矿井通风网络三维仿真与优化模型

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2 o e eo ca ia adEe tcl n ier g inU iesyo rhtc r n eh o g ) .C l g f l Meh ncl n l r a E g e n ,X , nvri f c i t ea dT c nl y c i n i a t A eu o
因无 机械 通风 、 启 用 通 风设 施 或 通 风 时 间过 短 等 未
络解 算 , 对矿 井通 风 网络进 行实 时监 控 , 同时依 据 实 际开采 状况 、 设 以及 通 风 需 要 , 时 生 成 建 设 方 建 及
案 , 比分析 , 行方 案优 化 。 对 进
造成 的 中毒窒 息 事 故 。 因此 , 煤 矿 山要 减 少 事 非
黄华越( 9 1 ) 女 , 师 , 17 一 , 讲 硕士 ,50 8贵州省六 盘水 市水钢 5 32
巴 西北 路 文教 巷 。
总第 5 3期 1 础 上 。系统 框架 模 型见 图 1 。
现 代矿 业
21 0 2年 1月第 1期
() a 圆形 截 面
() b 马蹄 形 截 面
案, 达到 系统 优化 仿真 的 目的。
该 系统 的开发 实现 了矿井 风 网的三 维 可视化 与 风 网解算 的一 体化 , 同时 提供 了巷 道 节 点 参 数 和 通 风参 数 的录入 、 辑和 查询 功能 。 编
2 矿 井通风 网络参数化仿真 图形模型
通 风 网络三 维 图形 仿 真 模 型 , 即通 过 V B实 现
百度文库针 对 某 大型矿 区巷 道众 多 , 通风状 况复 杂 、 多变 的特 点 , 用 了空 间图 形相 互 转换 和 采
通风 网络 解 算两种 算 法 , 立 了通风 网络 三 维 图形 , 真数 据 以及 风 网 解算 三 大模 型 , 决 了矿 井 建 仿 解 通风 网络 三 维仿真 图形建模 、 自动标 注 以及 通 风 网络解 算等 问题 , 而为 实现矿 井通 风 网络 三维仿 从
图 2 两种截面 巷道及其三维模型
由 图 2可知 , 、 别为 巷道 的始末 节 点 , 系 S E分 在
统 三维 建模 时 , 分别 输 入 图 2中两 种 截 面 的坐 标 参
图 1 矿 井 通 风 网络 三维 仿真 系 统 框 架 模 型
数 , 过拉 伸生 成两 种巷 道模 型 。 经
① 将矿 山通 风 网络 中各 分支 巷道 的节 点坐 标 和界 面 形 状 输 入 到 图形 数 据 库 中 , 统 通 过 基 于 V 系 B对 S l Wok oi rs图形 的二 次 开 发 , d 自动 生 成 矿 井 通 风 网
道, 建立不同类型 的巷道截面基准面。其原理均是 以巷道 初始 节 点 S为 基 准 点 , 建 节 点 s所 在 截 面 创
3 5
故死 亡人 数 , 制 重特 大事 故 , 要从 预 防 中毒窒 息 遏 就 事故 下手 , 中一 项 关 键性 技术 措 施 就 是 强 力 推行 其
机械 通风 。
通 过矿 井 通 风 网络仿 真 与 优化 模 型 , 时 推 广 及 快速 、 便捷 、 效 的 矿井 通 风 网络 仿 真 与 优 化 系统 , 高 实 时进行 通风 网络仿 真 和风 网结 算 , 实 现 矿 山的 对 安全 生产 和数 字 化建设 起 着举 足轻 重 的作用 。
的基准 平 面 。
基 准 平 面创 建 完 成 后 , 系 统 默认 的坐 标 系 方 在 向上定 义二 维截 面 上各 节点 坐标 。 圆形截 面 圆心 为
络 巷 道各 中段 三 维 图 形 和 矿 区整 体 巷 道 的三 维 模 型 ; 将采 集 到 的通 风 数据输 入 到 系统数 据库 , 统 ② 系 通过 V B调 用 风 网解 算 模 块 , 算 出各 通 风 回路 中 解 风阻 、 风量 、 流方 向等 各 项 参 数 , 依 次 标 注 在 巷 风 并 道 各 中段 ; ③用 户 可根 据矿 山实 情 , 次设 计 多个 巷 依
创 造 三维 仿 真 框 架及 优 化 模 型 , 根 据 矿 山井 需
建 的实 际构 造 , 时生 成 三维仿 真 图 , 及 并进 行 通风 网
人 , 比增 加 2起 、 ; 属 与 非 金属 矿 发 生 2起 , 同 3人 金 死亡 3 1 , 比增 加 2起 、2 2人 同 3 1人 。其 中多数 属 于
大 型矿 山具 有 “ 道众 多 、 风 状 况 复杂 ” 巷 通 等特 点, 采用 空 问 图 形 转 换 算 法 和 通 风 网络 解 算 算 法 , 以解决 矿 井 通 风 网 络 三 维 巷 道 图 形 仿 真 、 巷 道参 数 标注 和风 网解算 等 问题 , 立 通 风 网络 三维 建 实 体模 型 、 据 流模 型和 风 网解 算数 据模 型 , 数 可为矿 井 通风 网络 三维 仿真 和优 化 系统提 供理论 基 础和框 架模 型 , 而实 现矿 井 通 风 网 络 三维 仿 真 和 风 网解 从 算 的高 度智 能化 与 自动化 。 矿 井通 风 网络 三维仿 真 与优化 系统 的开 发建 立 在 三维 仿真 、 据传 输 和 风 网解算 等框 架 模 型 的基 数




总 第 5 3期 1 2 1 年 1月第 1期 02
M0RDEN I NG M NI

安 全 ・r 4 ・ r ̄ ,
矿 井 通 风 网络 三维仿 真 与优 化 模 型
黄华越 胡 明振
(. 1水城钢铁公 司职教 中心 ;. 2 西安 建筑科技 大学机 电工程 学院)


Hu n a u a g Hu y e Hu M i g he nz n
( . h i e gI n& SelG op C . Ld oai a E u a o etr 1 S uc n r h o t ( ru ) o ,t.V ct n l d ct nC ne ; e o i
据 国 家 安 全 监 管 总 局 调 度 统 计 司 统 计 ,08 20
年 , 国发 生特 别 重大事 故 1 全 O起 , 死亡 6 2人 , 比 6 同 增加 4起 、6 3 0人 。其 中 , 矿 发 生 5起 , 亡 14 煤 死 7
1 三维 仿 真 框 架 及 优 化 模 型
在 系 统 坐 标 系 、,z 中 , 对 不 同性 质 的 巷 l 、 针
由图 1可 知 , 统 基 于 V 的 基 础 上 , 现 对 系 B 实
Sl Wok oi rs的二 次 开 发 , d 以及 对 风 网解 算 模 块 和数 据 库 的调用 。其原 理 和 操 作 步 骤基 本 上分 为 3步 :
真和 风 网解 算的 高度 智能化 与 自动化 , 以及 矿 山数 字化 建设 和安 全 生产 , 供 了理论 指 导和技 术保 提
障。 关键 词 矿 井通风 网络 三 维仿 真 优化 模 型
3 S m u a o nd Optm ia on M o lo i e Ve tl to t r i lt n a i z t D i i de fM n n a n Ne wo k i i
对 S l Wok 三维 软件 的 二 次 开 发 , 中包 括 分 支 oi rs d 其 巷道 的参 数化 建 模和 通风 参数 的 自动标 注 。 矿井 通 风 网络整 体模 型是 由各 分支 巷 道三 维模 型 和风 网参 数构 成 , 过 网络 三 维 模 型 的 建立 以及 通
H , ) P : ,3z)=( , 30 ; 4 ( ,4 ) 20 ; 3 ( 3Y , 3 0 t ,) P : 1 - 4Y ,4

(一 , , ) P : 5 Y ,5 日1 0 ; 5 ( ,5 )=(一 , 0 H10, ).
2 2 分支 巷道 参数 化仿 真模 型 .
道 建设 或 改造 方 案 , 根据 各方 案 中三 维 模 型 仿 真 以 及风 网解 算 的结果 进 行 对 比分 析 , 而 选 择 最 佳 方 从
( , 0 , 径为 R, 2 b 各点 坐标 为 : O0,)半 图 ()
P: ,1 1 ( Y , )=( , 0 ;P : 2 Y ,2 1 Hl0, ) 2 ( ,2z )=( , 日1
v n i t n n t r smu ain g a h cmo e i g u o t i n in n n e t ai n n t r o u e t a i ewo k 3 i lt r p i l o D o d l ,a tmai d me s i g a d v n i t ewo k s l — n c o l o t n w r ov d a d t e te r sa d t c n c lg a a te we e p o i e rr aiai n o ih lv lit l i e e s l e . n o i n e h i a u r n e r r vd d f e l t fh g e e e - o h h e o z o n
Absr t Ai ng a h r ce itc fma y r a wa t ac mi tc a a trsi so n o d y,c mp i ae e tlto tt fabi n r o lc t d v n iai n sauso g mi e — a o e,s a e fg r t a o e so n e tlto t r out n meho s we e a o td.Ve t a lz n p c u e mu u lc nv ri n a d v n iai n newo k s l i t d r d p e i o ni - l t n n t r g a h c,smu ai n daa a d v n iain n t r ac lto d l r e p. Mi e i ewo k 3D r p i o i l t t n e tlto ewo k c l u ain mo e swe e s tu o n
平行 轴 马蹄形 过 S平行 yz 拉伸 o 画三心拱 截面一
分支 巷道 的 三维模 型基 本 上采 用拉 伸或 者 扫描 方法 生成 。其 中拉 伸 法 建 模 速 度 快 , 要 考 虑 建 模 但 的方 向 , 而扫描 法 不需 要考 虑建 模方 向 , 但建 模 速度
较 慢 。不 同性 质巷 道 的建模 流程 见 表 l 。
表 1 巷 道 建 模 方 法 及 流 程 表
lcuaiain a d a tmaiai n o n e tlto ewo k3 D i l t n a d v n iai n n t r ac . e t lz to n u o tz to fmi e v n i in n t r smu ai n e tlto ewo k c l u a o 1to ain,mi e d g tlz to o tu to n a e p o ucin. n i i iain c nsr ci n a d s f r d to a Ke wo ds Mi e v n ia in n t r y r n e tlto ewo k,3 D i l to smu a in,Op i z to tmiai n,Mo l de
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