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1、第17卷第2期西安矿业学院学报Vol.17No.21997年6月JOURNALOFXI.ANMININGINSTITUTEJun.1997X由矿井通风系统图自动生成通风网络图李湖生(淮南矿业学院资源开发与管理工程系,淮南232001,男,33岁,副教授)摘要根据矿井通风网络图的特点,提出了将其结构数据与图形数据相分离的设想。介绍了由通风系统单线条图自动生成通风网络图的原理和方法,并给出了应用示例。关键词通风系统通风网络自动生成软件中图分类号TD803矿井通风井巷纵横交错,构成一个复杂的网络。在对矿井通风系统进行分析计算之前,需要首先画出通风网
2、络图。在通风网络图中用有向线段代表通风井巷,称为/分支0;用点表示井巷的分叉与汇合,称为/节点0。对每一分支和节点都给予一个特定的编号,称为/分支号0和/节点号0。每一条实际的通风井巷都可由一条分支表示。井巷的长度、断面、摩擦阻力系数、风阻、风量、阻力等参数称为分支的/属性0或/权0。经过这样抽象处理后,利用图论的有关算法和质量守恒、能量守恒等基本定律,就可以研究各种矿井通风问题,如风量分配计算、风量调节计算等。由于通风网络图能清楚地反映风流的方向和分合关系,并且是进行各种通风计算的基础,因此我国5煤矿安全规程6(1992年版第125条)规定
3、矿井通风部门应绘制矿井通风网络图并设置通风网络图图板。但矿井通风网络图的绘制是一项十分繁琐的工作。靠手工绘制不仅速度慢、工作量大,而且易于出错,修改起来也非常不便。因此,有很多矿井的通风网络图过于老化,不能反映实际的通风状况;或者干脆不绘制矿井通风网络图。这不仅使矿井缺少了一份宝贵的基础技术资料,也阻碍了矿井通风网络解算及其它通风应用软件的推广应用。针对这种情况,研究开发了一个通风网络图计算机辅助绘制软件,在其中实现了由通风系统单线条图自动生成通风网络图的功能,从而使网络图绘制和修改困难的状况得到根本改变。下面简要介绍实现这一功能的方法。1矿
4、井通风网络图的特点目前用计算机绘制和存储图形,主要有两种形式:(1)图像文件:即以像素点为单位保存图像信息的文件。图像信息可以由扫描仪、摄像机等输入设备将现成的图像数字化后得到,也可以采用图像处理软件绘制。图像的特点是生动、逼真,但对图像的操作是以点为单位,因此不易抽取出有用的特征信息,修改困难,存储数据量大。(2)图形文件:即以基本图形元素,如:点、直线、矩形、圆、圆弧、方块等为单位保存图形信息的文件。在显示或输出图形时由计算机软件根据这些特征信息自动生成图像信息。由于图形文件需要X收稿日期1996-09-11128西安矿业学院学报1997
5、年存储的信息较少且易于修改,因此一般工程图纸都采用这种文件形式。目前国内外用计算机绘制矿图,一般都是采用通用绘图软件,如AutoCAD等,或以此为基础经二次开发的软件。对于象矿图这类标准化图块很少的图形,绘制起来也是十分复杂。矿井通风网络图的主要作用是直观明了地反映矿井井巷间的连接关系及风流的流动路线。单纯从网络图的外观来看,它与一般的图形并没有什么不同,也是由基本图形元素组成的。但网络图中隐含了另一类更重要的网络结构数据,即网络的分支和节点及其连结关系。如果使用AutoCAD等通用绘图软件绘制网络图,得到的只是通风网络的一种物理表现形式,并
6、不能直接得到网络图的结构数据。对于一个给定的通风网络,其结构数据是唯一的,但其物理表现形式可以千变万化。仅仅绘制出网络图的图形,其作用并不大,在网络解算时仍需人工编写网络结构数据,而且对网络图进行修改也很困难。针对网络图的特点,在设计通风网络图CAD软件时,将通风网络图的结构数据和图形数据分别存储,只要用软件绘出通风网络图,就可同时得到网络图结构数据和图形数据。在修改网络图时,只要改变一个节点的位置,则与该节点相连的分支连线都会自动跟着改变,因此对网络图进行修改变得简单易行。2由通风系统图自动生成通风网络图2.1绘制单线条通风系统图计算机自动
7、生成通风网络图的基础是通风系统图。为了使绘图和生成网络图时的工作尽可能简单,故采用单线条通风系统图。单线条通风系统图可用AutoCAD或自行开发的通风系统图软件绘制。在单线条系统图上代表通风井巷的是直线段和圆弧。线段的端点即是井巷的端点,若某线段的端点落在另一线段之上,则表示该井巷是从另一井巷分叉出去的,即为风流的分、汇点。在绘图时允许存在一定的绘图误差,即线段端点不必准确无误地落在另一线段上,其误差只要控制在一定的范围内即可。两条相互交叉的线段,若其交叉处不是任何线段的端点,则表示两条处于不同层位上彼此交错的巷道;若有一端点落在该交叉点处,
8、则表示处于同一层位上相交的巷道。2.2自动生成通风网络图计算机自动生成网络图的基本思想是:以单线条通风系统图中的线段为单位,自动判断各线段的分叉、汇合情况,对各分叉
