基于三维可视化的复杂矿井通风系统研究

论文摘要

三维可视化技术是数字矿山技术的重要内容,基于三维可视化平台的矿井通风网络解算和优化是当前我国数字矿山建设的热点问题之一本文结合企业实际通风研究课题,针对复杂多分区矿井通风系统的特点,在3DMine三维矿业软件的支持下,从软件应用角度对三维可视化平台支持下的复杂矿井通风系统方案设计进行了研究,对大规模、多中段地下矿山井巷系统进行了三维图形建模。通过自行编制的二次开发计算程序,解决了二种不同软件的数据结构自动转换问题。实现了复杂多中段矿井通风网络的构建及解算。为此类矿山通风系统研究提供了新的技术路线。对复杂、多分区矿井通风系统构建的可能方案进行了全面分析比较,通过风量和压降曲线分布分析,设计了多个通风系统组成方案。利用多目标决策中的灰色关联投影法,以风压、等积孔、特征巷道风量、年通风电费、风机购置费用等为指标集,对诸通风可能方案进行了客观分析优选,其结果与根据经验确定的最优方案一致。设计了三维环境下的通风系统图的描述与绘制方法。矿井通风系统解算结果三维可视化涉及了计算机图形学、井巷工程、图论在计算机应用、工程流体力学、矿井通风网络解算等理论知识,本文从这些理论知识的研究出发,基于3DMine矿业软件的三维建模平台和二次开发技术功能,结合自有矿井通风网络解算软件,使两个软件的优势得到最大限度的发挥,为矿井通风网络研究的三维可视化提供了解决方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的选题背景及意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 论文的研究意义
• 1.2 国内外三维矿业软件及通风系统研究现状综述
• 1.2.1 国内外三维矿业软件
• 1.2.2 国内外矿井通风软件
• 1.2.3 国内研究和应用特点
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 论文的主要研究内容
• 1.3.2 论文研究技术路线
• 第二章 老厂矿通风系统构建条件分析
• 2.1 老厂矿通风现状
• 2.2 通风系统构建要求及基本原则
• 2.3 深部新区通风系统方案线路拟定
• 2.3.1 北翼通风系统
• 2.3.2 中部通风系统
• 2.3.3 南翼通风系统
• 2.3.4 新区通风系统方案拟定概况
• 第三章 老厂矿井巷三维模型构建
• 3.1 老厂矿井巷空间结构的管理现状
• 3.2 3DMine矿业软件介绍
• 3.3 矿井巷道三维模型建立
• 3.3.1 井巷设计过程
• 3.3.2 矿井三维立体图实现
• 第四章 井巷三维可视化条件下风网解算的实现
• 4.1 需要解决的关键技术问题
• 4.2 利用3DMine求解巷道分支风阻
• 4.3 创建3DMine二次开发程序
• 4.3.1 C++语言二次开发思路
• 4.3.2 编写程序
• 4.4 矿井通风系统网络解算
• 4.4.1 通风系统辅助设计软件的组成与功能
• 4.4.2 输入数据前的准备工作
• 4.4.3 原始数据输入方法
• 4.4.4 网络解算
• 第五章 通风网络解算的方案调整
• 5.1 老厂矿区通风需求
• 5.2 方案评价指标的选择
• 5.2.1 技术性指标
• 5.2.2 经济性指标
• 5.3 全矿需风量计算
• 5.4 通风网络解算
• 5.4.1 第一次风网解算
• 5.4.2 第二次风网解算
• 5.4.3 节点相对压力梯度图比较
• 5.5 方案指标的解算
• 第六章 老厂新采区通风系统方案优选
• 6.1 优选方法的选择
• 6.2 多目标决策的灰色关联投影法原理
• 6.3 老厂新采区通风系统改造优化方案
• 第七章 通风网络计算结果三维可视化
• 7.1 整理通风网络解算基础数据
• 7.2 风网解算结果数据
• 7.3 合并数据文件
• 7.4 数据互粘技术
• 7.5 云锡老厂通风网络系统三维可视化的实现
• 7.6 云锡老厂通风网络可视化的建立
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士学位期间发表的论文目录）