煤矿三维巷道拓扑关系自动处理关键技术及应用

通过测量数据库自动生成的图形,或源于数字化或AutoCAD处理的图形,都存在缺乏巷道网络完整拓扑空间关系的问题,为解决该问题提出了带有拓扑关系的巷道三雏数据模型、数据结构及其数据自动处理算法.这些算法包括完整巷道弧段的拆分、数据模型、数据结构、结点的处理、根据向量法判断弧段间的位置关系等.该算法在东滩煤矿中进行了实施验证,结果表明:利用该技术可自动、快速生成巷道拓扑网络图,有助于巷道自动建模、巷道应急救援线路模拟、人员定位轨迹回放等实际应用.     

最短路径算法在矿山巷道三维模型网络分析中的应用

矿山巷道三维模型能真实地模拟井下的工作场景,基于该模型的网络分析对煤矿井下安全救援十分重要。根据巷道的网络特点,将实际的测量数据中点状和线状元素抽象为节点-弧段图,该图的生成对应着一维中心线和二维双线巷道的构建,在此基础上根据断面的拱高、墙高及拓扑关系进行井巷模型基本单元自动的装配以及三角化生成巷道的三维模型。网络分析采用能适应拓扑变化的Dijkstra算法,从减少搜索节点和采用邻接表的存储结构两方面对传统的Dijkstra算法进行优化,并分析了算法的效率。最后编写程序实现了改进后算法在巷道三维模型中存在障碍的情况下的最短路径分析,并能在三维巷道中漫游显示,结果表明该算法快捷有效。     

面向对象的巷道三维显示与查询系统模型

在需求分析的基础上，依据现有管线建模技术，提出了矿井巷道的2个元素：巷道点类、巷道线类，以及它们之间的拓扑关系。然后用计算机语言将之描述出。使之既具有巷道的三维显示功能，又具有查询功能。     

基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术研究

巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点,在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大,因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能,提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术。首先设计了考虑BIM层次细节和GIS空间拓扑的巷道三维数据模型和数据结构,包括了结点、中间点、巷道弧段、巷道中线和三角网等多类型几何数据,能够管理巷道相关的地质素描、巷道设计、通风网络、避灾线路的各类专业参数;其次,提出了三维巷道网络拓扑关系处理方法,通过GIS的空间拓扑编辑功能构建标准化巷道中线网络数据集;最后,提出了参数化BIM巷道三维建模流程,即读取巷道中线数据集及参数,构建基本巷道BIM模型,利用布尔运算技术处理巷道硐室、拐弯和交岔点等复杂情况,生成的BIM模型可以充分展现巷道形态、支护等细节,也保留了GIS巷道网络拓扑关系,提高了数据的可集成性。采用布尔运算算法与常见的线框建模算法进行比对后,发现布尔方法在不同断面类型的巷道交岔点处理效果更佳。研究成果已经在大海则煤矿透明地质保障系统中得到应用,支持udatasmith、obj、fbx等多类型...     

虚拟矿山中巷道的三维建模研究

井下巷道的三维建模是构建煤矿虚拟环境的核心问题.论文在分析煤矿井下巷道数据类型的基础上,将巷道分为巷道体、巷道弧和巷道节点三种基本元素,建立了相互间的拓扑关系并利用c++语言对数据结构模型进行了描述,提出基于巷道中线的断面建模法,介绍了建模的具体流程,并以实例说明.     

煤矿井下三维巷道建模技术研究

主要研究了巷道弧段建模、巷道接头建模、纹理贴图等煤矿井下三维巷道建模的问题。提出以巷道网络数据为基础,结合巷道弧段路径和断面数据的思想建立三维巷道弧段模型,利用三角函数和插值算法解决巷道接头建模的问题,用Arc GIS Engine自带接口处理三维模型纹理贴图问题。利用Arc GIS提供的Multipatch多面体结构构建三维巷道,通过C#、Arc GIS Engine二次开发实现了煤矿井下三维巷道建模,取得了良好的效果。     

基于SuperMap Object的煤矿巷道三维拓扑模型生成的研究

根据煤矿巷道的特点,利用基于面向对象的开发方法,结合SuperMap强大的拓扑处理功能,对巷道线数据集进行二维拓扑处理,生成网络数据集,对网络数据集进行拓扑反馈,提取过滤点数据集,重新对巷道线数据集进行拓扑处理,实现三维拓扑模型的建立.     

基于三维仿真的矿井巷道模型的构建与应用

为了构建矿井巷道三维模型,基于对AutoCAD的二次开发技术,应用导线点逼近中心线加载断面的理论,采用煤矿工程平面图交互式采集的方法,研究了三维巷道模型自动生成算法;然后对节点及转弯处进行平滑处理,以风流、构筑物等判断了通风模型的合理性并加以应用。研究结果表明:利用中心线加载断面的方法建模,加载不同的断面,并进行节点和伪节点采集,最后生成巷道立体图,对巷道形状和走势的表达更加立体和清晰;此建模方法在平煤六矿加以运用,生成完整的三维矿井巷道模型图,以风流流向及构筑物和巷道间的拓扑关系判别使通风模型更加完整。     

MAPGIS中使用结点平差操作的问题分析及改进建议

主要介绍应用MAPGIS制图过程中，使用结点平差操作所产生的误差，如：改变了原线段的方向，区分割时。使弧段产生变形，从而使结点平差后的弧段，分割后的区的属性未接要求进行改变，并提出了消除这些误差的方法与建议。     

动态分段技术在城市交通地理信息系统中的应用研究

针对动态分段技术在城市交通地理信息系统的应用存在局限性的问题,文中在分析城市交通信息特征的基础上,提出了基于城市道路的弧段-结点线性参考系统;建立了基于弧段-结点模型扩展的动态分段数据模型;研究了基于该模型的动态分段算法;并以长春市的局部路网为例验证了其正确性和可行性。     

面向巷道的Geodatabase几何网络模型的建立与分析

巷道作为矿井生产系统的主体,其抽象模型的建立是进行矿井灾害预防、重大事故处理、生产组织、资源评估和决策管理等相关分析的基础.从巷道空间关系出发,将巷道抽象为几何网络模型,根据巷道自身的特点,进行相关数据组织和生成规则定义,建立了面向巷道的Geodatabase几何网络模型,并基于巷道几何网络模型拓扑关系,进行了救灾路线...     

基于CFD模拟的巷道风速监测值修正处理

利用CFD软件对矿井巷道的风流场进行了三维数值模拟,揭示了不同形式巷道风流速度分布特征,分析了监测点风速与平均风速的关系,确定了风速监测数据修正系数,为矿井利用传感器准确监测巷道风量提供了有力保障。     

Gas monitoring data anomaly identification based on spatio-temporal correlativity analysis

Based on spatio-temporal correlativity analysis method, the automatic identification techniques for data anomaly monitoring of coal mining working face gas are presented. The asynchronous correlative characteristics of gas migration in working face airflow direction are qualitatively analyzed. The calculation method of asynchronous correlation delay step and the prediction and inversion formulas of gas concentration changing with time and space after gas emission in the air return roadway are provided. By calculating one hundred and fifty groups of gas sensors data series from a coal mine which have the theoretical correlativity, the correlative coefficient values range of eight kinds of data anomaly is obtained. Then the gas monitoring data anomaly identification algorithm based on spatio-temporal correlativity analysis is accordingly presented. In order to improve the efficiency of analysis, the gas sensors code rules which can express the spatial topological relations are suggested. The experiments indicate that methods presented in this article can effectively compensate the defects of methods based on a single gas sensor monitoring data.     

矢量GIS中随机目标间空间关系的判定

现有ＧＩＳ只能对确定性空间目标进行关系查询,而实际的空间目标数据中含有误差和不确定性,使空间目标表现为随机性目标,为了判断这种随机目标间的空间关系,根据集合论思想建立了随机点与随机点,线和面间空间拓扑关系隶属函数,从而将已有的定性方法发展为定量方法,并通过算例说明了在矢量ＧＩＳ中根据隶属函数判定空间关系的具体过程。     

锚杆锚索支护在双柳煤矿尾巷留巷中的应用

双柳煤矿对于尾巷留巷技术虽然进行了一些研究，但尚不成熟。通过对锚固支护涉及的关键技术、锚固支护理论和设计方法进行深入研究，解决了工作面尾巷留巷支护技术，取得了显著技术经济效益。     

基于无序导线数据的井巷三维自动建模新方法及其应用

提出一种基于无序导线数据自动提取井巷结点的井巷三维自动建模方法,克服了现有井巷建模方法存在的原始导线数据提取复杂,具有复杂斜坡道、竖井、多水平井巷难以进行数据集成,无法同步建模等问题。首先提出基于Bentley-Ottmann算法的三维空间线段求交算法,获取三维井巷各类结点单元信息;然后根据所求结点单元使用广度优先遍历算法进行标准化井巷网络图构建,形成井巷结点单元的空间几何结构;最后通过中线结点单元信息及邻接矩阵数据集,采用多源画线框算法构建基本三维井巷模型,并利用布尔运算技术处理井巷交岔点、竖井、斜坡道等复杂建模情况。结果表明：该算法可以通过无序导线快速生成任意方位三维井巷模型,并结合多源画线框算法与布尔运算算法的优点提高了井巷结点建模连通性处理的速度和效果。本文的研究成果已经在甘肃某矿区采场稳定性安全监测平台得到应用,其自动化生成的井巷模型能够为安全监测数据分析提供实时的可视化信息服务。     

基于距离约束的井下目标定位方法

煤矿井下巷道为狭长的条状结构,信号衰减较大,地面已有的目标定位方法和技术难以直接应用于井下,现有的矿井目标定位主要采取基于时间和信号强度的测距方法,而这些方法并没有考虑到井下巷道的条状结构特点,定位误差较大,依据矿井巷道的条状结构特点,提出一种基于距离约束的井下目标定位方法。在巷道内每4个锚节点构成1个矩形区域,将固定的两锚节点之间的距离作为约束条件,结合垂直向量乘积为零的原理,矩形对角线的长度已知,通过基于RSSI的测距原理获得移动节点到矩形区域两对角线上锚节点的距离之比公式,进而通过合理的近似运算和向量乘法定理得到向量方程组,通过求解向量方程组可以得到移动节点的坐标,仿真实验表明该方法可以有效地降低定位误差。     

我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望

为了提高我国煤矿岩巷的掘进速度和机械化水平,扭转采掘失调局面,介绍了目前我国煤矿3种机械化作业线的技术现状及特点,借鉴国外经验分析了岩巷快速掘进的技术趋势,研究提出了2种岩巷快速掘进机械化作业线,即液压钻车配侧卸装岩机和掘进机配梭式矿车、带式输送机,并对2种作业线的优缺点及适用条件进行了分析,指出了岩巷快速掘进应优先发展第1种钻爆法岩巷机械化快速作业线,研究其施工工艺及技术装备问题,解决国内岩巷掘进施工中的普遍性问题。     

“三软”煤层回采巷道层位的合理确定

在电机房煤矿＂三软＂煤层3#煤层301工作面生产地质条件基础上,对回采巷道应力分布情况进行了力学分析,结合顶板下沉量和不同岩性的关系,确定工作面回采巷道的合理层位,即沿煤层顶板砂岩掘进,取得较好的巷道支护效果。