礦山巷道三維網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及其路徑分析方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、“數(shù)字礦山”的科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)是當(dāng)前地礦領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向,礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建與空間分析則是數(shù)字礦山的重要研究內(nèi)容,其研究成果對(duì)“數(shù)字礦山”理論方法研究、礦產(chǎn)資源勘查、礦山?jīng)Q策管理、礦山安全生產(chǎn)與礦山救援等具有重要意義。
   在礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型方面,采用面向?qū)ο蟮姆椒?,研究提出了一種新的適合礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建和路徑分析的數(shù)據(jù)模型。該數(shù)據(jù)模型將礦山巷道網(wǎng)絡(luò)抽象為點(diǎn)、弧段、特征連接線、巷道斷面

2、、基礎(chǔ)面元、半巷道體、簡單巷道體、復(fù)雜巷道體、復(fù)合巷道體以及線、面等11個(gè)對(duì)象類型,其中半巷道體是構(gòu)成巷道模型的關(guān)鍵體元。通過對(duì)這些對(duì)象類型之間拓?fù)潢P(guān)系的分析,給出了該數(shù)據(jù)模型相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在礦山三維巷道網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建方法方面,以所提出的三維數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),研究提出了一種新的基于半巷道構(gòu)模的方法——對(duì)稱建模法,采用雙結(jié)點(diǎn)定向法和中點(diǎn)插值法解決了簡單巷道和相交復(fù)雜巷道體模型的無縫連接問題,采用拱頂統(tǒng)一高度法解決了急彎曲拱形巷

3、道拱頂開裂問題,研究了梯形巷道與拱形巷道的連接建模方法以及立井與上下平巷、立井與三平巷、立井與地面的集成建模方法,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜礦山巷道三維網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建。在礦山巷道網(wǎng)絡(luò)模型的路徑分析方面,以圖論方法為基礎(chǔ),將巷道網(wǎng)絡(luò)抽象成結(jié)點(diǎn)-弧段圖,研究了巷道網(wǎng)絡(luò)的連通性分析方法,給出了適合緩傾斜礦床開采巷道網(wǎng)絡(luò)的單源最短路徑分析和點(diǎn)對(duì)間最短路徑分析方法,并針對(duì)急傾斜礦床開采巷道網(wǎng)絡(luò)的最短路徑分析問題,提出了一種新的基于分層的最短路徑分析方法,即在合理

4、分層的基礎(chǔ)上利用二叉堆最短路徑算法進(jìn)行最短路徑分析的方法,進(jìn)而研究給出了雙源最佳路徑分析、必經(jīng)結(jié)點(diǎn)最佳路徑和存在障礙的最佳路徑分析方法,為礦山生產(chǎn)和井下救援決策提供了技術(shù)支持。
   以Window XP為平臺(tái),以MS Visual C++6.0為開發(fā)工具,借助OpenGL 圖形函數(shù)包,設(shè)計(jì)開發(fā)了礦山巷道三維網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建與路徑分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并以鳳縣銀母寺鉛鋅礦和黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦為例,對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了應(yīng)用研究,驗(yàn)證了上述幾方面研

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