基于BP神经网络的矿井摩擦阻力系数预测

为克服传统的矿井巷道摩擦阻力系数测试方法工作量大、效率低等缺点,以摩擦阻力系数理论为基础并结合现场实际资料分析,归纳出影响矿井巷道摩擦阻力系数的主要因素:巷道断面积、巷道周长、巷道支护方式和巷道断面形状。构建基于BP神经网络的摩擦阻力系数预测模型,选取典型数据作为BP神经网络的学习样本和测试样本,运用Matlab软件进行网络训练,得到优化的网络模型。利用优化的网络模型对板石矿和大明一矿随机测点进行摩擦阻力系数预测,预测值与实测值误差不超过10%,表明该网络模型的预测结果具有较高的可靠性和工程实践价值。     

锚喷巷道摩擦阻力系数与断面积关系探讨

1983年3月召开的“矿井巷道通风摩擦”阻力系数测定”鉴定会,除肯定沈阳煤矿设计院的科研成果外,也提出了尚遗留的问题,即摩擦阻力系数与巷道断面积之间的关系有必要进一步研究.过去使用的摩擦阻力     

矿井通风阻力系数随机森林反演法研究

为实现矿井通风阻力系数的“少测”甚至“不测”，提高矿井通风系统仿真的准确性，研究建立了基于随机森林的矿井通风阻力系数反演方法。选取主要影响巷道通风阻力系数的巷道断面积、巷道周界及支护形式等相关的11项指标，作为随机森林矿井通风阻力系数的反演指标；通过对115条实测巷道参数进行训练学习，并用5条巷道作为验证样本进行验证；验证结果与实测结果基本相符。说明基于随机森林算法的矿井通风阻力系数反演有较好的正确性和稳定性。     

基于巷道摩擦阻力系数BP神经网络预测模型的矿井风网风量预测研究

针对矿井风网解算中待掘巷道摩擦阻力系数难以准确实测赋值的问题,构建了巷道摩擦阻力系数BP神经网络预测模型,以双柳煤矿各类巷道摩擦阻力系数实测数据作为训练样本进行学习训练,使预测模型的期望误差达到0.0001以下.利用该模型对尚未贯通的23(4)13回采工作面的巷道摩擦阻力系数进行预测,将预测结果代入基于斯考德—恒斯雷法...     

基于正交试验的双风机并联机站结构参数优化

为了提高矿井机站的通风效率,以机站局部阻力系数最小为目标,选取机站扩散角、进风段巷道长度、收缩角和出风段巷道长度4个影响因素并设置合理水平进行了正交数值模拟试验。研究结果表明:在风机间距、粗糙度等因素一定的情况下,影响机站局部阻力系数因素的主次顺序为扩散角、收缩角、进风段巷道长度和出风段巷道长度;随着巷道风速的变化,机站最优结构参数是不同的;当巷道风速为1.2~1.5 m/s时结构最优组合为扩散角60°、收缩角30°、进风段巷道长度9 m、出风段巷道长度6 m;在风速为1.5~2 m/s时出风段巷道长度选择10 m机站局部阻力系数较小。     

基于Ventsim仿真系统的矿井通风系统优化

山西某煤矿由中部向北部区域回采时,大巷进、回风线路距离急剧增加,致使矿井通风阻力高达8930.5 Pa。若以目前的矿井通风系统向北部区域供风,可能会出现通风阻力超限、少数巷道超速及其它问题。为了解决矿井通风系统将来可能遇到的难题,通过现场测试、方案论证及数值模拟的方法,决定建设北部进风井来改善既有通风系统,满足未来矿井安全生产的需求。利用现场测试的方法,采集巷道断面面积、风速、压力及湿度等矿井通风系统参数,在此基础上撰写通风方案,并利用Ventsim仿真软件对其可行性进行评估。首先,基于Ventsim仿真系统对目前的矿井通风系统进行三维建模和通风网络解算,并将预测结果与矿井通风系统的实测参数和计算结果进行对比:中部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2225.7 Pa、2240.0 Pa,误差为0.64%;南部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2571.43 Pa、2650.0 Pa,误差为2.94%。对比结果证明所建立的仿真模型误差不超过5%,可以通过建立的模型论证建设北部进风井的可行性。仿真结果表明:建设北部进风井后,矿井通风总阻力由8930.5 Pa降至3559.0 Pa,可以满足北部区域开采的需求,这将具有一定的指导意义。     

巷道通风摩擦阻力系数数据库设计与实现

概要地介绍了建立瓦斯通风阻力系数数据库的目的、数据库的构成、功能和技术特点等;巷道摩擦阻力系数数据库的建设,用于煤矿工作者在构建矿井通风仿真网络时,遇到未知通风阻力巷道时,可通过在该数据库系统中进行巷道基础参数数据匹配,得出建议的摩擦阻力系数,为未测巷道快速确定通风阻力、通风网络仿真模型的快速构建提供有力依据。     

煤矿通风系统及风量优化研究

通过矿井通风系统和局部通风系统构成进行分析研究,提出采取优化通风网络、降低巷道通风摩擦阻力系数等措施来优化矿井井下通风系统,为矿井安全高效生产提高了通风保障。     

巷壁与风流间对流换热系数计算及敏感性分析

为准确计算矿井巷道风流与巷壁间的对流换热系数,根据巷道风流与巷壁间的热湿交换原理,考虑巷壁潮湿、巷道风流为湿空气及巷壁粗糙特征等矿井实际生产情况,将对流换热系数表示为风温、风速、潮湿率、巷道尺寸、巷壁温度、热物性参数及摩擦阻力系数等可测参数的函数;基于对流换热系数的表达式,利用敏感性分析法,主要讨论了对流换热系数对巷道风速、巷道半径及巷道摩擦阻力系数等3个因素的敏感程度。结果表明:3个因素的影响敏感程度具有较明显差异,其中巷道风速是影响对流换热系数的最敏感因素,对流换热系数对巷道摩擦阻力系数敏感性次之,对巷道半径敏感度最低,且当巷道半径在一定范围内变化时对流换热系数对巷道半径的敏感度较低,此时可忽略其对换热系数的影响。     

矿井通风自学习动态监系统的研究与开发

 将井下风速数速传感器与通风解算技术相结合,能够准确的将风速传感器采集到的实时风速转换为巷道风量,并能根据月风量统计结果进行巷道阻力系数的自动调整,利用准确的实时风量,通过通风解算系统,对全矿井的风网进行反算,从而得到全矿井较准确的实时分风量分布状况。     

复杂流场下平均风速变化规律研究

矿井风速是支持矿井生产的重要指标之一。基于模拟矿井通风模型以及Fluent数值模拟技术,构建了拐弯巷道下的模拟矿井通风实验室以及三维物理模型,模拟在风流拐弯流场下距离对流场的影响,并用巷道直径作为划分影响流场的判断标准,通过试验与数值模拟得到风速传感器在距离拐弯后10倍巷道直径处,得到的测量值近似于平均风速值,此处平均风速受巷道拐弯的影响较小;在拐弯后2～8倍巷道直径范围内,半圆形巷道存在一部分区域风速值接近平均风速,区域位置在距底板长度的1/4处,沿着巷道中线往巷道外侧偏移,偏移范围为底板长度的1/4;矩形巷道同样存在近似平均风速范围,只是移动范围较小,偏移范围为底板长度的1/5。     

基于主成分分析与BP神经网络的矿井涌水量预测研究

选取影响矿井涌水的累积巷道长度、月开拓巷道长度、累计开采面积、月开采面积、降水量、含水系数等6个因素作为变量,将主成分分析与BP神经网络2种方法相结合,采用主成分分析法对影响矿井涌水量的6个主要影响因子进行分析,根据确定的主要影响因子作为BP神经网络的输入样本,建立BP神经网络预测模型进行预测,预测数据与现场实测数据对比表明,2种方法相结合预测涌水量误差小、精度高,为矿井涌水量的预测开辟了新思路。     

《矿井巷道通风摩擦阻力系数测定》科研报告鉴定会简况

沈阳煤矿设计研究院承担的《矿井巷道通风摩擦阻力系数测定》的科研项目已经完成.三年来,参加该项目的技术人员先后到抚顺、徐州、新汉、阳泉、大同、梅田、鹤岗等14个局矿,近80条巷道,10多个工作面进行测定,共获得近2万个数据;分析整理出一套包括锚喷巷道和工作面在内的井巷通风摩擦阻力系数.     

矿井通风系统网络解算与通风状态模拟

为预测某矿拟新建风井进行通风系统改造的效果,按照煤矿安全规程要求,在改造前对矿井的通风阻力进行了测定,计算出井下各巷道的摩擦阻力系数,在此基础上建立了矿井通风系统解算模型,并采用风丸矿井通风解算软件对新风井投用前后的矿井通风状态进行解算模拟。结果表明,新风井投用后该矿矿井通风系统得到有效改善,能够降低矿井通风阻力,增加有效风量,实现分区通风,为矿井顺利进行通风系统改造和风量调整提供了科学依据。     

巷道火灾火焰局部阻力模型构建及参数识别

针对巷道火灾绕火源火焰的局部阻力计算及阻力系数的确定问题,建立按火焰断面积来计算的模型,其中的火焰局部阻力系数是火焰截断面积的函数,指出火焰面积是在特定巷道火灾条件下火源燃烧强度与风流速度相互作用的结果,确定阻力系数值必须考虑到巷道风流对火焰的压制作用。分析火焰局部阻力与风流速度、火源燃烧强度的关系,即随着火源燃烧强度的增大,火焰面积和局部阻力增大,风速降低,出现所谓的节流现象。当风速等于富氧燃烧临界风速时,火源燃烧充分,火焰面积和火焰局部阻力最大;当风速小于该临界风速时,火源燃烧减弱,火焰面积和局部阻力变小;当风速过大时,风流压缩火焰,火焰截断面积和火焰局部阻力减小,火焰局部阻力在风速中低时为最大。上述变化规律与点火源和线火源两组经典的实验结果相吻合;依据实验数据拟合确定出模型的参数,依火源强度不同,最大火焰面积系数取值一般在0.285~0.410。     

基于GA-BP神经网络的矿井粉尘浓度预测研究

为了准确预测矿井粉尘浓度,有效防治矿井粉尘危害,运用遗传算法优化的BP神经网络预测模型(GA-BP模型)对某矿山工作面时间序列粉尘浓度进行预测,以预测结果的相对误差、平均绝对百分比误差来评判模型的预测准确性。再利用BP神经网络预测模型,卷积神经网络预测模型(CNN模型)的预测结果同GA-BP预测模型的预测结果进行对比验证,以均方根误差来评价三种模型的预测效果。结果表明,应用GA-BP预测模型,相对误差最大为4.27%,最小为0.14%,相对误差都在10%以内,预测样本的平均绝对百分比误差(MAPE)小于10%,达到了高精度预测要求。CNN、BP、GA-BP三种预测模型的RMSE值分别为1.1007、1.0008、0.9354,GA-BP预测模型对于该矿山工作面粉尘浓度预测效果最好。     

黄陵矿业集团公司一号煤矿现行通风系统分析

根据矿井主要巷道通风阻力测定和其主扇性能测定结果,对黄陵一号煤矿现行通风系统中的阻力分布、矿井等积孔、摩擦阻力系数、主扇工作特性等进行了分析,从而为该矿以后的通风设计提供了重要的参考依据。     

白水煤矿现行通风系统分析

根据矿井主要巷道通风阻力测定和其主扇性能测定结果,对白水煤矿现行通风系统中的阻力分布、矿井等积孔、摩擦阻力系数、主扇工作特性等进行了分析,从而为该矿形成单翼通风系统后的通风设计提供了重要的参考依据。     

矿井主通风机风量测试方法的模拟研究

针对风速法测煤矿通风机风量时受支架影响的问题,以圆形巷道为例,在分析巷道内部风流分布规律的基础上,利用Fluent软件建立了巷道仿真模型,分别对无支架和有支架2种情况下巷道的风流场进行数值模拟,得到了各测点的风速。通过对比分析2种情况下的仿真结果得出,在巷道中安装支架会使测风断面风速值发生变化,测量值与实际值之间产生偏差,造成12.3%最大相对误差,5.7%平均相对误差。该研究为改进矿井主通风机风量测量方法,进行误差补偿提供了依据。     

金川二矿区三维数字化通风模型构建技术研究

为实现矿井通风管理信息化和自动化,利用长沙迪迈公司iVent软件,根据巷道基础资料初步建立数字化通风模型。通过春夏两季实测数据对通风模型进行修正,使各个巷道阻力与现场相符,并通过测风求阻和测阻反算摩擦阻力系数,使三维模型更符合矿井实际通风情况,实现矿井通风的三维可视化建模和风流模拟。通过建立三维通风模型,提高了矿井通风的管理效率,实时掌控井下通风情况,快速做出改进方案,增强井下生产安全性,提高矿井生产经济效益,具有很好应用前景。