露天矿坑的模型主要是由地表与开挖区域组成,地表可以采用MIDAS GTS的地形数据生成器或者曲面生成功能得到,所以关键问题就转换为如何建立开挖区域以及如何与地表做好切割、布尔运算等使得最终网格耦合。此时可以分多种情况。
1 简化剖面放样
若地勘给的条件有限,或者本身能力有限,建模时间较紧张,可以简化矿坑区域,或者仅建立部分矿坑的模型,首先将剖面数据线组合为线组,然后通过扫描命令,将线组扫描为面,此时的坡面或者开挖面对地形实体进行切割即可得到开挖的矿坑。
2 若给出的模型较完整,能给出矿坑的几何或者实体模型,此时可以直接通过导入对应格式的几何文件来辅助建模,矿山常用建模软件是各种MINE的软件,或者犀牛进行一定的几何前处理。此时可以分成两种类型:一类是几何比较完整的,以FLAC3D 3DEC与有限元快速建模技术中的矿坑例题为例,在CAD类软件中对每一层的矿坑进行几何线优化后形成曲面
再将曲面或者实体通过BIM导入到MIDAS GTS中,由于没有这个CAD原始文件,因此任意绘制一圈闭合的线框,此时可以用样条曲线或者多段线来重绘每一层马道的外围圈
书籍中的矿坑几何线处理
然后采用放样命令,此时可以按照默认生成矿坑实体。每一层均可以按照此方法得到实体,然后将此类实体进行合并得到一个整合的矿坑开挖实体。然后再与地形的实体做好布尔运算
采用样条曲线以及多段线来扩展实体或者得到的曲面如下所示,此时最终绘制的网格,如下图所示。
3 在很多情况,地勘或者矿山部门给出的矿坑资料是一个网格,以及包含台阶-马道-运输通道,此时的网格多半以四边形为主,此时需要在CAD等软件中将网格文件转化为曲面文件,但是此曲面文件会被分割为很多个小面,需要在MIDAS或者其他软件中将这些面组合形成一个多重曲面对象,在MIDAS中可以采用曲面并集或者缝合的操作,然后再切割地层实体时,对象需要选择“面体组”对象
但是此时实体切割后会出现一些地表位置的小特征面,可以理解为坏面,比如切割后一般是只有2个实体,现在是5个实体,一定有3个有问题的地方。
放大后可以看到,这些位置有切割的小面与小体对象,若不处理可能会导致网格绘制失败,此时可以通过“几何简化中的移除面”功能来处理这个
处理前后的实体
在划分网格之前对矿坑区域做好尺寸控制,即可得到合理的矿坑实体模型。
MIDAS绘制的四面体网格与混合网格