CN110599841A - 一种矿井灾害场景模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井灾害场景模拟系统及方法,涉及矿井安全应急技术领域,该系统包括矿井场景模型创建模块用于创建矿井场景模型,以模拟矿井的静态场景,接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;矿井系统计算模块用于根据矿井灾害参数和当前系统参数计算得到系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;动态展示模块用于将系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息展示于矿井场景模型中,以模拟真实的矿井灾害场景。本发明的有益效果是:能够真实模拟井下的复杂环境以及灾害动态变化的情景,能够给受训人员提供一个身临其境的、安全的且高效的模拟训练平台,来使得矿井作业人员能够得到最有效的矿井灾害事故演练。
Description
技术领域
本发明涉及矿井安全应急技术领域,尤其涉及一种矿井灾害场景模拟系统及方法。
背景技术
相对于其他生产企业,煤矿作业场所主要在地下,作业环境具有明显的特殊性与复杂性:煤矿井下生产具有多工种、多方位、多系统立体交叉连续作业的特点,采煤、掘进、通风、机电、排水、供电、运输等系统中,任何部位或任何一个环节出现问题,都可能酿成事故,甚至造成重、特大事故。煤矿灾害因素多,致灾机理复杂,矿井瓦斯、矿尘、水、火、冲击地压及有毒有害气体经常威胁着煤矿安全生产,且受井下复杂环境影响较大。
为保障矿工的生命财产安全,在矿井作业中经常会进行逃生演练。传统的矿井灾害逃生演练方法一般是在静态的场景下,培训人员按照预先设置的脚本进行演练,这种演练方法存在如下弊端:首先是投入成本很高,每一次演练的准备工作都要花费大量的时间和人力、物力,这使得演练开展的频率很难得到保障;其次是受各种复杂环境因素的限制,实际模拟出完美的事故场景的概率很低,甚至有的事故场景无法实际模拟,即使能够模拟,也存在较多的不安全因素,无法保障应急演练过程的绝对安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:现有的矿井灾害逃生演练方法无法真实地展示在矿井灾害发生时,井下复杂环境的动态变化过程,从而不能有效地对培训人员进行演练培训。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种矿井灾害场景模拟系统及方法。
一种矿井灾害场景模拟系统,包括:
矿井场景模型创建模块,用于创建矿井场景模型,以基于所述矿井场景模型模拟矿井的静态场景,并接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;
矿井系统计算模块,用于根据所述矿井灾害参数和所述当前系统参数,计算得到系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;
动态展示模块,用于将所述系统参数的动态变化信息和所述井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井场景模型中,以模拟真实的矿井灾害场景。
进一步地,所述矿井场景模型包括采用虚拟仿真技术构建的井下巷道模型、地面建筑模型、地形模型、生产设备模型、通风系统模型、排水系统模型以及供电系统模型中的至少一种。
进一步地,还包括:
逃生路径分析模块,用于根据系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,获取所述矿井场景模型中的当前路障信息,并根据所述当前路障信息和所述井下巷道模型的基本参数,生成当前最佳逃生路径。
进一步地,还包括:
语音提示模块,用于对所述当前最佳逃生路径进行播报。
进一步地,还包括:
虚拟人员创建模块,用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建的虚拟逃生人员;以及
虚拟人员控制模块,用于采用人工智能技术,使所述虚拟逃生人员能够按照所述逃生路径分析模块生成的当前最佳逃生路径进行逃生。
进一步地,还包括:
所述虚拟人员创建模块还用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建的虚拟救援人员;
所述虚拟人员控制模块还用于采用人工智能技术,使所述虚拟救援人员能够对所述虚拟逃生人员和真实参演人员下达指令,还能够对所述虚拟逃生人员进行救援。
进一步地,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:所述通风系统模型当前的风速和风向、所述排水系统模型当前的排水位置和排水功率以及所述供电系统模型当前的供电位置和有效开关个数。
进一步地,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:所述通风系统模型当前的风速和风向、所述排水系统模型当前的排水位置和排水功率以及所述供电系统模型当前的供电位置和有效开关个数。
进一步地,所述矿井系统计算模块包括:
通风系统计算单元,用于计算风流在所述井下巷道模型中的流动信息;
排水系统计算单元,用于计算水体在所述井下巷道模型中的淹没和/或下降信息;
供电系统计算单元,用于计算所述井下巷道模型中的供电中断位置和漏电区间。
可选地,若所述灾害类型为火灾时,所述通风系统计算单元还用于计算火灾产生的烟流随风流的扩散范围;
或,
若所述灾害类型为瓦斯爆炸灾害时,所述通风系统计算单元还用于计算瓦斯爆炸产生的有害气体随风流的扩散范围。
为解决上述技术问题,本发明还提出一种矿井灾害场景模拟方法,包括:
采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景;
接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;
根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;
将系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井的静态场景中。
进一步地,采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景包括:
采用三维建模软件创建井下巷道、地面建筑、地形、生产设备、通风系统、排水系统和供电系统的三维实体;
在预设的虚拟仿真系统中导入所述三维实体。
进一步地,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:风速、风向、排水位置、排水功率以及供电位置和供电有效开关个数。
进一步地,当所述灾害类型为水灾时,所述当前系统参数还包括:注水位置和注水速率;根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,包括:
采用三维建模软件在井下巷道三维实体中构建出水洼三维实体,并导入所述虚拟仿真系统中;所述水洼三维实体包括:上游水洼、下游水洼和同级水洼;
按照水体淹没当前水洼、下游水洼、同级水洼、上游水洼的淹没顺序,根据所述注水位置、所述注水速率和预先计算的当前水洼的体积,计算水体在所述井下巷道三维实体中的淹没信息。
进一步地,所述方法还包括:
根据所述排水位置查找与所述排水位置对应的水洼,并计算水洼中的水面高度;
当所述排水位置低于所述水面高度,根据所述排水功率计算水体在所述井下巷道三维实体中的下降信息。
与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:应用本发明的矿井灾害场景模拟系统,能够真实模拟井下的复杂环境以及灾害动态变化的情景,能够给受训人员提供一个身临其境的、可重复的、安全的且高效的模拟训练平台,来使得矿井作业人员能够得到最有效的矿井灾害事故演练。
附图说明
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是:
图1示出了本发明实施例提出的一种矿井灾害场景模拟系统的结构示意图;
图2示出了本发明实施例提出的矿井系统计算模块的结构示意图;
图3示出了本发明实施例提出的一种矿井灾害场景模拟系统的工作原理示意图;
图4示出了本发明实施例提出的一种矿井灾害场景模拟方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
根据本发明的实施例,提供了一种矿井灾害场景模拟系统,图1示出了本发明实施例提出的一种矿井灾害场景模拟系统的结构示意图,如图1所示,该矿井灾害场景模拟系统包括:矿井场景模型创建模块、矿井系统计算模块以及动态展示模块。
这里,所述矿井场景模型创建模块用于创建矿井场景模型,以基于所述矿井场景模型模拟矿井的静态场景。其中,矿井场景模型可以是通过虚拟仿真技术构建的三维仿真模型,以通过矿井场景模型,来真实模拟矿井的作业环境。
值得说明的是,所述矿井场景模型包括采用虚拟仿真技术构建的井下巷道模型、地面建筑模型、地形模型、生产设备模型、通风系统模型、排水系统模型以及供电系统模型中的至少一种。
其中,井下巷道模型可以包括全矿性大巷、盘区大巷、顺槽、联巷、位置标牌、路线标牌以及场所名称等井下巷道的建筑工程。
地面建筑模型可以包括楼宇建筑、地面道路、停车场、厂区周界、厂区大门、主运井口、辅运井口以及风井等矿区主要地面建筑。
地形模型可以包括井下环境以及地面环境的真实地形反馈,以提供最真实的演练环境。
生产设备模型可以包括采煤三机设备、支架、皮带机头、机皮带、采掘机、掘锚机、梭车、锚杆机、主扇、风筒、局扇、风窗、风帘、消防器材、排水管线、阀门、水泵、蓄水池、供水管线、供水阀门、供水终端、压风管线、压风终端、中央变电所、盘区变电所、移变、开关、线缆、接线盒、开关柜以及避难硐室等井下和/或井上作业需要使用到的设备。
通风系统模型可以包括巷道中心线、风筒、局扇、主扇、风门、密闭门、风窗以及风桥等通风设备的虚拟模型。其中,还包括模拟井下的通风网络,以反映风流在井下巷道结构内的流动情况,以在灾害推演过程中,能够根据通风网络的变化对逃生和救灾进行真实演练。
排水系统模型可以包括巷道地面中心线、排水管线、水仓、水泵以及阀门等井下和/或井上的排水设备。
供电系统模型可以包括地面变电所、井下变电所、盘区变电所、移动变电所、供电线路、开关以及用电设备等井上/井下的供电设备。
值得说明的是,构建所述矿井场景模型,包括井下巷道模型、地面建筑模型、地形模型、生产设备模型、通风系统模型、排水系统模型以及供电系统模型中的至少一种,是要真实、完整地模拟矿井作业的场景,以给受训人员提供最真实的矿井灾害模拟演练,对于其他井上和/或井下场景的构建也在本发明的保护范围之内。
其中,所述矿井场景模型创建模块接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定,所述矿井系统计算模块根据所述矿井灾害参数和所述当前系统参数,计算得到系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息。
这里,由于灾害是动态变化的,因此需要根据矿井灾害演练的需要,输入矿井灾害参数设定和当前系统参数设定,然后计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,以反映根据实际需要定制灾害的变化情景等。
值得说明的是,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:所述通风系统模型当前的风速和风向、所述排水系统模型当前的排水位置和排水功率以及所述供电系统模型当前的供电位置和有效开关个数。
可选地,如图2所示,所述矿井系统计算模块可以包括:
通风系统计算单元,用于计算风流在所述井下巷道模型中的流动信息;
排水系统计算单元,用于计算水体在所述井下巷道模型中的淹没和/或下降信息;
供电系统计算单元,用于计算所述井下巷道模型中的供电中断位置和漏电区间。
可选地,所述系统还可以包括:
若所述灾害类型为火灾时,所述通风系统计算单元还用于计算火灾产生的烟流随风流的扩散范围;
或,
若所述灾害类型为瓦斯爆炸灾害时,所述通风系统计算单元还用于计算瓦斯爆炸产生的有害气体随风流的扩散范围。
其中,所述通风系统计算单元可以通过计算风流方向、风速、风机和水泵的工作状态因素等,来确定井下巷道模型中的空气流动信息。
所述排水系统计算单元计算水体在所述井下巷道模型中的淹没和/或下降信息的具体实施方式可以是:根据排水系统模型,根据涌水量动态计算水的淹没范围,确定水在巷道内的淹没情况以及巷道完全被水淹没后对通风系统的影响。可以根据巷道的地势起伏,利用水洼的底部最低点和高位的向下的转折点构建出不同水洼,水体的淹没过程按照水体从低处向高处淹没的原则进行计算,按照地势把水洼分为上游水洼、下游水洼和同级水洼三类,水洼的淹没过程先注满当前水洼,然后向下游水洼进行淹没,然后向同级水洼淹没,最后向上游水洼淹没。水洼之间逻辑上组成树形数据结构。按照注水点的位置,依次查找相关水洼,并按照注水流速和水洼的体积,计算水体在巷道内的淹没过程。
所述供电系统计算单元可以根据灾害的演变获得在所述井下巷道模型中的供电中断位置和漏电区间。
例如,当灾害类型为火灾和/或瓦斯爆炸灾害时,由于产生的烟流或有害气体会通过通风系统在井下巷道中进行扩散,因此,可以根据通风系统确定风流方向、风速、风机和水泵的工作状态因素,进而在通风网络系统中动态计算烟流和有毒有害气体随着风流的扩散范围。
然后,所述动态展示模块将所述系统参数的动态变化信息和所述井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井场景模型中,以模拟真实的矿井灾害场景。
这里,由于所述矿井场景模型创建模块创建的矿井场景模型是模拟矿井的静态场景的,在灾害演练时,静态场景需要随着灾害的演变产生动态变化,因此将动态变化参数包括系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息输入所述动态展示模块,所述动态展示模块就根据系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,改变所述矿井场景模型以真实模拟矿井灾害场景的发生。
在本实施方式中,通过生成所述矿井场景模型,并根据实际演练需要,使得所述矿井场景模型动态变化,以真实模拟矿井灾害的发生,能够真实模拟井下的复杂环境以及灾害动态变化的情景,能够给受训人员提供一个身临其境的、可重复的、安全的且高效的模拟训练平台,来使得矿井作业人员能够得到最有效的矿井灾害事故演练。
在上述实施方式中,该系统还可以包括:
逃生路径分析模块,用于根据系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,获取所述矿井场景模型中的当前路障信息,并根据所述当前路障信息和所述井下巷道模型的基本参数,生成当前最佳逃生路径。
这里,由于所述动态展示模块会模拟真实的矿井灾害场景,因此,在实际演练中,需要根据矿井灾害场景的演变,对逃生路径进行分析。
其中,所述逃生路径分析模块可以基于最短路径分析算法实现,根据所述矿井场景模型的演变,计算在所述矿井场景中的逃生路径。例如,根据通风系统模型和/或排水系统模型的动态变化,计算出路障信息;该路障信息包括有毒、有害气体扩散的范围,无风的范围,水体覆盖的范围等,结合路障信息和井下巷道的路线生成最短的路径。
在上述实施方式中,通过所述逃生路径分析模块可以根据动态演变的矿井场景模型来分析最佳的逃生路径,能够根据真实模拟的灾害场景制定逃生路径。
可选地,该系统还可以包括:
语音提示模块,用于对所述当前最佳逃生路径进行播报。
这里,通过播报所述最佳逃生路径,使得参演的人员能够及时获知最佳的逃生路径,以能够更好地选择逃生路径。
在另一个可选的实施方式中,该系统还可以包括:
虚拟人员创建模块,用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建的虚拟逃生人员;以及
虚拟人员控制模块,用于采用人工智能技术,使所述虚拟逃生人员能够按照所述逃生路径分析模块生成的当前最佳逃生路径进行逃生。
这里,通过虚拟仿真技术构建虚拟逃生人员,并采用人工智能技术,控制所述虚拟逃生人员能够根据最佳逃生路径进行逃生,以通过虚拟逃生人员根据最佳逃生路径进行逃生,以对该最佳逃生路径进行演练,以对该逃生路径进行模拟。并采用人工智能技术,控制所述虚拟逃生人员能够根据最佳逃生路径进行逃生。
在上述实施方式中,该系统还可以包括:
所述虚拟人员创建模块还用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建的虚拟救援人员;
所述虚拟人员控制模块还用于采用人工智能技术,使所述虚拟救援人员能够对所述虚拟逃生人员和真实参演人员下达指令,还能够对所述虚拟逃生人员进行救援。
这里,虚拟逃生人员能够根据最佳逃生路径进行逃生或虚拟救援人员与虚拟逃生人员之间的人员行为模拟可以通过行为树来实现。行为树中通过定义活动节点来完成逻辑单元的执行,活动节点分为并行节点和顺序节点。并且节点的执行通过优先级来确定执行的先后顺序。不同的节点构建成一个行为树,最终行为树绑定到虚拟逃生人员上,通过时间片的间隔来持续执行活动节点逻辑,从而使虚拟逃生人员具备独立自主的思考和行为的能力。其中,虚拟逃生人员能够接收其他真实参演人员所下达的指令和系统的逃生信号指令;人工智能救护队员也能对虚拟逃生人员下达作业指令。
在本实施方式中,通过利用虚拟仿真技术,是的虚拟逃生人员、虚拟救援人员或真实参演人员在整个灾害演练模拟中推演人员在动态情况下行为的特点,以提高逃生效率和成功率。
下面结合图3对本发明的矿井灾害场景模拟系统进行进一步的说明,如图3所示,矿井场景模型创建模块先是构建出矿井场景模型,在演练开始的时候,所述矿井场景模型创建模块接收到矿井参数设定和当前系统参数设定,所述矿井系统计算模块计算获得系统参数的动态变化信息和进行环境参数的动态变化信息,所述动态展示模块则根据所述系统参数的动态变化信息和进行环境参数的动态变化信息,使得矿井场景模型根据灾害演练的需要进行动态演变;所述逃生路径模块则在动态演变的矿井场景模型中分析获得最佳逃生路径,所述虚拟人员创建模块在矿井场景模型中构建虚拟的逃生人员和/或救援人员,然后虚拟人员控制模块则根据该最佳逃生路径控制虚拟逃生人员在动态变化的场景模型中进行逃生,另外,语音提示模块则对该逃生路径进行播报。
根据本发明实施例,如图4所示,还提出一种矿井灾害场景模拟方法,包括:
采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景;
接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;
根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;
将系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井的静态场景中。
可选地,采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景包括:
采用三维建模软件创建井下巷道、地面建筑、地形、生产设备、通风系统、排水系统和供电系统的三维实体;
在预设的虚拟仿真系统中导入所述三维实体。
可选地,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:风速、风向、排水位置、排水功率以及供电位置和供电有效开关个数。
可选地,当所述灾害类型为水灾时,所述当前系统参数还包括:注水位置和注水速率;根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,包括:
采用三维建模软件在井下巷道三维实体中构建出水洼三维实体,并导入所述虚拟仿真系统中;所述水洼三维实体包括:上游水洼、下游水洼和同级水洼;
按照水体淹没当前水洼、下游水洼、同级水洼、上游水洼的淹没顺序,根据所述注水位置、所述注水速率和预先计算的当前水洼的体积,计算水体在所述井下巷道三维实体中的淹没信息。
可选地,所述方法还包括:
根据所述排水位置查找与所述排水位置对应的水洼,并计算水洼中的水面高度;
当所述排水位置低于所述水面高度,根据所述排水功率计算水体在所述井下巷道三维实体中的下降信息。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案,考虑到相关技术中,传统的矿井灾害逃生演练方法无法模拟出最真实、完整的事故场景,而且演练的投入成本很高。本发明提供一种矿井灾害场景模拟系统及方法,能够真实模拟井下的复杂环境以及灾害动态变化的情景,能够给受训人员提供一个身临其境的、可重复的、安全的且高效的模拟训练平台,来使得矿井作业人员能够得到最有效的矿井灾害事故演练。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (14)
1.一种矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,包括:
矿井场景模型创建模块,用于创建矿井场景模型,以基于所述矿井场景模型模拟矿井的静态场景,并接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;
矿井系统计算模块,用于根据所述矿井灾害参数和所述当前系统参数,计算得到系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;
动态展示模块,用于将所述系统参数的动态变化信息和所述井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井场景模型中,以模拟真实的矿井灾害场景。
2.根据权利要求1所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,所述矿井场景模型包括采用虚拟仿真技术构建的井下巷道模型、地面建筑模型、地形模型、生产设备模型、通风系统模型、排水系统模型以及供电系统模型中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,还包括:
逃生路径分析模块,用于根据系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,获取所述矿井场景模型中的当前路障信息,并根据所述当前路障信息和所述井下巷道模型的基本参数,生成当前最佳逃生路径。
4.根据权利要求3所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,还包括:
语音提示模块,用于对所述当前最佳逃生路径进行播报。
5.根据权利要求3所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,还包括:
虚拟人员创建模块,用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建虚拟逃生人员;以及
虚拟人员控制模块,用于采用人工智能技术,使所述虚拟逃生人员能够按照所述逃生路径分析模块生成的当前最佳逃生路径进行逃生。
6.根据权利要求5所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,还包括:
所述虚拟人员创建模块还用于采用虚拟仿真技术在所述矿井场景模型中构建虚拟救援人员;
所述虚拟人员控制模块还用于采用人工智能技术,使所述虚拟救援人员能够对所述虚拟逃生人员和真实参演人员下达指令,还能够对所述虚拟逃生人员进行救援。
7.根据权利要求2所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:所述通风系统模型当前的风速和风向、所述排水系统模型当前的排水位置和排水功率以及所述供电系统模型当前的供电位置和有效开关个数。
8.根据权利要求7所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,所述矿井系统计算模块包括:
通风系统计算单元,用于计算风流在所述井下巷道模型中的流动信息;
排水系统计算单元,用于计算水体在所述井下巷道模型中的淹没和/或下降信息;
供电系统计算单元,用于计算所述井下巷道模型中的供电中断位置和漏电区间。
9.根据权利要求8所述的矿井灾害场景模拟系统,其特征在于,所述系统还包括:
若所述灾害类型为火灾时,所述通风系统计算单元还用于计算火灾产生的烟流随风流的扩散范围;
或,
若所述灾害类型为瓦斯爆炸灾害时,所述通风系统计算单元还用于计算瓦斯爆炸产生的有害气体随风流的扩散范围。
10.一种矿井灾害场景模拟方法,其特征在于,包括:
采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景;
接收矿井灾害参数设定和当前系统参数设定;
根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息;
将系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息采用虚拟仿真技术展示于所述矿井的静态场景中。
11.根据权利要求10所述的矿井灾害场景模拟方法,其特征在于,采用虚拟仿真技术模拟矿井的静态场景包括:
采用三维建模软件创建井下巷道、地面建筑、地形、生产设备、通风系统、排水系统和供电系统的三维实体;
在预设的虚拟仿真系统中导入所述三维实体。
12.根据权利要求11所述的矿井灾害场景模拟方法,其特征在于,所述矿井灾害参数包括:灾害类型和/或灾害发生的位置坐标;所述灾害类型包括以下项中的一项或多项:水灾、火灾和瓦斯爆炸灾害;所述当前系统参数包括以下项中的一项或多项:风速、风向、排水位置、排水功率以及供电位置和供电有效开关个数。
13.根据权利要求12所述的矿井灾害场景模拟方法,其特征在于,当所述灾害类型为水灾时,所述当前系统参数还包括:注水位置和注水速率;根据矿井灾害参数和当前系统参数,计算系统参数的动态变化信息和井下环境参数的动态变化信息,包括:
采用三维建模软件在井下巷道三维实体中构建出水洼三维实体,并导入所述虚拟仿真系统中;所述水洼三维实体包括:上游水洼、下游水洼和同级水洼;
按照水体淹没当前水洼、下游水洼、同级水洼、上游水洼的淹没顺序,根据所述注水位置、所述注水速率和预先计算的当前水洼的体积,计算水体在所述井下巷道三维实体中的淹没信息。
14.根据权利要求13所述的矿井灾害场景模拟方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述排水位置查找与所述排水位置对应的水洼,并计算水洼中的水面高度;
当所述排水位置低于所述水面高度,根据所述排水功率计算水体在所述井下巷道三维实体中的下降信息。
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