基于CAD软件创建采矿工程设计标准线型及填充图案

李争荣LI Zheng-rong；潘俊涛PAN Jun-tao；张文方ZHANG Wen-fang

（①中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，昆明 650051；②昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093）

（①Prospecting Design Institute of Kunming of China Nonferrous Meta1s Industry，Kunming 650051，China；②Facu1ty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Techno1ogy，Kunming 650093，China）

0 引言

目前，AutoCAD软件是金属非金属矿山采矿工程设计的一种重要的计算机辅助设计软件，在按照《金属非金属矿山采矿制图标准》规定的线型及图例，经常需要重复绘制各种标准设计线型（如爆破警戒线、岩石移动线、开采境界线等）和标准填充图例（如地质地层图例、整体矿石图例、崩落矿石图例、支护形式图例等），而在AutoCAD软件中只提供了几种简单的线型及单一填充图案，这对于采矿工程设计是远远不能满足需求的。当设计者遇到CAD软件中没有提供的线型和填充图案时，难免会用点和线一点一点去拼凑，或用文字，图块并和、修剪、打断等命令来实现复杂线型，降低了设计工作效率；特别是在完成不了标准填充图案时，只能用相似图案来代替或者设计人员（或单位）自创一些填充图案，这样设计出来的图纸五花八门、图不达意，甚至达不到设计图纸要求。虽然已有相应的采矿设计规范，但是无法做到标准化，规范化，很难做到高效率、高质量的设计图纸。因此，设计员能预先创建好符合采矿工程设计规范的线型和填充图案，具有非常重要的意义—在用CAD软件设计过程中直接加载，既提高工程设计效率和提升设计图纸的质量，又能使设计更加标准化、规范化。

1 线型的定制

线型是用一系列的空格、点和直线排列组合而成的，并且还可以包含有“形”或“文字”的嵌入。AutoCAD软件中线型的定义有简单线型和复杂线型两种。简单线型，仅由点、直线和空格简单组合而成的线型；复杂线型，是在简单线型中嵌入了“形”或“文字”的线型。设计者对AutoCAD软件不但可以进行线型的设置及更改，还能根据设计需要创建各种新的线型。通过AutoCAD软件下的ACAD.LIN中增加或修改原有线型定义来创建新的线型；用户也可以用记事本、写字板或其它文本编辑器来编辑线型文件，线型文件扩展名一定为“.LIN”。对于简单的线型文件在AutoCAD系统安装文件的Support文件夹中，直接建立线型文件.LIN。而复杂线型需要首先根据线型的特点定义形文件（保存扩展名.shp，接着在AutoCAD的命令行下使用命令COMPILE对其进行编译，编译后的文件与形定义文件同名，但其文件类型为.shx。）和文字文件（保存扩展名.shx）。

1.1 AutoCAD简单线型文件的格式 每一种线型的定义在线型文件（一种ASCII码文件）中占两行：

第一行称为标题行，其格式为：*线型名[，线型说明]

其中：

“*”为标记符，不能省略；

“线型名”由多个符号（字母、数字、特殊符号和空格等）组成。标记符和线型名间不能留有空格。

“线型说明”用文字对线型的一个描述，帮助用户调用加载时了解线型的外观，可用符号表示，（可省略）。

第二行称为描述行：对齐方式码，dish1，dish2，…，dashn

其中：

对齐方式码：定义线型的对齐方式，目前只有两端对齐的一种对齐方式（用A表示）。

dish1，dish2，…，dash n：指组成线型结构线段的长度。Dish n＞0表示画一段长度为n的实线段，dish n=0表示画一个圆点，dish n＜0表示画一段长度为n的空线段；

例如：建立新线型（预留矿柱界线————，开采境界线_.._.._.._），从图1（a）线型由一个0.5mm实线段和一个0.5mm空线段组成；图1（b）线型由一个0.5mm实线段、一个0.06mm空线段、一个点、一个0.06mm空线段、一个点、一个0.07mm的空线段和一个0.5mm实线段组成。

图1 简单线型图

预留矿柱界线和开采境界线取名为“YLKZX和KCJJX”，其线型定义分别如下：

*YLKZX，预留矿柱界线————

*KCJJX，开采境界线_.._.._.._

此线型是按照[1]要求定制的。

1.2 CAD复杂线型

1.2.1 复杂线型格式 在AutoCAD中，复杂线型定义和简单线型的结构语法相似，只是在描述行增加嵌入“文本”字符或“形文件”的描述。

复杂线型定义的格式如下：

标题行：*线型名[，线型说明]

描述行：

对齐方式码，dish 1,dish 2,…[嵌入的文本字符串或形定义],dash n,…

其中，嵌入“文本”字符的定义语法为：

[“文本字符”,文本式样名,R=n1,A=n2,S=n3,X=n4,Y=n5]

嵌入形的定义语法为：

[形名,形文件名,R=n1,A=n2,S=n3,X=n4,Y=n5]

R、A、S、X和Y五个选择定义项，其含义如下：

R=n1：文本或形相对当前线段方向的转角，度。

其缺省值为0，表示与所给线段方向一致。

A=n2：文本或形相X轴的绝对转角。

可使其保持一种方向，指定A值，A=0，水平。

R和A不能同时指定，若都没指定，取R=0。

S=n3：确定文本或形的比例系数。

X=n4和Y=n5：确定相对于当前点的偏移量。

缺省时，文本或形的插入点放在此当前点。

n4：沿着当前线段方向偏移量，

n4＞0时和当前线段方向相同，n4＜0相反。

n5：沿着当前线段方向的垂直方向偏移量

n5＞0时于该方向相同，n5＜0时相反。

1.2.2 含文本字符串的复杂线型 实用矿界、开采边界等是由嵌入文本字符的线型。绘制此类直线，就象使用简单线型一样，其中嵌入的文字字符与文字样式相关。加载线型之前，图形中必须存在与线型相关联的文字样式，在中定义较为详细，可以应用。

图2 含文本字符串的复杂线型图

图2含有文本字符串的复杂线型的定义形式如下：

*KCZDSP，—开采最低水平—采最低水平—

A,0.5,-0.25,[“开采最低水平”,STANDARD,S=0.2,R=0,X=0,Y=-0.1],-0.25

*断层线，—X—X—

1.2.3 含有自定义形文件的复杂线型 形可以由用户自行定义，写入后缀为.SHP的ASCII文件，再经COMPILE命令编译为二进制的.SHX文件，最后用AutoCAD快捷工具命令MKSHAPE直接生成形（供其检查）。采矿设计中这类型的复杂线型应用最多（如移动界线⊥⊥⊥⊥⊥，爆破警戒线—××—××—或—×—×—等），实用性较广，这类复杂线型（见图3）的定义如下：

图3 含形文件的复杂线型图

*移动线,MOVELINE⊥⊥⊥⊥

* 爆破警戒线 1,警戒线-××-××-

* 爆破警戒线 2,警戒线-×-×-

其中方括号内：MOVELINE和GUARDLINE都是“⊥”和“×”都是形，因此需要在support目录下预先定义出含有形“⊥”和“×”等名称的扩展名.shx的形文件（对应分别是 MOVELINE.shx和 GUARDLINE.shx）。

首先在support目录下建立一个有形“⊥”或“×”的文本文件，具体编译如下：

；；形名称“⊥”的定义为：

或

；；形名称“×”的定义为：

为了使形“⊥”和“×”更加清晰，可以将上述分别保存为形文件格式（也可共同建立一个形文件），即MOVELINE.SHP和GUARDLINE.SHP；接着启动AutoCAD软件，再启动编译程序（在命令行中输入compi1e）进行编译，当上述文件成功变成MOVELINE.shx和GUARDLINE.shx，说明编译代码没有出现错误，可以运行；当想检查编译的形是否有问题时，可以在已启动的AutoCAD软件内运行调用命令（1oad命令，加载OVELINE.shx或GUARDLINE.shx），就可以看到加载出来的shape形是否为“⊥”或“×”；若有差异，再对.Shp文件进行编译、调整及运行，反复操作直到符合自己的要求的shape为止。

关于形文件内“形”的定义由标题行和定义字节行组成；

标题行：以“*”开始标记，后面紧跟说明形的编号、大小和名称；

定义字节行：由描述代码组成，代码之间由逗号分开，最后以0结束。其中描述代码分为矢量长度加方向代码和特殊代码两种。矢量长度加方向代码是一个由三个字符组成的字符串。第一个字符为0（表示后面的两个字符为十六进制值）；第二个字符为矢量的长度，是指沿X轴方向或Y轴方向的长度，斜线的矢量长度是其在X轴或Y轴上的投影长度，取值为1～F；第三个字符为矢量的方向，取值为1～F，具体含义如图4所示。

图4 形定义中的方向代码

图5 填充图案定义中的模式行参数的意义

矢量长度加方向代码就能定义很多形，但是有些形（[1]中的设备图例）仅用矢量长度加方向代码不能编译完全时，就需要用到特殊代码，形定义中的特殊代码意义见表1（表中代码1表示十六进制，代码2表示十进制）；图3（a）中的“形”采用了两种代码混合定义，图3（b）中的形主要是以特殊代码定义。线型文件（扩展名为.1in）和形文件（扩展名为.shx）皆需要放到AutoCAD安装目录下的support文件内。这样才能进行加载，否则将会出现错误或加载不了现象。当熟练应用代码进行编译后，设计人员可以轻松进行其他复杂的“形”进行编译，形成更多符合国家规范的复杂线型供其调用。

2 填充图案的定制

AutoCAD系统为图案填充操作提供一个标准图案库文件（ACAD.PAT），当不满足设计人员需要时，可以自己进行定义。在AutoCAD安装目录下的support文件内建立一个以“.pat”为扩展名的文本文件，在文本文件内进行符合设计要求的填充图案的定义。

2.1 填充图案定义 与线型定义类似，填充图案的定义由标题行和模式行构成：标题行：以“*”开始标记，填充图案名称[，填充图案描述]；模式行：图案直线定义及填充线的控制信息，一个填充图案可以定义多种类型的图案直线（图案直线的数量没有限制）。

即：*pattern-name[,description]

其中：

Ang1e：表示填充图案直线与水平线的夹角；x-origin，y-origin：表示选中的第一条填充图案直线经过的坐标点；de1ta-x：表示相邻的同类型的填充图案直线沿Ang1e方向上的偏移量；de1ta-y：表示相邻的两条填充图案直线间的垂直于Ang1e方向的偏移量。

表1 形定义的特殊代码

dash-1，dash-2，…表示填充图案直线的规格说明，与上述的线型定义相同。

当用户使用一个填充图案（如图5），AutoCAD首先生成一条通过x-origin，y-origin指定点的图案直线，然后根据偏移量de1ta-x，de1ta-y来产生相邻的直线，并根据所有选定的填充边界对这些图案直线进行裁剪。如果在填充图案定义中包括多种类型的填充图案直线（dash-1，dash-2…），则可以通过上述线型定义对每种图案直线一次绘制，并叠加在一起产生出更多更复杂的图形。

2.2 填充图案定义实例 图6的两种图例是采矿设计中经常需要用到的，就以这两个图例定义过程作为实例，达到对填充图案定义的理解。

图6 中的两种填充图例

图6（a）中矿体的填充图例的定义如下：

图1.6中b充填废石的填充图例的定义如下：

图6（a）中矿体的填充图例图案的定义行定义了这个图案只有1组平行线（45度线）。图6（b）中道渣的填充图例图案的定义行定义了这个图案有3组平行线（一组30度线、一组150度线和一组水平线），且叠加形成最终图案。

3 讨论

计算机制图过程中出现的不标准化问题已引起质量管理部门的高度重视，从而出版了相应的标准规范。很多单位CAD制图都存在标准化和程序化水平偏低的情况，使得CAD制图的速度较慢和图纸的质量不合格。依据金属非金属矿山采矿制图标准(GB/T50564-2010)的规定要求，设计单位制作出AutoCAD平台上使用的标准线型和标准填充图案，进行广泛推广使用。这样既作图方便快捷、设计图纸清晰美观，又能充分表述设计者的图意。

4 结论

①工程设计中各种复杂线型是在CAD中标准线型基础上改动或嵌入形文件（或文本对象），熟练进行形文件的编写，可以提供出更多符合工程设计规范的线型，以使工程设计线型更加标准化、高效化。②根据制图规范要求，熟练进行填充图案的创建及修改，以备调用，使工程设计图纸图例更加标准规范。③本文论述了制作线型与填充图案的基本思想及制作过程，在实际工作中根据不同情况下的要求可以加以分析修改，就能做出更多的线型和图案。同样，可以采用此思想与方法来推广到其它行业规范内的线型与图案的定义以供调用，从而提高绘图质量和工作效率，缩短劳动时间。

[1]GB/T50564-2010，金属非金属矿山采矿制图标准[S].

[2]孙士保,李曼等.AUTOCAD2012中文版实用教程[M].北京:电子工业出版社,2012：1.

[3]石高峰,黄伟敏.AutoCAD基础教程[M].武汉:西安电子科技大学出版社,2006：8.

[4]李国芹,吕胜斌.AutoCAD环境下几种常用线型的定制[J].水科学与工程技术,2006(增):15-17.

[5]陈杰峰.创建符合国标规定的AutoCAD绘图环境[J].陕西理工学院学报,2006,22(1):60-62.

[6]杜运夯.基于CAD的地质填充图案的编制[J].矿业工程,2009,7(4):62-64.

[7]何虎军,赵亚宁,杨本生.基于AutoCAD的采矿地质标准图库的创建[J].金属矿山,2011,418(4):115-118.