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【外文翻译】基于GIS的矿井通风网络和安全性分析GIS-Based Mine Ventilation Network and safety Analysis.doc


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【外文翻译】基于GIS的矿井通风网络和安全性分析GIS-Based Mine Ventilation Network and safety Analysis.doc
文档介绍:
原文:GIS-Based Mine work and safety Analysis
基于GIS的矿井通风网络和安全性分析
柳汇德杨达炳
河北理工大学
I. 简介
该矿井的煤炭开采方式采用地下开采,这个矿下面已经形成了一个复杂并连通的空间。这些空间包括采矿地点(工作面)、每一种平巷和坑道。这些坑道的横断面有不同的形状和大小、各种各样的坡度和积分法。在该矿井下,这些坑道及相关设施构成了一个庞大的网络系统,即通风网络系统[1]。在煤矿的生产过程中会产生大量像***一样有毒气体,这些有毒气体将滞留在该矿井的所有空间里如硐室、坑道、工作面等。为了在井下生产的安全性,这些有毒气体通过管道从地下空间排到地表,即排净***。这些用管道供气的坑道群也被称作为由每一个坑道、结点(调节器)和通风设施构成井下通风网络系统。网络中的元素有各种参数,例如巷道的断面积、通风阻力、巷道坡度、巷道的支护方式、完整度、巷道用途等。显然,由物质基础构成矿井的巷道系统支撑着矿山的生产,同时由矿井通风系统组成的网络保证了安全生产。该系统提供材料,矿石,矿山人员的流通渠道。目前,这些数据可以与网络数据同步,成为GIS空间分析的数据源。
在地下矿建立地理信息系统有助于分析每个类型对象的空间属性,特别是分析通风系统的空间属性及相关技术指标的迹象,例如最短路路径通风,通风网络优化分析,通风设施的合理性分析等。建立矿山地理信息系统可以提供基于科学和效率的可靠矿山救援依据[2-3]。
II. 的GIS 通风网络模型
A. COM的机制与原理
)是由微软公司提出的软件构架,是由一些对象和接口程序组成的。在COM中,接口的定义仅指定语法的的方法和它们的一般功能,接口是由一组方法、属性和事件组成的。在这里,方法执行指定的操作设置;属性是对象的特殊情况的代表;事件是一种通知其他系统对象发生了什么事的方法。顺便说一下,接口可以决定在用户对象间如何运作,并决定对象做某件事,或者不做。 COM技术使用接口技术来实现这个机制,而接口可以扩大原有定义的基础,事实上,每一个组件都是基于存在的组件而产生的。正确的编程是通过执行来实现组件接口,同时根据具体的需求,一个组件可能会发展。组件是由Win32动态链接库(DLL)或可执行文件(EXE)发出的可执行代码组成的。组件是一个动态链接库,而是一个动态链接库本身不能满足满足这些组件的需要,为了满足这些需要,组件必须被压缩。很明显,组件在编程语言方面没有相关性;该COM组件可能会发出一个二进制规范;在透明的网络下,该COM组件可能会被重新分配位置;该COM组件可以用来自定义用户应用程序;组件来把组件快速组装在一起,以便在需要构建一个应用程序,因此开发应用程序很快;组件开发分布式程序可能会变得简化。
B. 基于ARCINFO 8 的矿井通风网络建设
ARCINFO 技术,的一种新概念,如面向对象的地理信息系统等。在ARCINFO 8中,案例方法可以了解系统的设计思路,通过这种方式,用户所面临的不再是点,线,面,而是如矿井通风系统,坑道、工作面等客观事物。在矿井通风系统,通风组件可以被定义,其中由两个状态组成的接口:打开与关闭、状态设置、配对及检查方法。在矿井通风系统中,每个设备(调节器,坑道,工作面)有两种状态:打开与关闭,我们可以一步一步分析通风网路。要检查调节器的状态,我们只要检查系统本身开放与否,但是,一个矿井的通风系统更加复杂,要检查全矿的通风系统,我们可以把它当做一个更为复杂的设备,但其状态要与打开与闭合匹配,这里内部应用可以视为一个新概念的设备,如果有一个新的的巷道,我们仅要实现所有内部应用和需要的接口,而不需要再编辑一次。
矿井通风系统是由各种各样的坑道(主要巷道、辅助巷道、工作面),交点(节点),通风设备(风门、风墙,调节风窗);巷道及矿井设施有各种各样的结构如平硐、斜井和竖井;在这些巷道中有不同的断面积、断面形状和用途,因此有必要对每一个坑道的各种参数进行定义。对于这些巷道,我们可以定义它的名字,序列号,断面,坡度,长度,阻力等。
III. 基于ARCINFO的矿井通风网络分析
ARCINFO的具有强大的网络分析功能。利用ARCINFO的实用网络分析模块,我们可以设置矿井通风系统,并显示网络中流动的方向,实现网络跟踪分析,我们可以用起点和终点图形的属性分析通风网络中的每一行。利用地理信息系统的硬件和软件设备可以进行矿山的通风网络分析,我们可以充分利用有效地空间数据和GIS信息管理的特性,特别是使用适当的强大的空间分析功能,我们可以在很大程度上提高维护安全水平和矿井通风网络系统的智能决策分析能力[4-5]。在基于GIS的矿井通风网络分析,涉及的主要技术是数据库系统的开发及分析模型的基础。
A.GIS矿井通风网络数据库分析系统的基础
基于GIS的矿井通风网络数据库分析系统是基础理论依据和分析矿井通风网络的要领。这些数据源可以多种多样,首先我们应该尽可能地利用现有的各种矿井图,第二是现场勘探和数据分析。设计的主要数据库如表1。
B.通风量的智能分析模型
生产矿井的通风系统是复杂的。有数百个动态的坑道和工作面。这就是说,一方面对工作面的位置变化非常频繁,另一方面是工作面的频繁变化,导致通风路线长度频繁变化。同时,通风量也相应变化。如何解决这个问题是一个困扰着采矿的困难的问题。虽然矿井通风系统的复杂性,它严格遵守质量守恒定律和能量守恒定律。这些定律适用于所有种类的通风网络,无论通风量分配是根据按需分配或自然分配。图1是基于GIS的矿井通风网络的框架概念。
C. 基于GIS的通风网络回路分析
生产矿井复杂的坑道系统建立了矿井通风网络系统。在这个系统中,空气被这些如风流调节的条件所限制,风流情况下根据不同的巷道,质量情况,温度等而变化。在同一时间,矿井火灾对工人健康有重要影响。特别是火灾事故产生大量高温烟雾致使难以发现矿山火灾的发生地点,同时矿井有扩散性,导致蔓延到漫长的坑路和大范围的面积。因此,高复杂的通风和连接巷道,空气温度的限制和有害气体损害了矿工的通风质量,避灾路线的选择地带。矿井的空气情况过程和火灾事故的蔓延是非常复杂,控制和处置火灾事是非常困难的。尤其是当矿井的每个地方都有大量易燃气体时,火灾事故蔓延到更长的坑道和更大的面积,矿工变得更加危险。当***爆炸和火灾事故的发生,在火灾事故的发生地点的下风的一定面积内是禁止活动的区域
。有证据证明,这是非常重要的分析通风网络,并确定最佳的救援计划和行动的及时性和有效性,并为当矿井发生火灾时每一阶段事故发展的可能复杂情况作出科学的决定。目前有效的方法来解决这个问题正在研究各边和节点状态和依据边和节点的值来确定抢救方法。例如,我们可以发现两个定义节点之间的最短路径使用“最短路径分析”。我们也可以得到依据边的方向属性的权重值的直接相关的智能分析。例如,我们可以根据新鲜风流和污风流的分析,有毒、高温气体分析知道工人的安全情况,然后我们才能确定最佳的抢救方法。我们可以进行循环分析,及时作出的每条巷 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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