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矿井突水及避灾仿真算法的研究与实现

发布时间:2018-04-15 21:31

  本文选题:突水规律 + 数据结构与拓扑关系 ; 参考:《中国矿业大学(北京)》2013年博士论文


【摘要】:论文主要针对矿井突水的仿真过程进行了研究。系统总结出了突水过程的相关规律。包括:突水点分布规律、突水过程演化规律、突水方式与突水漫延的规律、巷道内水流运动规律。并介绍了影响突水的地质和工程因素,作为后续建立突水仿真算法的理论基础。 该研究采用巷道的测量导线点作为数据源,建立了巷道空间数据结构和拓扑关系,分析巷道网络联通性和巷道网络权值。并且对巷道的存储结构进行了优化,采用稀疏矩阵的存储方式,提高算法的计算和存储效率。 论文根据水害事故避灾线路的设计原则,建立了突水避灾算法。该算法在图论学的基础之上,通过对巷道的网络可通行性进行分析,实现了由多个任意起始点至多个任意终点的,多地点人员避灾的最佳线路算法。为矿井安全生产服务。 最后,研究并实现了突水漫延算法、水量约束突水漫延算法。该算法根据预计的突水总量、突水起始点、巷道断面、坡度、长度等情况,仿模拟水害在巷道内的发展演化过程,模拟水流的下向漫延和上向升涨,,分析出突水影响的范围。并求解出最佳的水害避灾路径。 该算法实现了由突水量约束突水范围的快速直观三维表达,为制定避灾路线,事故调查,优化路线及应急救援决策提供依据。
[Abstract]:The paper mainly studies the simulation process of mine water inrush.The related laws of water inrush are summarized systematically.It includes: the distribution law of water inrush point, the evolution law of water inrush process, the law of water inrush mode and water inrush spread, and the water flow movement law in roadway.The geological and engineering factors affecting water inrush are introduced as the theoretical basis for the subsequent establishment of water inrush simulation algorithm.In this study, the spatial data structure and topological relationship of roadway are established by using the measured traverse points of roadway as data source, and the network connectivity and weight of roadway network are analyzed.The storage structure of laneway is optimized and the storage efficiency of the algorithm is improved by using sparse matrix storage method.According to the design principle of water disaster avoidance line, the algorithm of water inrush disaster avoidance is established in this paper.On the basis of graph theory, the algorithm realizes the optimal route algorithm from multiple arbitrary starting points to multiple arbitrary endpoints by analyzing the network passability of laneway.For mine safety production services.Finally, the water inrush diffusion algorithm and the water-constrained water-inrush diffusion algorithm are studied and implemented.According to the predicted total water inrush, the starting point of water inrush, the section of roadway, slope, length and so on, this algorithm simulates the development and evolution process of water disaster in the roadway, simulates the downward spread and upward rise of water flow, and analyzes the influence range of water inrush.The optimal path of water hazard avoidance is obtained.The algorithm can express the range of water inrush by water inrush quickly and intuitively, and provide the basis for making disaster avoidance route, accident investigation, optimizing route and emergency rescue decision.
【学位授予单位】:中国矿业大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TD744;TP301.6

【参考文献】

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本文编号:1755876

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