當前解決煤礦安全生產的嶄新課題。
本文將巷道的各種數(shù)據信息分為測量數(shù)據、斷面數(shù)據和屬性
2、數(shù)據三類,按照弧段節(jié)點的數(shù)據結構將巷道分為巷道體、巷道弧和巷道節(jié)點三種元素,建立了巷道弧、節(jié)點、導線點、斷面和屬性五個數(shù)據表,并分析了巷道體—巷道弧、巷道弧—節(jié)點、巷道體—節(jié)點間的拓撲關系。提出基于巷道中線斷面建模法,即通過導線點數(shù)據計算出巷道中線點坐標,在中線處繪制一系列巷道斷面線框模型,并將它們用線段連接起來構成巷道的表面模型,用上、下、左、右四個弧段來描述巷道的斷面形態(tài),最后經過紋理影射處理,生成整體巷道的三維模型。
3、 本文分析了虛擬場景的建模特點和建模方法,選用OpenGL 作為建模工具,通過幾何建模、形象建模和行為建模三個步驟建立采場設備模型。運用運動學、動力學分析綜采設備的運動力學特性,提出使用約束型反向關聯(lián)運動的方法對液壓支架進行行為建模,運用子父體層次模型對采煤機進行行為建模。應用OpenGL提供的選擇機制,利用鼠標控制設備上的虛擬控制器,實現(xiàn)液壓支架和采煤機的交互操縱。設置系統(tǒng)計時器,利用時鐘控制各個綜采設備的運行狀態(tài),應用三維動畫雙緩存
4、技術實現(xiàn)生產工藝過程的動態(tài)模擬。
本文總結了我國采場覆巖移動規(guī)律的研究成果,對上覆巖層進行了層次劃分和結構分類,將頂板分為五類:易垮落松軟頂板、中等垮落性頂板1、中等垮落性頂板2、難垮落的堅硬頂板、假塑性彎曲頂板。采用基于面模型的線框模型建模方法,建立了采場覆巖的動態(tài)模型。系統(tǒng)能夠根據上覆巖層的數(shù)據自動判別頂板結構類型,計算并確定出直接頂數(shù)目、直接頂厚度、關鍵層的數(shù)目和位置,關鍵層的破斷順序,基本頂?shù)某醮慰迓洳骄嗪椭芷诳迓?/p>
5、步距等參數(shù)。系統(tǒng)能夠動態(tài)模擬采場任意時空位置的覆巖運動,實現(xiàn)了不同結構類型頂板垮落過程的虛擬表示,為研究礦山壓力和巖層移動提供了新的思路,可以驗證經典的礦山壓力假說關于覆巖移動的模型。井下場景復雜,逼真的再現(xiàn)導致計算機運行緩慢,本文運用模型簡化、實例、單元分割、霧化等技術,提高了畫面渲染速度,滿足了虛擬現(xiàn)實實時性的要求。設計出場景漫游、視點控制、位置查詢、碰撞檢測等交互手段,利用Visual C++和OpenGL 開發(fā)出基于PC 機的煤
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