Determining diagonal branches in mine ventilation networks

The present paper discusses determining diagonal branches in a mine ventilation network by means of a method based on the relationship A⊗ PT(k, l) = M, which states that the nodal-branch incidence matrix A, modulo-2 multiplied by the transposed path matrix PT(k, l ) from node no. k to node no. l, yields the matrix M where all the elements in rows k and l - corresponding to the start and the end node - are 1, and where the elements in the remaining rows are 0, exclusively. If a row of the matrix M is to contain only „0” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of a row of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), i.e. by the elements of a proper row of the matrix P(k, l ), the result row must display only „0” elements or an even number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 0 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the path nodes level is 2 (apart from the nodes k and l, whose level is 1), then the number of „1” elements in a row has to be 0 or 2. If, in turn, the rows k and l of the matrix M are to contain only „1” elements, the following condition has to be fulfilled: after multiplying the elements of the row k or l of the matrix A by the elements of a column of the matrix PT(k, l), the result row must display an uneven number of „1” entries, as only such a number of „1” entries yields 1 when modulo-2 added - and since the rows of the matrix A correspond to the graph nodes, and the level of the i and j path nodes is 1, then the number of „1” elements in a row has to be 1. The process of determining diagonal branches by means of this method was demonstrated using the example of a simple ventilation network with two upcast shafts and one downcast shaft.

W artykule przedstawiono metodę wyznaczania bocznic przekątnych w sieci wentylacyjnej kopalni metodą bazującą na zależności A⊗PT(k, l) = M, która podaje, że macierz incydencji węzłowo bocznicowej A pomnożona modulo 2 przez transponowaną macierz ścieżek PT(k, l) od węzła nr k do węzła nr l daje w wyniku macierz M o takich własnościach że ma same jedynki w wierszach k i l, odpowiadającym węzłom początkowemu i końcowemu i same zera w pozostałych wierszach. Warunkiem na to, aby w wierszu macierzy M były same zera jest aby po pomnożeniu elementów wiersza macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l), czyli przez elementy odpowiedniego wiersza macierzy P(k, l), w wierszu wynikowym były same zera lub parzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 0, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły ścieżki są stopnia 2 (oprócz węzłów k i l, które są stopnia 1), to liczba jedynek w wierszu musi być równa 0 lub 2. Natomiast warunkiem na to, aby w wierszach k i l macierzy M były same jedynki jest aby po pomnożeniu elementów wiersza k lub l macierzy A przez elementy kolumny macierzy PT(k, l) w wierszu wynikowym była nieparzysta liczba jedynek, ponieważ tylko taka liczba jedynek zsumowana modulo 2 daje w wyniku 1, a ponieważ wiersze macierzy A odpowiadają węzłom grafu, a węzły k i j ścieżki są stopnia 1, to liczba jedynek w wierszu musi być równa 1. Wyznaczanie bocznic przekątnych tą metodą pokazano na przykładzie prostej sieci wentylacyjnej z dwoma szybami wydechowymi i jednym wdechowym.