矿井突水路径搜索及突水范围预测方法研究

摘要

矿井突水事故的发生严重威胁着矿井的安全生产和工作人员的安全。论文针对矿井突水事故中的突水路径以及突水范围进行研究，一是研究了突水水流在不同时刻蔓延到的水位与突水范围，二是对突水水流在未来时间段的蔓延趋势进行预测分析，为突水事故的分析处理和水灾预防处理的决策提供技术支持。
　　论文基于图论与网络理论，首次提出了矿井突水路径的无向图宽度优先路径搜索算法。在对矿井突水因素和突水规律进行分析的基础上，以图论为理论依据，将巷道交叉点的标高设定为搜索权重，将水流流向分成下向蔓延和上向升涨两个突水阶段，形成无向图宽度优先路径搜索算法。基于上述考虑，提出了水流网络图的概念与绘制方法。
　　建立了矿井水流网络图信息库，给出了四种典型的突水巷道模型，并提出对应巷道类型的容水水量计算方法，建立了矿井水流网络图信息库模型，确立了矿井容水量与水位的对应关系。
　　通过实例进行了两种突水情况计算，一是通过已知的突水点和某一时刻巷道水位，结合突水路径搜索方法，计算出了该时刻的矿井突水水量，并通过两个时刻的水位变化，计算得出了突水量;二是结合给定的矿井巷道拓扑结构信息，根据突水点和给定的或计算得出的突水量，对未来时间段的突水范围和水位标高点进行了预测计算。
　　将矿井突水路径的无向图宽度优先路径搜索算法在实例矿井中进行应用和验证，计算结果表明:在已知矿井突水点和矿井基础数据信息的情况下该算法准确实现了对突水的水流路径进行搜索和生成，对突水水量进行计算并给出突水范围;通过应用水位传感器的方法计算出突水量或给定的突水量的情况下，对下一时间段的突水水量和突水范围进行预测。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文的研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 矿井突水因素及突水规律

2．1 突水因素

2．1．1 突水水源

2．1．2 突水通道

2．1．3 突水强度

2．2 矿井突水点及突水方式

2．2．1 突水点位置分布

2．2．2 突水方式

2．3 突水水流运动规律

2．4 水量分配规律

2．5 本章小结

3 基于无向图优先搜索的矿井突水路径搜索算法研究

3．1 水蔓延线路算法基本思想

3．2 水流网络图的基本概念

3．3 无向图宽度优先搜索

3．4 权重的选取

3．5 冒泡排序法

3．6 生成算法

3．6．1 水流下向蔓延路径算法

3．6．2 水流上向升涨路径算法

3．7 本章小结

4 建立水流网络图信息库模型

4．1 巷道类型及断面分类

4．2 巷道容水水量计算

4．2．1 水平巷道计算

4．2．2 竖直巷道计算

4．2．3 倾斜巷道计算

4．3 水流网络图信息库的建立

4．4 本章小结

5 路径搜索算法的应用

5．1 突水路径搜索

5．2 突水范围预测

5．3 实例矿井分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

作者简历

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