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地下矿井火灾烟气扩散的三维仿真建模技术

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简介:
本研究聚焦于开发适用于地下矿井环境的火灾烟气扩散三维仿真模型,旨在提高预测精度与实用性,以保障矿山安全。通过引入先进的CFD技术和优化算法,我们力求准确模拟不同场景下的烟气流动特性,并提出有效的应急疏散策略和灭火措施建议。 为了有效指导地下矿火灾救避灾方案的制定与实施,探讨火灾烟流蔓延过程的三维仿真模型构建技术显得尤为重要。为此,本段落提出了一种以井巷空间三维结构模型为载体、通风系统三维网络模型为保障,并以烟流蔓延参数为核心内容的技术方法来建立烟流蔓延的三维仿真模型。 通过采用体绘制技术和时间序列的方式对所构建的火灾烟流蔓延过程进行了可视化展示,该技术能够模拟出在地下矿山井巷中动态变化中的火源烟气扩散情况。此外,该研究还深入探讨了烟雾温度、浓度等关键参数随时间和空间的变化规律,并以国内某具体矿山的实际案例为背景验证了所提出的三维仿真模型构建方法的有效性。

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    本研究聚焦于开发适用于地下矿井环境的火灾烟气扩散三维仿真模型,旨在提高预测精度与实用性,以保障矿山安全。通过引入先进的CFD技术和优化算法,我们力求准确模拟不同场景下的烟气流动特性,并提出有效的应急疏散策略和灭火措施建议。 为了有效指导地下矿火灾救避灾方案的制定与实施,探讨火灾烟流蔓延过程的三维仿真模型构建技术显得尤为重要。为此,本段落提出了一种以井巷空间三维结构模型为载体、通风系统三维网络模型为保障,并以烟流蔓延参数为核心内容的技术方法来建立烟流蔓延的三维仿真模型。 通过采用体绘制技术和时间序列的方式对所构建的火灾烟流蔓延过程进行了可视化展示,该技术能够模拟出在地下矿山井巷中动态变化中的火源烟气扩散情况。此外,该研究还深入探讨了烟雾温度、浓度等关键参数随时间和空间的变化规律,并以国内某具体矿山的实际案例为背景验证了所提出的三维仿真模型构建方法的有效性。
  • 巷道型构探讨
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    本论文深入探讨了在复杂地质条件下煤矿井下三维巷道模型的构建技术,旨在提高矿井建设的安全性和效率。通过分析现有技术和方法,提出了基于激光扫描和GIS系统的新型建模方案,为智能矿山建设和灾害预防提供了理论和技术支持。 本段落主要研究了煤矿井下三维巷道建模中的关键问题,包括巷道弧段建模、巷道接头建模以及纹理贴图技术。通过以巷道网络数据为基础,并结合路径与断面信息来构建三维巷道弧段模型;利用三角函数和插值算法解决复杂的接头建模挑战;同时借助Arc GIS Engine自带接口处理三维模型的纹理贴图问题。 研究中,采用Arc GIS提供的Multipatch多面体结构进行三维巷道构建,并通过C#编程语言及Arc GIS Engine二次开发技术实现了煤矿井下环境中的高效三维巷道建模。最终成果显示该方法具有良好的应用效果。
  • 拟及虚拟实现
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    本研究聚焦于开发矿井水灾扩散的高级模拟技术与虚拟现实应用,旨在提高煤矿安全水平和应急响应效率。通过精确建模和实时交互,为矿山工人提供沉浸式培训体验,增强其应对突发水灾的能力。 本段落提出了一种基于Converse Earth平台的方法,用于虚拟实现矿井突水漫延过程,并对其进行可视化表现。通过这种方法可以模拟突水水流在巷道中的蔓延情况,分析其下向蔓延以及水位上向升涨等现象,并且能够在任一巷道点推演突水过程。 此外,在研究中利用流体力学理论计算煤矿底板的突水量和水平巷道内的平均流速。通过引入当量长度来求解水流穿过不同巷道所需的时间,为规划逃生路径及制定应急救援决策提供了依据,并且实现了对矿井突水过程的真实再现。
  • 基于曲面元胞自动机森林仿(2005年)
    优质
    本文提出了一种基于三维曲面元胞自动机的模型来模拟和分析森林火灾的扩散过程。该模型考虑了地形、风速等环境因素的影响,为理解和预测森林火灾行为提供了有效工具。 本段落旨在探讨林火蔓延的动态预测及可视化模拟问题,在分析现有模型的基础上提出利用三维曲面元胞自动机进行建模与蔓延过程的仿真研究。文中初步构建了一个结合数字高程模型、气象因素以及树种特性的三维曲面元胞自动机框架,并设计了相应的数据处理流程,开发了一套能够实现林火蔓延可视化模拟的软件系统。通过在八达岭林场局部区域的应用实例,证明该模型能够在不同条件下进行林火蔓延预测并快速评估其发展趋势;同时本段落也探讨了未来改进此模型的方向。
  • 瞬变电磁与应用
    优质
    《矿井三维瞬变电磁技术与应用》一书聚焦于先进的矿产资源探测技术,详细介绍了三维瞬变电磁理论、方法及其在复杂地质条件下的实际应用案例。 随着深部煤炭开采的增加,井下水文地质条件变得越来越复杂。瞬变电磁探测技术已成为解决这一问题的重要手段之一。该技术基于一次场和二次场的电磁感应原理进行工作,并通过晚期电阻率计算、异常干扰校正、Maxwell方程组推导出时深转换方法以及三维距离加权反比插值运算等步骤,实现了矿井内的三维瞬变电磁探测。 在山西焦煤集团东曲矿进行了水仓探测对比实验。结果表明,该技术不仅可以准确地定位含水异常体的位置,还能较好地反映其形态特征。
  • 巷道在AutoCAD中及其意义
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    本文探讨了利用AutoCAD软件进行矿井巷道三维建模的方法和技术,并分析其在矿山设计、安全评估及教学培训等方面的重要意义。 随着矿井巷道的延伸与回采工作面的布置,各巷道之间的空间关系变得越来越复杂。传统的二维图形已经无法满足需求,并显现出明显的局限性。通过使用AutoCAD二次开发程序来进行三维建模,则可以显著提高工作效率。这种技术对矿山测量中的中腰线标定、贯通距离预测、贯通点断面分析以及煤岩柱计算等方面具有重要意义,同时也能够提升矿山的安全预警能力。
  • 监控与报警系统探究
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    本研究致力于探讨矿井火灾监控与报警系统的设计、实施及优化方法,旨在提高矿山安全水平和应急响应能力。 近年来,随着开采深度的增加、采掘强度加大以及高产高效工作面的出现,我国矿井火灾的风险日益增大。本段落针对当前我国矿井火灾问题进行了研究,并探讨了监测及报警系统的重要性。
  • 基于元胞自动机各向异性森林型(2012年)
    优质
    本研究提出了一种基于三维元胞自动机的模拟模型,用于分析和预测具有各向异性的森林火灾扩散情况,为2012年的相关学术探讨提供了重要参考。 为了建立林火蔓延的动态预测模型,并实现实时三维可视化模拟,我们构建了王正非-3D元胞自动机模型框架用于林火蔓延模拟。该模型考虑到了火灾扩散过程中物理规律与全局因素之间的相互作用,在此基础上综合考量地表植被类型、地形坡度、风速、风向以及温度这五个关键要素,并依据元胞之间能量传递来建立状态转换规则。 我们选取我国西南部的高发林火区域作为实验区,通过该模型在多种约束条件下模拟火灾蔓延行为并获取林火矢量边界。实验证明了这种方法具有简便性、高效性和输入参数较少的特点,同时运算效率也很高,能够适应不同条件下的快速森林火灾扩散预测需求。
  • 通讯系统调制
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    本研究聚焦于矿井透地通讯系统中的调制技术探讨与应用,旨在提高地下通信质量及可靠性,保障矿山作业安全。 随着通信技术的进步,矿井透地无线数字通信技术得到了快速发展。这种技术在抢险救灾等应急情况下非常有效,但由于地质条件的复杂性,有时语音通信会受到限制。实践表明,在这些条件下短信通信能够传输更远的距离,并传递更加准确的信息。 通过采用软件无线电的设计理念,并利用直接序列扩频、BPSK调制解调以及分组码编码技术,我们使用DSP编程设计并实现了信令和短信息的通信功能。
  • 关于超市仿分析
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    本研究通过计算机仿真技术对超市火灾中的人员疏散过程进行模拟与分析,旨在优化紧急情况下的逃生路径和出口设计,提高人群安全疏散效率。 商业建筑与原有的商店在建筑面积、空间布局、功能设施以及使用性质等方面存在差异,这些差异都与其中的消防疏散因素密切相关,包括使用人数等因素。通过仿真手段对超市火灾疏散进行研究是必要的。