矿井通风系统三维可视化及网络解算优化

 针对目前通风软件功能存在局限性的现状,结合矿山开采深度增加和通风网络越来越复杂的实际,开展了新型矿井通风系统三维可视化研究。基于回路风量法和节点风压法提出了新的改进解算算法,使其能够解决复杂的通风网络解算问题;根据新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法逐层生成闭合轮廓线,将各层轮廓线三角化并将所有的三角化网格合并,生成封闭的三维联通实体巷道;采用“层次式平台+插件”的方法进行系统开发。最终实现了通风系统三维可视化模拟、网络解算优化、通风管理信息化;与矿山数字化软件相结合,可有效集成监控监测系统,实现数据管理一体化和矿山安全管理。     

基于实测边界线的地下巷道三维建模方法

根据实测边界线和断面参数,提出地下巷道三维实体的分层建模解决方案:采用图论的树结构表达边界线划分的复杂区域(简称区域树),并采用约束三角剖分的方法对区域网格三角化;提取所有三角形中表示巷道的断面底边和“出口位置”的边,根据断面参数,拟合生成断面轮廓线;均匀离散化断面轮廓线,生成左右对称点列,这些点构成三维巷道实体的特征点;分层提取断面轮廓线上的特征点,生成分层轮廓线;最后对相邻分层轮廓线和顶、底轮廓线分别实现巷道体网格三角化.研究结果表明:该算法充分利用区域树表达的空间拓扑关系和断面参数信息,实现简单,适用于同一中段边界线在任意复杂情况下的连通巷道实体三维建模.     

粒子系统算法在矿井巷道风流三维可视化中的应用

基于粒子系统算法,采用科学可视化技术,研究了矿井巷道风流三维可视化的若干关键问题,实现了巷道内风流方向、风流性质、风流速度和风流大小等方面的逼真显示和实时交互查询,对提高矿井通风管理水平起到了一定的促进作用。     

基于三维GIS的矿井通风信息系统

为了实现矿井通风管理的信息化和自动化,基于三维地理信息系统(GIS)技术,构建了矿井通风系统图的三维数据模型和几何模型,利用OpenGL中的拾取机,以ADO作为数据库引擎,开发了三维GIS矿井通风信息系统,实现了矿井通风系统的三维可视化建模和风流模拟,并可对巷道属性和通风属性进行动态交互式查询.系统的开发对提高矿井通风的管理效率具有很大的作用,增强矿井生产的安全性,提高煤矿生产的经济效益,具有较强的应用前景.     

深井软岩巷道底鼓的防治

随着我国煤炭开采深度不断增加．巷道所处的岩层的岩体性质多具有软岩性质,应力也随之增大,巷道底鼓问题日趋突出。底鼓是指受采掘工程的影响。巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移;造成巷道底板向上隆起。底鼓所导致的巷道断面缩小,阻碍运输和行人、妨碍矿井通风,严重制约着煤矿的安全生产。一、现状分析     

巷道三维显示自动建模新方法

在C#开发环境下,结合矿井巷道自身的特点,在ArcGISEngine平台上进行二次开发,提出了一种巷道由二维到三维显示的自动建模新方法,研究了三维巷道表达、数据提取与组织和三维显示等问题,实现了井巷的三维自动建模。该方法为矿井巷道三维信息系统的建立提供了新的解决方案。     

矿井通风现场实验应用模型

针对以往的矿井通风现场实验所遇到的问题,即在地下挖掘巷道或者在地面砌筑巷道,要花费大量的时间和人工,既费时又费力,还会受到仪器精度的影响,难以达到预期的实验效果.采用PVC管按照一定比例组装小体积矿井控制模型模拟的方法,虽然与原有的通风系统模型原理相似,但是采用Visual Basic程序编写上位机程序软件,利用了精密的风速传感器、压差传感器和风门执行器进行了矿井通风的模拟实验,模拟实验的结果表明实验更加精确,更容易调节.该实验系统具有低成本、小体积、直观、操作简易、功能全面等特点.     

矿井通风系统并联巷道降阻调节经济性分析

为解决利用并联巷道进行通风系统降阻调节面临的经济性问题,采用理论分析的方法,依托长平矿生产实际,结合并联巷道降阻调节原理建立降阻调节费用最优化模型,分析了并联巷道长度、巷道过风量、巷道使用年限、巷道施工掘进单价、通风电力单价等因素与费用的关系,及局部并联巷道对通风系统降阻调节的有效性与经济性.研究结果表明:矿井通风全费用随并联降阻巷道长度增加而增加,能够提高通风效果但经济性相对较差;全费用随并联巷道过风量和巷道使用年限增加而增加,但存在经济临界点,可实现通风经济性;得出并联降阻巷道位置是影响通风经济性的一个重要因素,并依据通风动力单价和巷道掘进单价建立经济判定指标,从而能快速、准确确定并联巷道降阻经济调节位置.     

矿井通风在线监测及动态分析预警系统在打通一矿的应用

针对目前煤矿通风系统监测手段相对落后的情况,开发了"矿井通风在线监测及分析预警系统",并在打通一矿进行现场应用。通过采集相关传感器数据,结合通风网络拓扑结构图,实现全矿井通风网络的实时解算与监控,对井下发生的通风异常状况进行及时、准确报警;针对仿真中发现的W和W2风机风量分配不合理的问题,提出了通风系统优化方案并在现场进行实施,取得良好效果。     

矿井通风网络可视化拓扑关系建立和维护

对矿井通风网络管理中拓扑关系的建立和管理是一项重要的工作,针对传统的做法是利用手工建立和管理,具有劳动量大,容易出错,效率低等特点。利用面向对象编程思想,采用 C 编程语言在 VC 平台上开发一套建立和管理矿井通风网络拓扑关系可视化软件。把矿井通风网络中构成实体分成巷道对象、结点对象、构筑物对象、通风动力装置对象和风流方向对象,基于这几类对象在内存地址进行管理拓扑关系的矿井通风网络可视化软件。软件具有操作简单、劳动量小、效率高等特点。