Файл: Абрамов, Ф. А. Инструментальные средства и методы депрессионных съемок шахт.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 78

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Определяется также удельный вес спирта, предназ­ наченного для микроманометра. Сначала делают чистку микроманометра, особенно трехходового крана. Исправность микроманометра определяют проверкой прибора на герметичность, для чего отсасыванием или вдуванием в микроманометр через короткую резино­ вую трубку поднимают уровень спирта в измерительной трубе и наблюдают за ним в течение 1-—2 мин. Пони­ жение уровня спирта после зажатия резиновом трубки свидетельствует о нарушении герметичности прибора. Необходимо проверять резиновую трубку на воздухо­ проницаемость и на отсутствие в ней воды и талька (в новой трубке). Для удаления талька трубку надо продувать только не сжатым воздухом, так как в труб­ ку могут попасть капли компрессорного масла. Возду­ хопроницаемость резиновой трубки проверяют сначала наружным осмотром, затем, подсоединив ее к микро­ манометру, поднимают уровень спирта, зажимают сво­ бодный конец резиновой трубки и следят за положени­ ем уровня спирта в измерительней трубке так же, как при проверке микроманометра. Измерение уровня ука­ зывает на наличие в трубке повреждений и на неплот­ ность соединений, если трубка состоит из нескольких

кусков.

Места повреждения можно обнаружить продувая трубку II последовательно пережимая ее в нескольких местах или погружая в воду и создавая в ней с по­ мощью насоса избыточное давление. Тогда в местах вы­ хода пузырьков воздуха можно обнаружить места по­

вреждений.

Микробарометры МБ-1М необходимо через б— 12 месяцев тарировать. Перед съемкой надо проверить добавочную поправку, для этого в течение трех диен (минимум три раза в день) снимают одновременно отсчеты по микробарометру и ртутному барометру. Раз­ ницей в показаниях после введения необходимых попра­ вок будет добавочная поправка. У микробарометров МБНГІ-1 и МБ-63 надо провести проверку цены деле­ ния, так как она изменяется со временем. Для этого к прибору подсоединяется U -образный манометр или мик­ романометр, и с помощью насоса а приборе создается

разное давление. Сравнением его с показанием мано­ метра определяется цена деления.

50

2. В Ы Б О Р О П Т И М А Л Ь Н Ы Х М А Р Ш Р У Т О В

При выборе оптимальных маршрутов в сложных вентиляцион­ ных сетях хорошие результаты дает применение теории графов, так как по топологическим свойствам вентиляционную сеть можно представить как граф.

Рассмотрим подробно понятия, связанные с графом, н их при­ менение в вентиляционных сетях.

На практике с понятием графа встречаются очень часто. Если изобразить сеть дорог, связывающую некоторые города, линиями, а города — точками, то получается некоторая схема, по форме ничем не отличающаяся от схемы электрических соединении, сетки телег­ рафных связей или некоторой пневматической схемы. Таким обра­ зом, во многих случаях, отвлекаясь от физического смысла, можно

изобразить некоторые черты объекта в виде схемы, отображающей

его внутренние

связи

и не зависящей

от природы

объекта

[13,

23].

Пусть задан граф

(/,

U),

если дано: непустое множество

J ,

мно­

жество

U.

Каждому элементу

 

и

множества

U

поставлена в соответ­

 

 

у)

 

ствие упорядоченная

пара

(i,

 

элементов

множества

 

/,

где

іе / ;

у'е/. Знак

е

обозначает,

что

некоторыйU

объект

является

элемен­

том множества. Элементы

множества

J

называют

обычно

вершина­

ми графа, а элементы множества

— дугами графа.

соединенных(i, j),

Вентиляционная сеть,

изображенная ®

виде точек,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

 

 

 

 

линиями, представляет собой идеальный случай конечного графа. То,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

что каждой дуге сопоставлена упорядоченная пара вершин

 

 

соответствует заданию определенной ориентации дуги:

 

называется

началом дуги, а / — ее концом.UГеометрически множество

 

изобра­

жается точками, а множество

 

линиями со

стрелками,

соеди­

няющими эти точки.

Понятие графа лишь геометрически отражает связи, существую­ щие между элементами объектов. Для количественной характеристи­ ки этих связей удобно ввести понятие сети. Сетью назовем граф, элементам которого сопоставлены в соответствие некоторые пара­

метры. Если каждой выработке

вентиляционной схемы

сопоставить

в

соответствие ее

аэродинамическое(J, U)

-сопротивление,

то

такая схема

«будет сетью.

графе

 

 

называется

последовательность

дуг (щ,

 

Путем

 

в

 

 

2

........

Um),

конец

каждой

из

которых

совпадает с началом

преды­

дущей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а,

 

 

 

 

 

 

(1,

2,

8, В6)

графе, изображенном на

рис.

22,

последовательность

Контур

образует путь

(числа

в кружочках обозначают номера дуг).

— это конечный путь, у которого начальная вершина совпа­

дает с конечной. Путь

(1,

2,

3,

9)

в графе является контуром.

 

 

На основании понятия пути можно определить сильную связ­

ность

графа.

іГраф

называется

асильно,

связным, если любые две

его вершины

и у

можно соединить

путем, идущим из і

в у. Так,

граф, изображенный на рис. 22,

 

является

сильно связным.

 

j)

С

понятием дуги

графа

тесно

связано

понятие

і

ребра.

Ребром

графа

 

(/,

U )

называется

множество

пар

элементов

и у

либо

(і,

 

е і/, либо

(j,

i)

<=

U.

Ребро,

для

которого вершины

і

и у явля­

ются концами, обозначается [і,

/]. Изображается оно линией без

стрелок. Каждойбдуге (і, у) соответствует ребро [(', у].

так

как ребра

 

На

 

рис.

22,

девять

ребер,

но

только

семь дуг,

 

7 и 5 дугами не являются.

4*

51


Если в определениях пути, KOHtypâ, сильной связности заменить понятия дуги на понятие ребра, то получим понятие цепи, цикла и связности. Цепь — это последовательность ребер, в которой у каж ­

догоб

ребра одна из граничных вершин является граничной для пре­

дыдущего ребра,

а другая — граничной для последующего. На рис.

22,

(1,

7,

5)

образуютб

цепь, но не образуют пути.

ребра(8, 3, 6)

 

 

Цикл — это конечная цепь, начало и конец которой совпадают.

Цепь

 

на рис. 22,

образует цикл, но не является конту­

ром.

 

 

 

 

 

 

Число ѵ = п —т + 1 (где п — число ребер; т — число вершин) называется дипломатическим числом графа. Группа циклов назы­ вается независимой, если каждый цикл содержит ребро, не вхо­ дящее в другие циклы. Максимально число независимых циклов графа равно дипломатическому числу.

Граф называется связным, если любые две вершины его можно соединить цепью. Вентиляционная сеть одной шахты, очевидно, яв­ ляется связным графом.

Граф, в котором любые две вершины могут быть соединены единственной элементарной цепью, называется деревом. Дерево L называется полным деревом графа (J, U), если оно содержит все вершины графа. Отметим очевидные свойства дерева. Дерево свя­ зано, если оно не содержит элементарных циклов, удаление любой дуги приводит к распаду дерева на несвязные части. Число дуг дерева на единицу меньше числа его вершин. Ветви графа, не во­ шедшие в полное дерево, называются связями, которые образуют антидерево.

 

Построим

полное

 

дерево

для

графа,

изображенного на

рис.

22,

б,

используя

его свойства. Первую ветвь дерева выбираем

про­

извольно, например

9.

Затем добавляем одну из ветвей, примыкаю­

щих

к первой,

следя

 

за тем,

чтобы не

образовался цикл.

Всего

таких

ветвей

четыре —

4,

1,

3

6.

 

четвертую ветвь. Те­

 

дерева

п9,

4 Добавим

перь к имеющейся частиL

 

добавляем

ветви, следя за тем,

чтобы не образовалсяU).

 

цикл и т. д. а

 

 

 

 

 

Полное дерево

 

 

будет построено, когда в него войдут все вер­

шины графа

(7,

 

 

На

рис.

23,

приведен пример построения де­

рева для графа, изображенного иа рис. 22. Здесь ветви дерева выде­

лены утолщенными линиями. Из самого принципа

построения

дерева следует, что для одного и того же графа существует

несколько

деревьев. Способ построения дерева, приведенный выше, не един­ ственный. Действительно, одновременно с построением дерева мы

строим антидерево, куда входят

все ветви, не вошедшие в дере­

во. Ветви антидерева назовем

связями. При выборе связей мы

должны соблюдать основное правило, которое следует из свойств дерева. При добавлении к антидереву новой связи связность ос­ тавшихся ветвей не должна нарушаться и не должно быть узла, принадлежащего только антидереву.

Антидерево, а с ним и дерево будут построены, когда среди оставшихся ветвей не будет ни одного цикла.

Важное значение в теории вентиляционных сетей имеют сле­ дующие понятия. Минимальным (максимальным) деревом сети на­ зывается полное дерево сети, сумма параметров ветвей которого минимальна (максимальна).

Под параметром ветви следует понимать некоторое число, отне-

52


о

Рнс. 22. К определению ос­

Рнс.

23. К

построению дерева

новных

свойств графа

вентиляционной

сети

графа

сенное к

этой ветви. В

такими параметрами

могут 'быть длина выработки, расход воздуха в ней, ее аэродина­ мическое сопротивление и т. д.

Для построения минимального (максимального) дерева нужно несколько изменить алгоритм построения дерева, изложенный выше. Введем следующее правило построения дерева, обеспечивающее его единственность. На каждом шаге нахождения следующей ветви де­

рева

из

всех возможных ветвей в

дерево

бследует.

включать

ветвь

с минимальным номером. Поясним это на примере построения де­

рева для

бграфа.

, изображенного на

рис. 22,

Дерево, которое было

получено

для этого

графа произвольным

образом,

изображено на

рис.

23,

-Первая

ветвь дерева,

согласно

правилу,

должна

иметь

 

 

1.

 

 

 

дерева может быть любая

из

ветвей

номер9, 4, Следующей ветвью

3, б,

3,

 

однако, согласно правилу3.

, следует выбрать ветвь с номе­

ром

 

-как минимальную из1

возможных2, 8, 6, 4, 9,. Теперь дерево

содержит

уже

две

ветви с номерами

и

Возможными ветвями дерева бу­

дут теперь ветви с номерами

 

 

из которых в дерево сле­

дует включить ветвь с номером 2.

При определении возможных вет­

вей дерева следует основываться на свойствах дерева; дерево свя­

зано и не имеет циклов. Так,

для

построенной части дерева из вет­

вей

1,

3,

2

возможными ветвями

дерева9,

могут2, 3,

1.быть ветви

4,

7,

8,

 

 

9

 

 

 

6.

Ветвь

не

может

войти в

дерево, так -как

ее добавление ведета)

к образованию1, 3,

2,цикла4, 5.

из ветвей дерева

 

Продолжая таким

образом

построение дерева, мы получим полное дерево (рис. 23,

 

из ветвей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такой алгоритм построения дерева позволяет строить также н

минимальное (максимальное)

дерево сети.

Если перенумеровать вет-

53


a J

Рнс. 24. К определению баз неза­

Рнс.

25. К

определению

критиче­

висимых циклов графа

ского

пути

между двумя

узлами

 

 

 

сети

 

ви в порядке возрастания (убывания) нх параметров, то построен­ ное затем дерево будет минимальным (максимальным).

Разбивание графа на дерево и связи дает чрезвычайно простой алгоритм построения полной системы независимых циклов. Добав­ ление к дереву любой связи влечет к образованию элементарного

цикла и притом

единственного

[23]. Но

в таком случае связи явля­

ются базами циклов, число которых равно

п

т +

1.

Эти

циклы ли­

нейно независимы, так как 'Каждый из них содержит ребро

(связь),

не входящее в другиеа.

циклы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построим систему независимых циклов для графа, изображен­

ного на

рис. 24,

 

Для

определения

 

баз независимых циклов стро­

им произвольное дерево графа

(рис.

24,

б).

Ветви

1,

4,

8, 7, 6

об­

разуют

дерево.

Следовательно, в качестве баз

независимых

циклов

следует

взять ветви

3,

5,

2,

9,

которые

совместно

с

ветвями

дерева

образуют3.

четыре независимых цикла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для построения первого цикла возьмем ветвь — базу под номе­

ром

В

качестве

 

следующей ветви

цикла

можно

взять

любую

из ветвей

дерева, инцидентную

ветви

3.

Однако

 

существует только

одни цикл, имеющий

 

базой

ветвь

3.

 

Это

цикл

3,

1,

4.

Остальные

циклы имеют вид:

5, 7, 8, 1, 4; 2, 6, 7,

8,

 

I;

9,

 

7,

6.

Построенная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

система независимых циклов не единственная и зависит от выбора дерева графа.

Важное значениеа)в прикладных вопросах теории графов имеет

задача 4,о нахождении критического пути между двумя узлами сети.

Для сети

(рис. 25,

следует найти критический путь из узла

I

в узел

сумма параметров дуг которого максимальна.

 

54