基于拓扑结构和级联失效的巷道重要度研究

为了解决矿井通风系统巷道重要度不能客观确定、重点巷道不能准确定位的问题,基于通风网络复杂特征、图论理论并引入供水管网中节点和管段级联失效重要度确定方法,从井巷结构与功能两方面对巷道重要度进行双重分析。选取节点的度中心性、介数中心性和紧密中心性3个参数,计算巷道节点与风路分支的结构重要度;通过矿井通风仿真模型中某条巷道密闭级联失效对其余巷道风量影响程度确定密闭巷道的功能重要度。综合巷道的结构与功能重要度,建立矿井通风系统巷道重要度评估模型。以余吾煤矿北翼通风系统为例,使用Ucinet软件计算出北翼各节点的中心度指标值和风路结构重要度,在北翼矿井Ventsim通风模型中进行巷道级联失效影响性评估,确定巷道的功能重要度。综合通风网络中巷道的拓扑结构和级联失效影响对其重要度进行评估,得出北翼通风系统中各条巷道的综合重要度大小。依据巷道风流类型对巷道的综合重要度进行排序,在余吾煤矿北翼矿井通风系统中,进、回风立井综合重要度>回风巷综合重要度>工作面综合重要度>进风巷综合重要度。以北翼巷道综合重要度为权重,对通风模型准确性进行评估,对比分析其与传统评估模型的区别。研究成果可为矿井通风系统中重点巷道识别、矿井通风模型准确性评估、矿井风量监测和通风系统优化设计提供可靠依据。