第2期 李翠平等：地下矿突水过程的三维动态仿真模型构建 .143· 2.2.1水流下向漫延路径解算 路径集合P,转至步骤(3)；否则判断K中存在具 地下矿发生水害时，水体经突水点喷出，当水 有和其自身相同标高的邻接点，则将该点从G移 流沿着平巷漫延时，其漫延路径可用常规图论的广 至漫延节点集合S,将该点从K中清除，将其邻接 度优先算法解算，即随着突水量的增加，从突水点 点加入到K,同时将该点信息加入到漫延路径集合 开始，水流沿着与突水点相连接的平巷漫延，若遇 P:若K中所有节点的邻接点的标高均大于这些节 有多条平巷交汇，水流不进行优先选择，多条平巷 点，此时说明水流已没有继续下向漫延的井巷，则 均有涌入，其涌入量的大小取决于各平巷的水力条 返回漫延路径集合P和漫延终点e,程序运行结束. 件.但当水流漫延到具有较低标高的井巷时，如斜 之后开始水位上向升涨路径运算. 坡道、竖井、溜井等，由于重力作用水流将优先涌 (3)重复运行步骤(2)，直至程序结束.最终所 入这些井巷，其他平巷的漫延则暂缓，且此前被漫 得漫延路径集合P,即为水流下向漫延过程所流经 延平巷的水位可能会随之下降.因此在进行水流下 的路径，算法流程图如图2所示 向漫延路径解算时，若水流流至标高较低井巷时， 通过水流下向漫延算法，得出水流下向漫延过 则水流优先流向该井巷，如此循环判断，最终水流 程中流经路径的各关键点的漫延顺序.该算法体现 将到达全局或局部最低点，此时水流下向漫延过程 了实际水流流动过程中重力的影响效果，即保证了 结束.此后，水流将开始水位上向升涨过程.水流 水流优先流向势能更低点 下向漫延路径算法的描述如下 2.2.2水位上向升涨路径解算 设定突水点T,创建井巷所有关键点信息集合 水流下向漫延算法的终点为一局部或全局最低 G,该集合即是井巷三维网络系统的信息集合，包含 点，即从该点起，水流没有可流向的势能相同点或 了各关键点的空间坐标信息及各点的邻接点信息 势能更低点，此时将开始水位上向升涨的过程.上 初始化漫延节点集合S,该集合用于存放水流已经 向升涨过程将根据突水量的大小最终达到水位平衡 漫延了的各关键点.初始化当前漫延水头节点集合 为止，甚至淹没整个井巷空间，水位上向升涨的解 K,该集合用于存放水头当前所处的关键点.通过 算过程如下. 定义集合K可确定水流漫延方向，其漫延方向由 水流水位上向升涨过程的起点即为水流下向 K集合中各节点的邻接点决定.建立漫延终点e, 漫延的终点e.创建井巷所有关键点信息集合G, 该节点既是水流下向漫延的终点，也是水流水位上 初始化上向升涨节点集合S、当前升涨水头节点集 向升涨的起点.初始化漫延路径集合P(p,d),该集 合K1、当前水位标高H、水源水位标高h及上向 合用于存放水流下向漫延流经的路径，集合中p为 升涨路径集合P(p,d) 水流下向漫延依次流经的各关键点，d为水流下向 (1)将e点从G1中移至上向升涨节点集合S, 漫延的路径长度 设定水位标高H为e点标高，将e的所有邻接点 (1)从突水点T开始，首先判断T的邻接点， 均从G1中移至当前升涨水头节点集合K1中 若其邻接点的标高小于T点标高，则将此时标高最 (2)检测K1中各节点标高，若存在有节点标高 低的邻接点加入当前水头节点集合K,将T移至漫 小于当前水位标高H,则说明还将进行水流下向漫 延节点集合S,转向步骤(2)；若其邻接点标高等于 延，此时需优先进行该井巷水流的下向漫延，将该 T点标高，则将标高相同点添加至当前水头点集合 点从K1转移至S1,计入P,将该点所有不在S1中 K,同时将T移至漫延点集合S,将该点信息写入 的邻接点加入到K1,转入步骤（③）.若存在有等于 漫延路径集合P,转向步骤(2)；若其邻接点的标高 当前水位标高H的点，则将这些点移至上向升涨 均大于T点标高，则说明此时已不存在下向漫延路 节点集合S1,计入乃，将这些点不在S1中的邻接 径，返回运行终点e=T,退出本循环.之后开始水 点从G1移至当前升涨水头节点集合K1中，同时 位上向升涨路径的解算. 将这些点的信息写入上向升涨路径集合P.若K1 (2)判断当前水头节点集合K是否为空.若K 中所有点标高均高于当前水位标高H,则将K1中 为空，则程序结束，返回路径集合P.若K不为空， 标高较低的点从K1移至S1,计入P,并将该点不 需判断K中节点标高，若K中存在小于该点标高 在S中的邻接点加入到K1,同时修改当前水位标 的邻接点，且该邻接点在集合G中，则将该点从G 高H为该点标高，判断H是否小于水源水位标高 移至漫延点集合S,清空K,并将该邻接点加入到 h,否则程序结束 当前水头节点集合K,同时将该点信息加入到漫延 (3)重复步骤(2)，直至当前升涨水头节点集合