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第一篇 MVSS 3.0简介1

1 MVSS 3.0可视化界面1

1.1 用户菜单1

1.1.1 MVSS 3.0主框架界面1

1.1.2 MVSS 3.0主界面2

1.2 工具栏与快捷方式13

1.3 鼠标单击、双击操作下的巷道、节点、风门、风机13

1.3.1 鼠标单击、双击巷道13

1.3.2 鼠标单击、双击节点13

1.3.3 鼠标单击、双击风门13

1.3.4 鼠标单击、双击风机13

1.4 鼠标右键点击巷道、节点、风门、风机17

1.4.1 鼠标右键点击巷道17

1.4.2 鼠标右键点击节点21

1.4.3 鼠标右键点击风门21

1.4.4 鼠标右键点击风机22

2 风流分配仿真与通风网络拓扑关系自动创建24

2.1 矿井模型24

2.2 MVSS 3.0文档创建27

2.2.1 用DXF格式文件生成仿真系统图27

2.2.2 用井巷的三维节点坐标及巷道拓扑关系数据文件生成仿真文档29

2.2.3 鼠标绘制生成仿真文档29

2.2.4 仿真文档数据库录入29

2.3 矿井模型风流分配仿真33

2.4 MVSS 3.0网络拓扑关系自动建立与管理功能37

3 矿井通风系统仿真与按需调节45

3.1 模拟新掘井巷的贯通45

3.2 模拟老巷道报废47

3.3 模拟井巷断面或长度变化47

3.4 模拟风门个数、位置、调节量49

3.5 模拟风井与风机49

3.6 模拟井下局部通风机以及多级机站通风53

3.7 通风网络风流按需分配仿真56

3.7.1 网络风流按需分配仿真56

3.7.2 固定半割集下的按需分风56

3.8 网络增阻调节57

4 基于仿真技术的矿井通风系统综合分析与评价64

4.1 通风网络角联结构分析64

4.2 风网平衡图67

4.3 地面主要通风机选型72

4.4 多风机联合运转分析75

4.5 矿井自然风压分析77

第二篇 MVSS 3.0数学模型与算法79

5 风流流动状态79

5.1 状态方程79

5.2 管流的概念及研究方法79

5.3 三维、可压缩、非定常流动状态方程80

5.3.1 流场参数80

5.3.2 三维、可压缩、非定常流动80

5.4 黏性风流运动方程81

5.5 伯努利方程83

5.5.1 黏性风流微元流束伯努利方程83

5.5.2 管流的能量方程84

5.5.3 风流任一断面上的能量87

5.5.4 点压能87

5.6 通风网络中非定常流动的数学模型及解法88

5.6.1 井巷内空气非定常流动能量方程88

5.6.2 通风网络中非定常流动的数学模型及解法88

6 通风网络符号体系及图的运算90

6.1 基于图论的通风网络90

6.1.1 通风网络拓扑关系90

6.1.2 通风网络拓扑关系的矩阵表示92

6.2 树95

6.2.1 树、生成树、余树95

6.2.2 树的确定方法95

6.2.3 最小树95

6.2.4 树的基本性质96

6.3 深度优先搜索法96

6.3.1 有向图中任意两节点之间的正向深度优先搜索96

6.3.2 有向图中任意节点的深度优先遍历搜索100

6.3.3 搜索策略与退栈策略100

6.4 回路100

6.5 通路101

6.5.1 无单向回路通路算法101

6.5.2 有单向回路通路算法106

7 通风网络自然分风模型及算法107

7.1 通风网络自然分风研究现状107

7.2 通风网络自然分风模型及算法107

7.2.1 通风网络自然分风计算预处理107

7.2.2 通风网络的基本定律108

7.2.3 阻力定律109

7.3 自然分风算法109

7.3.1 Barczyk法109

7.3.2 Scott-Hinsley（斯考德-恒斯雷）法111

7.4 分风算法中的一些具体问题113

7.4.1 基准分支的拟定与迭代处理113

7.4.2 通风机特性曲线的处理113

7.4.3 分风算法评估113

8 网络优化调节数学模型及其算法116

8.1 网络调节与通风系统优化研究现状116

8.2 网络优化研究国内外概况116

8.3 优化调节的通路法118

9 风网平衡图自动绘制模型121

9.1 风网平衡图研究现状121

9.2 风网平衡图的概念和性质121

9.2.1 风网平衡图的概念121

9.2.2 风网平衡图的性质122

9.3 基于深度优先搜索的风网平衡图绘制通路法124

9.4 立体网络的平衡图125

10 角联结构自动识别和网络简化数学模型127

10.1 角联结构研究现状127

10.2 通风网络中的角联分支的定义及性质127

10.3 角联结构的数学模型及算法129

10.3.1 通路法129

10.3.2 路径法与角联分支的广义定义131

10.3.3 无向图的角联结构134

10.4 网络简化135

10.4.1 网络简化的意义135

10.4.2 子网136

10.4.3 网络简化的层次算法136

10.4.4 通风网络简化与参数等效变换137

11 最大通风能力数学模型139

11.1 极值流的概念139

11.1.1 单一源汇网络与半割集的概念139

11.1.2 极值流的概念140

11.2 最大通风能力研究现状140

11.3 独立通路法140

11.3.1 独立通路的概念及其算法140

11.3.2 独立通路法确定网络的极值流141

12 通风网络稳定性、可靠性数学模型143

12.1 通风网络稳定性143

12.1.1 分支的灵敏性143

12.1.2 利用灵敏度定量确定网络稳定性146

12.2 可靠性数学模型147

12.2.1 通风系统可靠性算法147

12.2.2 基于通风系统可靠性的巷道分级管理150

13 通风网络中的单向回路问题153

13.1 问题的提出153

13.2 无单向回路时确定通路的矩阵法154

13.3 有单向回路时通路矩阵的算法存在的问题155

13.4 深度优先搜索法确定有单向回路的通风网络的全部通路156

13.5 避免单向回路出现或减少单向回路影响程度的方法探讨156

13.5.1 优化机站（局部通风机）位置156

13.5.2 在旁侧风路或循环体外增设机站（局部通风机）156

13.5.3 网络优化调节减少循环风的影响157

13.6 含有单向回路的风网平衡图绘制方法157

第三篇 MVSS 3.0可视化程序设计160

14 框架模块设计160

14.1 程序设计模块划分160

14.2 框架设计160

14.2.1 文档类160

14.2.2 视图类162

14.2.3 视图框架窗口类与文档模板166

14.3 视图工具类设计166

14.3.1 基类（TTool）166

14.3.2 增加实体图形对象工具类（AddTool）168

14.3.3 选择图形实体工具类（SelectTool）169

14.3.4 视图变换操作类（ViewTool）170

14.3.5 简化工具类（SimpleTool）171

15 矿井通风系统元件对象可视化模块设计172

15.1 矿井通风系统图形绘制方式的选择172

15.2 通风系统元件对象可视化类分析174

15.3 通风系统元件对象可视化类设计174

15.3.1 图形基类（TGraph）174

15.3.2 巷道可视化类（TTunnel）177

15.3.3 节点可视化类（TJoint）178

15.3.4 构筑物可视化类（TGate）179

15.3.5 通风动力装置可视化类（TFan）180

15.3.6 风流方向可视化类（TDirection）181

15.3.7 风网平衡图可视化类（TQHGraph）182

15.3.8 消隐类（TTHide）184

15.4 通风系统元件集合管理类设计184

16 矿井通风网络拓扑关系自动创建与管理模块设计188

16.1 矿井通风系统拓扑关系自动建立和维护序列图188

16.2 矿井通风网络拓扑关系模块代码188

17 数据库模块设计193

17.1 数据文件管理方式193

17.2 数据库管理方式193

17.3 数据库方式的选择与实现194

17.4 矿井通风系统元件对象属性数据管理序列图199

18 视屏定宽度巷道、局部简化与巷道消隐模块设计200

18.1 视屏定宽度巷道200

18.2 局部简化模块设计203

18.3 巷道消隐模块209

18.3.1 巷道相交双线交点坐标计算209

18.3.2 确定相交巷道双线消隐部分层位关系210

18.3.3 巷道消隐程序实现机制210

18.3.4 巷道消隐双线交叉处自动消隐序列图211

18.3.5 巷道消隐程序实现211

第四篇 MVSS 3.0在晋煤集团的应用212

19 生产矿井通风仿真技术路线综述212

19.1 通风系统普查213

19.2 仿真文档创建214

19.3 通风系统参数测试与数据处理214

19.3.1 巷道、节点、构筑物参数测试214

19.3.2 通风机性能参数测试215

19.3.3 数据处理217

19.4 矿井通风系统现状仿真217

19.5 误差分析与系统自适应218

19.6 工业试验218

19.7 通风系统综合分析与评价218

19.8 利用通风仿真系统模拟改造方案219

20 成庄矿通风仿真文档创建220

20.1 成庄矿简介220

20.2 成庄矿系统普查222

20.3 仿真文档创建222

20.4 参数测试与数据处理222

20.5 成庄矿通风现状仿真232

20.6 误差分析233

20.7 工业试验236

21 成庄矿通风系统优化改造仿真239

21.1 2号风井的投运239

21.2 二、四盘区分区通风240

21.3 3号风井的投运240

21.4 三、五盘区分区通风241

21.5 四盘区扩能规划241

21.5.1 专用回风道贯通242

21.5.2 四盘区下部延伸243

21.5.3 新风井贯通243

22 矿井仿真系统在凤凰山矿的应用245

22.1 凤凰山矿概况245

22.2 凤凰山矿通风现状245

22.3 凤凰山矿通风仿真系统构建248

22.4 凤凰山矿通风系统改造方案模拟248

附录 成庄矿通风现状仿真数据249

参考文献278