[发明专利]基于质量守恒的煤矿井下空间瓦斯分布规律计算方法

权利要求书

1.一种基于质量守恒的煤矿井下空间瓦斯分布规律计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取矿井通风网络，根据所述矿井通风网络构建几何网络，所述几何网络包括邻接矩阵A，网络节点集合V，有向边集合E；

S2：创建未赋值有向边集合E′，E′为可变集合；

S3：选取有向边集合E′中一条有向边e，获取有向边e的始节点v1的前驱网络节点集合V′，并根据矿井通风理论与瓦斯流动质量质量守恒原理得出未计算的网络节点流出的瓦斯浓度C与其前驱网络节点流入的瓦斯浓度C_i′之间的关系式，同时计算得出网络节点v单位时间段流出的瓦斯浓度C；所述步骤S3具体包括如下步骤：

S31：选取有向边集合E′中一条有向边e；

S32：判断该有向边e是否为已知瓦斯浓度C′的有向边，若判断结果为是，则将有向边e瓦斯浓度赋值为C′；若判断结果为否，则搜索邻接矩阵A，得到有向边e的始节点v1的前驱网络节点集合V′；

S33：判断步骤S32中所述网络节点集合V′中是否有未计算的网络节点，若判断没有未计算的网络节点，则从向边集合E′中重新获取一条有向边e，返回上述步骤S31；若判断有未计算的网络节点，则根据矿井通风理论与瓦斯流动质量质量守恒原理得出未计算的网络节点单位时间流出的瓦斯浓度C与其前驱网络节点流入的瓦斯浓度C_i′之间的关系式，进一步计算得出网络节点单位时间段流出的瓦斯浓度C；

其中，网络节点单位时间流出的瓦斯浓度C为：

Q_i为单位时间内节点前驱网络节点流入风量，C_i′为节点前驱网络节点瓦斯浓度；T为单位时间；n为该节点前驱节点数

S4：网络节点v单位时间段流出的瓦斯浓度C赋值给有向边e；

S5：从未赋值的有向边集合E′中移除已赋值有向边e；

S6：判断集合E′中是否存在未赋值的有向边，若存在，则返回步骤S3直至所有有向边赋值完成。

2.根据权利要求1所述的基于质量守恒的煤矿井下空间瓦斯分布规律计算方法，其特征在于，所述有向边记为：ev1，v2e，v1为始节点，v2为末节点，且令有向边方向为矿井通风网络中巷道风向。

3.根据权利要求1所述的基于质量守恒的煤矿井下空间瓦斯分布规律计算方法，其特征在于，所述邻接矩阵A包括一个顺序存储节点信息的节点表和一个存储节点间相互关系的关系矩阵组成，用于反映几何网络中节点间的连通关系。

4.根据权利要求1-3任一所述的基于质量守恒的煤矿井下空间瓦斯分布规律计算方法，其特征在于，所述矿井通风理论具体为：网络节点流入风量与网路节点流出风量相等；所述瓦斯流动质量质量守恒原理具体为：同时间段内节点流入瓦斯质量与流出瓦斯质量相等。