区分井巷层位关系的新方法研究.pdfVIP

1 区分井巷层位关系的新方法研究 1 2 郝宪杰 ，魏连江 1．中国矿业大学 矿业工程学院，江苏徐州（221008 ） 2．中国矿业大学安全工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州（221008 ） E-mail ：hxj593239@163.com 摘 要：传统的单线区分井巷层位关系的方法存在计算量大，执行效率低等问题，为解决这 些不足，本文在深入研究通风网络巷道连接关系的基础上，首次提出并实现区分单线井巷空 间层位关系的“ 自动架桥”法和“假双线”法，应用这两种方法可以大大提高计算机的自动绘图 速度，又能正确反映出矿井巷道间的空间层位关系。 关键词：矿井通风仿真；单线；双线；区分井巷层位关系 1 概述 为了能够区分出巷道之间的实交或虚交的关系，人们习惯用双线表示矿井通风系统的巷 道[1～8] ，例如 AutoCAD 等绘图软件就采用双线绘制通风系统图，这种方法虽然易于区分巷 道间的层位关系，但是随着图形的缩放，双线间的距离变大变小，图形缩放到一定程度时， 将使巷道双线之间的连接关系无法看清[9]，而且手工绘制双线图工量大。很多学者对此进行 了研究，其中主要以单线法和双线固定宽度法较为成熟。单线法是对虚交巷道先作交叉点处 理，如图 1 所示，单线图绘制简单、工作量小，但不易表达清楚井巷间的层位关系。双线固 定宽度法无论缩放，双线宽度始终不变，巷道间连接关系很清楚[10] ，但双线坐标实时计算 和消隐处理计算量大、运算复杂，且移动增删巷道时图形显示维护较困难。 本文创造性的提出并实现了两种新的区分巷道层位关系的方法，即单线架桥法和“假双 线”法。这两种方法较好的解决了上述表示方法的缺陷，新方法具有普遍性、计算量小，执 行效率高等特点，并且在该双线图的基础上很容易拓展生成通风系统立体图，能够更好的反 映巷道之间的关系。这两种方法已成功应用于矿井通风仿真系统VentGIS 中，VentGIS 是由 中国矿业大学开发的功能较完善的矿井通风可视化仿真系统，该系统具有风流分配仿真，通 风系统双线图、立体图、三维图和通风网络图的自动生成等功能。 2 目前区分巷道层位关系的方法及其实现机制分析 目前区分巷道层位关系的方法，总的来说分为两种，一是单线法，二是双线法。 2.1 单线虚交点法 [2] 单线虚交点法是对虚交巷道作交叉点处理 ，效果如图 1 所示。当两条巷道相互跨越并 相交时，对交点处用一小圆弧联接一微小段长度，然后消去两点间线段，使之能清楚地反映 出各巷道间跨越的关系，这种方法计算机实现简单、计算量小，但表达井巷间的层位关系不 如双线图效果好。 图 1 投影直线的虚交点处理 1本课题得到中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金项目（07KF07 ）的资助。 - 1 - 2.2 真双线法 这种方法本质是用多个线段对象表示一条巷道来实现双线效果，具体效果如图 2(c)所 示，是效果比较好的一种方式，具体实现方法分为非固定宽度双线和固定宽度双线两种情况。 （1）显示的时候非固定宽度 双线巷道图在显示的时候，双线间距离随着图形的缩放而变大变小。具体实现方法可以 分为消隐和不消隐两种方法，不消隐即直接用 CAD 或其他软件画出双线（一条双线巷道， 要用多条独立的单线组合表示），消隐法是先将单线图计算双线坐标转化为双线图，然后将 交叉点处作消隐处理。这种方法易于区分巷道间的层位关系，但是不易维护，且图形缩放到 一定程度时，将使巷道双线之间的连接关系无法看清。 （2 ）显示的时候是固定宽度 这种方法首先将