MATLAB实现垂线法保护煤柱模型分析与自动化绘制

"垂线法保护煤柱模型分析及MATLAB实现" 本文主要探讨了垂线法在保护煤柱设计中的应用，并通过MATLAB实现了该方法的自动化、可视化和立体化，以提高计算精度和效率。垂线法是一种常见的留设地表建（构）筑物保护煤柱的方法，尤其在面临村庄、道路、水体等压煤问题的矿区。这种方法基于几何模型，通过建立数学公式来确定煤柱各角点坐标。 在垂线法的设计原理中，首先确定受护边界的轮廓，如图1所示，通常是一个多边形。接着，在受护边界外侧增加维护带，形成一个新的边界。然后，将这个扩展的边界与第四系移动角相交，得到新的边界点a、b、c、d、e。这些点是通过在原边界外侧一定距离（根据移动角）向下延伸至基岩面得到的。最后，由这些点分别作原边界的垂线，形成的封闭图形即为保护煤柱的边界。 在MATLAB中实现这一过程，可以利用其强大的数值计算和图形绘制功能。通过编写程序，可以自动化地计算各点坐标，并绘制出保护煤柱的精确形状，同时提供三维视图，使得煤柱设计更加直观。这不仅大大简化了传统手工绘制的复杂度，也减少了计算错误的可能性。 实例验证表明，利用MATLAB实现的垂线法保护煤柱模型具有很高的准确性和实用性。对于煤矿行业来说，这种技术的运用有助于优化煤柱设计，确保地面设施的安全，同时也提高了工作效率。 关键词：保护煤柱；垂线法；几何模型；MATLAB应用 该文的研究属于行业研究范畴，对于煤炭资源的合理开采和地表设施的保护具有重要意义。通过MATLAB的计算和绘图工具，垂线法保护煤柱的设计得以现代化，为矿业工程提供了更高效、精确的技术支持。