基于矿井控水区的突水灾情演变模拟方法及相关设备技术

本申请提供一种基于矿井控水区的突水灾情演变模拟方法及相关设备，首先，需要构建矿井采掘空间网络的一维拓扑结构模型。然后，计算矿井采掘空间的拓扑要素，并根据这些拓扑要素，将矿井采掘空间划分为多个互不相交的控水区。再然后，计算每个控水区的积水量。最后，基于已知的突水点和全部控水区的积水量，模拟矿井水害灾情演变过程。通过模拟矿井水害灾情演变过程，根据累积突水量与每个控水区的积水量确定淹没范围，估算灾情蔓延时间，指导应急救援与处置决策。根据不同的突水条件，对矿井水害的灾情演变过程进行快速准确地计算，为应急预案设计、应急演练、救援和处置提供依据，具有较强的可操作性。较强的可操作性。较强的可操作性。

【技术实现步骤摘要】
基于矿井控水区的突水灾情演变模拟方法及相关设备


[0001]本申请涉及矿井水害防治
，尤其涉及一种基于矿井控水区的突水灾情演变模拟方法及相关设备。

技术介绍

[0002]随着煤炭工业信息化、智能化不断发展，矿井安全开采智能化建设不断推进。作为矿井主要灾害之一的矿井水害因其易造成群死群伤及重大财产损失的特点一直以来都是矿井安全开采研究的重点，其智能化研究也比较广泛，包括智能预测预报、智能监测预警、智能排水、智能注浆、智能水源判识和智能逃生疏散等。
[0003]矿井采掘过程中，巷道随煤层高低起伏，往往形成较复杂的空间结构，而突水在进入采掘空间后的流动过程受采掘空间拓扑结构尤其是低洼位置分布及其连接关系的影响。在水害灾情仿真过程中，矿井采掘空间多概化为三维点线网络结构，然后利用点线邻接关系、图论并引用流体力学方法进行分析研究。但是，对采掘空间拓扑特征与流体力学理论的结合与深入挖掘相对不足，无法实现有效、高效的水害灾情仿真，导致矿井水害灾情的预防失效。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于矿井控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矿井控水区的突水灾情演变模拟方法，其特征在于，包括：构建矿井采掘空间网络的一维拓扑结构模型；基于所述一维拓扑结构模型，获取所述矿井采掘空间的拓扑要素；基于所述拓扑要素，将所述矿井采掘空间划分为多个互不相交的控水区；计算每个所述控水区的积水量；基于已知的突水点和全部所述控水区的积水量，模拟矿井水害灾情演变过程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建矿井采掘空间网络的一维拓扑结构模型，具体包括：将所述矿井采掘空间中的巷道的关键断面抽象为节点；将两个相邻所述节点之间所述巷道抽象为段；将所述矿井采掘空间概化成由所述节点和所述段组成的拓扑结构，得到所述一维拓扑结构模型，其中，每个所述段的横截面和倾角相同。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拓扑要素包括：分叉点、折线段、端点、局部最高平地区域、局部最低平地区域、局部最高点和局部最低点，所述基于所述一维拓扑结构模型，获取所述矿井采掘空间的拓扑要素，具体包括：遍历所述一维拓扑结构模型，获取全部的所述分叉点，其中，所述分叉点为至少三条相邻的所述段的交点；基于所述分叉点，在所述一维拓扑结构模型中将所述矿井采掘空间划分成多个折线段，其中，所述折线段边界点为所述分叉点或端点；在所述折线段和所述节点中确定局部最高平地区域、局部最低平地区域、局部最高点和局部最低点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述拓扑要素，将所述矿井采掘空间划分为多个互不相交的控水区，具体包括：从所述局部最低点或所述局部最低平地区域开始上山搜索；响应于确定在所述上山搜索过程中遇到所述局部最高点或所述局部最高平地区域，停止所述上山搜索；响应于确定在所述上山搜索过程中遇到所述分叉点，且该次所述上山搜索经过的分支数等于下山分支数，所述分叉点为正常分叉点，继续进行所述上山搜索，其中，所述下山分支为连接位于高位的所述节点和位于低位的所述节点的折线；响应于确定在所述上山搜索过程中遇到所述分叉点，且该次所述上山搜索经过的所述分支数小于下山分支数，所述分叉点为绝对分叉点，停止该次所述上山搜索，得到一个所述控水区，并从所述绝对分叉点重新开始划分新的所述控水区；响应于确定基于所述一维拓扑结构模型的所述上山搜索结束，所述控水区划分完毕。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算每个所述控水区的积水量，具体包括：计算所述控水区内每个巷道的巷道积水量；计算所述控水区内每个采空区的采...

【专利技术属性】
技术研发人员：武强，王潇，赵颖旺，徐华，张小燕，杜沅泽，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：