一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法技术

本申请涉及导航技术领域，特别涉及一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，该方法包括：根据突水类型，确定所述矿井水害的突水量；根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度；根据所述矿井水害的突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度；根据所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度以及所述巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间；以当前时间段内各巷道的所述通行时间作为权重，基于迪杰斯特拉算法，确定当前时间段内矿井水害的最佳逃生路线，从而能够实时规划最优逃生路线，使得井下人员能够以最快的速度逃生到安全地点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法


[0001]本申请涉及导航
，特别涉及一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法。

技术介绍

[0002]矿井水害（又称矿井突水）对矿井的安全生产有着巨大威胁，不仅易使井下设备毁坏阻碍矿山正常生产，甚至淹井直接造成矿区报废，而且对工作人员生命安全造成极大威胁。矿井突水具有水量大、水势猛以及突发性等特点，因此，一旦发生矿井突水，需要矿井作业人员需要以最快的速度，在灾害初期撤离到安全区域，以减少作业人员的伤亡。为了使矿井作业人员能够以最快速度撤离，需要为矿井作业人员提供逃生的路线。
[0003]相关技术中，通过突水点及其相关信息获取，基于巷道静态参数（如利用钻孔、地质构造、3D地震剖面、遥感影像等）计算逃生路径，但是，由于发生突水时井下环境特殊，巷道错综复杂，各个突水时间淹没情况不同等各方面影响因素，基于巷道静态参数规划的逃生路径无法动态反映出不同突水时间段巷道内的最佳通行状况，实用性不强。另一些相关技术中，通过在巷道不同位置布置物联通网设备以获取不同突水时间段的水位，在此基础上确定不同突水时间段的逃生路径。然而，在矿井突水过程中，巷道内恶劣的环境常常导致物联通网设备无法正常获取数据，进而导致无法根据各个突水时间淹没情况动态、实时地确定最佳逃生路线。
[0004]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供了一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，包括：根据突水类型，确定所述矿井水害的突水量；根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度；根据所述矿井水害的突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度；根据所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度以及所述巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间；以当前时间段内各巷道的所述通行时间作为权重，基于迪杰斯特拉算法，确定当前时间段内矿井水害的最佳逃生路线。
[0007]优选地，所述根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度，具体为：按照公式：
确定所述巷道当量长度；式中，l
ij
表示从巷道的第i节点到第j节点的巷道当量长度；表示从巷道的第i节点到第j节点的第k个巷道影响因素的取值，其中，所述巷道影响因素包括巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，n表示所述巷道影响因素的个数；W
ij
表示从巷道的第i节点到第j节点的实际长度。
[0008]优选地，所述根据所述矿井水害的突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度，具体为：根据矿井水害的突水点位置，构建淹没路径树；根据所述矿井水害的突水量，基于所述淹没路径树，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度。
[0009]优选地，根据所述矿井水害的突水点位置，构建淹没路径树，具体为：根据所述矿井水害的突水量，计算水流流出的距离；将所述矿井水害的突水点位置所在的巷道作为所述淹没路径树的根节点；遍历与第一巷道连接的多个第二巷道；其中，所述第一巷道为所述淹没路径树的任一节点；若所述第二巷道已存在父节点，根据所述第二巷道的父节点信息更新所述淹没路径树；否则，基于所述第一巷道的类型更新所述淹没路径树；以所述第二巷道为新的第一巷道，重新执行遍历与第一巷道连接的多个第二巷道及其之后的步骤，直到超出所述水流流出的距离，以完成所述淹没路径树的构建。
[0010]优选地，所述根据所述第二巷道的父节点信息更新所述淹没路径树，具体为：若所述第二巷道的父节点巷道的路径入水高度小于所述第一巷道的路径入水高度，将所述第二巷道作为所述第一巷道的子节点加入所述淹没路径树。
[0011]优选地，所述基于所述第一巷道的类型更新所述淹没路径树，具体为：若所述第一巷道的类型为上行巷道，判断所述第一巷道的路径入水高度是否小于所述第一巷道的路径沿途凸点高度，若是，递归遍历与所述第一巷道的两个端点中高度较小的一端相连的第三巷道，并更新所遍历的所有巷道的路径信息和父节点信息。
[0012]优选地，所述根据所述矿井水害的突水量，基于所述淹没路径树，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度，具体为：基于所述淹没路径树，确定所有巷道的最小入水高度；以所述最小入水高度为初始淹没水位，按照预设的水位步长，计算各水位步长对应的各巷道的水位高度和淹没总水量；响应于所述淹没总水量与所述矿井水害的突水量的差值小于预设的水量阈值，以当前水位步长对应的各巷道的水位高度作为矿井中当前时间段内各巷道的水位高度。
[0013]优选地，根据所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度以及所述巷道当量长
度，更新当前时间段内各巷道的通行时间，具体为：根据所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度，基于预设的阻滞型水中逃生速度曲线模型，确定当前时间段内各巷道的平均逃生速度；根据所述平均逃生速度与所述巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间。
[0014]优选地，所述阻滞型水中逃生速度曲线模型为：式中，V2（h）为所述当前时间段内各巷道的平均逃生速度，h表示所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度，V0表示预设的初始逃生速度，r0表示预设的初始体力衰减率，h
*
表示预设的人体身高的0.9倍，δ表示当前时间段内各巷道的平均逃生速度的误差量，λ表示当前时间段内各巷道的平均逃生速度的误差调整因子。
[0015]优选地，所述方法还包括：对矿井水害进行动态模拟，以对实时动态逃生路线进行可视化。
[0016]有益效果：本申请中，通过根据突水类型确定矿井水害的突水量，并根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度；然后根据突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度；并根据水位高度以及巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间；最后以当前时间段内各巷道的通行时间作为权重，基于迪杰斯特拉算法，确定当前时间段内矿井水害的最佳逃生路线。如此，根据矿井水害过程中实时的水位高度和巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间，并以该通行时间为权重确定最佳逃生路径，从而能够根据各个突水时刻各巷道的淹没情况动态、实时地确定最佳逃生路线，使矿井作业人员能够以最快速度及时撤离，减少了矿井水害造成的人员伤亡。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1为根据本申请的一些实施例提供的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法的流程示意图；图2为根据本申请的一些实施例提供的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法的逻辑示意图。
具体实施方式
[0018]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，其特征在于，包括：根据突水类型，确定矿井水害的突水量；根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度；根据所述矿井水害的突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度；根据所述矿井中当前时间段内各巷道的水位高度以及所述巷道当量长度，更新当前时间段内各巷道的通行时间；以当前时间段内各巷道的通行时间作为权重，基于迪杰斯特拉算法，确定当前时间段内矿井水害的最佳逃生路线。2.根据权利要求1所述的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，其特征在于，所述根据矿井中巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，确定巷道当量长度，具体为：按照公式：确定所述巷道当量长度；式中，l
ij
表示从巷道的第i节点到第j节点的巷道当量长度；表示从巷道的第i节点到第j节点的第k个巷道影响因素的取值，其中，所述巷道影响因素包括巷道的坡度、巷道类型、局部障碍物和风速风向，n表示所述巷道影响因素的个数；W
ij
表示从巷道的第i节点到第j节点的实际长度。3.根据权利要求1所述的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，其特征在于，所述根据所述矿井水害的突水量，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度，具体为：根据矿井水害的突水点位置，构建淹没路径树；根据所述矿井水害的突水量，基于所述淹没路径树，确定矿井中当前时间段内各巷道的水位高度。4.根据权利要求3所述的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，其特征在于，根据矿井水害的突水点位置，构建淹没路径树，具体为：根据所述矿井水害的突水量，计算水流流出的距离；将所述矿井水害的突水点位置所在的巷道作为所述淹没路径树的根节点；遍历与第一巷道连接的多个第二巷道；其中，所述第一巷道为所述淹没路径树的任一节点；若所述第二巷道已存在父节点，根据所述第二巷道的父节点信息更新所述淹没路径树；否则，基于所述第一巷道的类型更新所述淹没路径树；
以所述第二巷道为新的第一巷道，重新执行遍历与第一巷道连接的多个第二巷道及其之后的步骤，直到超出所述水流流出的距离，以完成所述淹没路径树的构建。5.根据权利要求4所述的矿井水害淹没分析和实时动态逃生路线优化方法，其特征在于，所述根据所述第二巷道的父节点信息更新所述淹没路径树，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：连会青，李申龙，丁莹莹，王怀顺，李启兴，闫国成，王瑞，王旭，张庆，任正瑞，黄亚坤，康佳，
申请(专利权)人：陕西未来能源化工有限公司，
类型：发明
国别省市：