磨矿浮选主厂房计算机辅助设计的研究

                                   磨矿浮选主厂房计算机辅助设计的研究

　　有色金属设计磨矿浮选主厂房计算机辅助设计的研究王疏华（中南大学矿物工程系，湖南长沙410083）和研究，提出了该系统设备图元的分类与构造。图形数据库的建立。配置图描述的具体方法。

　　磨矿浮选主厂房的工艺设计是浮选厂设计的重要部分。由于浮选工艺过程既多变又复杂，使其设计过程的计算机化一直未能得到较好地解决。在总结前人工作的基础上，本文对磨矿浮选主厂房计算机辅助设计进行了初步的研究，并编制了GFCAD设计软件包。下文就软件的设计思想、结构和功能作一介绍。

　　1设计思想解决选矿工艺设备配置图计算机辅助设计的关键问题是：设备图元集的构造、图形数据库的建立和设备配置图的描述。

　　1.1设备图元的分类及构造选矿工艺设备种类繁多、结构复杂，必须对选矿工艺设备进行分类。根据选矿工艺设备配置图设计的具体特点，可将选矿工艺设备配置图的图元分成：标准定型设备（如*收穑日期：2001；：王毓华（1964-X男湖北人，副教授主要从事浮选及计算机应用方H的工作……seryed http://wWW.i有色金属设计破碎机、球磨机等）非标准设备及构件（如漏斗、溜槽等）各种常用制图符号（如设备标号、标高符号等）建筑结构类（如厂房的柱子、梁及屋面等）4大类。这4类图元在选矿工艺设备配置图设计中使用的顺序大致为：①首先确定选矿工艺过程所用到的各种主要标准定型设备；②对选矿工艺主要设备进行机组配置，确定所需各种非标准设备及构件；③按工艺要求对设备机组进行联接，确定工艺厂房的结构形式和大小等；④按照设备配置图的绘制规范，加注各种制图符号，以增强配置图的表达能力和准确性。

　　对这4类图元集的构造，以往多采用建立静态图形库或对部分参数绘制成图的方式来实现，不仅建库量大，且灵活性差。本文对这4类图元集的构造全部采用参数化绘图的方式来实现，通用性强，灵活性好。

　　1.2图形数据库的建立设备配置过程中，经常需要对某些设备图形实施各种几何变换，以得到满足设计要求的几何图形。实践证明，对设备图形的直接操作不如对其相应的设备图形数据的操作方便。为此，设备图形数据库的建立，不仅是满足图元绘图过程的需要，也是满足图元的几何变换的需要。

　　通过对设备图形的分析，发现工艺设备等几何图形包括几何信息（包括图形的点、线、面等的个数及坐标值等）和拓扑信息（点、线、面之间的几何关系）几何图形的绘制依赖于图形的集合信息，而图形的几何信息的获得又依赖于图形的拓扑信息。此外，几何图形的大小和形状均可由尺寸来定义和约束。综合这两点，对图形数据库的建立可采用“尺寸约束法”原理，即根据几何图形的约束尺寸、拓扑关系，计算出绘制几何图形所需的几何信息，进而绘制几何图形。

　　1.3设备配置图的描述和调整算法1.3.1设备配置图的标准模块描述选矿设备配置主要按各种设备机组配置的方式进行。因此可将各种工艺设备机组、设备单体、各种通道和检修场地等描述成标准的模块，通过对这些模块在厂房内按工艺要求进行“拼接”（以各种设计规范为约束）即可实现配置图的设计。这样，对确定的工艺流程，一旦其标准模块被选定，那么，设备配置图设计的工作是确定这些模块之间的相对位置。

　　本文把每种标准模块均定义成一个或多个平行六面体，该平行六面体定义了模块中工艺设备及辅助设备等占用的物理空间。因此，选矿厂设备配置图设计的约束条件为：各种通道和检修场地均可定义成特殊的模块（即不包含工艺设备）各模块之间均不存在相互交叉的情况。

　　1.3.2设备配置图的调整确定了设备配置图的各种模块后，按照过计算进行调整，才能得到最终的配置图。

　　对于选矿工艺设备配置，其主要的可比部分是工艺厂房的投资，该计算是通过调整各模块间的位置，使得工艺厂房的几何尺寸达到最小，从而使厂房的投资最省。厂房的几何尺寸为：L，B/，H分别表示与厂房各方向相关的模块的长、宽、高。对厂房的高度是指与剖面图对应的切面上相关模块高度值的和，其值主要由工艺要求确定。此外，厂房的长度和宽度（L和B）的值还受到建筑模数的约束，即L和B均需满足3或6的倍数。因此，计算是在建筑模数的约束下，通过各模块位置的移动，使得工艺厂房的L和B值最小，投资最低。

　　王毓华：磨矿浮选主厂房计算机辅助设计的研究环境GFCAD系统结构简图根据磨矿浮选主厂房设计的特点，其计算机辅助设计系统的设计应包括数据计算和图形处理两大部分，从而确定了系统的总体结构，见。

　　中，数据处理子系统包括磨矿和浮选工艺流程、设备及绘图参数的计算与处理；图形处理子系统则包括浮选工艺流程图、磨矿浮选主厂房设备配置平面和剖面图设计。数据处理与图形处理两部分通过数据文件完成通讯。

　　3 GFCAD系统运行示例金属浮选厂的磨矿浮选主厂房工艺设计中应用，获得了设计所需的设计文件及图纸。这表明该系统已能满足初步设计深度的要求，设计工作可全部由计算机来完成。该选矿厂工艺流程为两段全闭路磨矿，铜循环为一粗、四精；钨循环为一粗、四精、二扫。经计算和设备选型，最终可得到的磨矿浮选主厂房的设备配置图，见（剖面图略）4结语算机辅助设计的基础问题进行了初步的探讨和研究，提出了设备图元的分类及构造，图形数据库建立及配置图描述的具体方法，为今后进一步研究奠定了基础。对于典型的浮选厂的磨浮车间设计，GFCAD系统的实际运行结果可达到初步设计的深度，已运用于图形交换文件图形数据库图形库图形数据库维护数据交换文件数据库数据库维护数学模型库个有色金属设计选矿厂设计的CAD教学中。