用非线性规划法分析矿井通风网路

<正>许多传统的矿井通风网路分析法,象哈迪·克罗斯选代法及其修正法,在解复杂问题时不一定具有收敛性,而且有局限性.所编写的计算机解算程序通常编码复杂,运算时间过长,并需要估计初始风量.采用线性规划法和统筹法解算通风网路,只能够分析受控风流的情况.自然流分配问题,例如在矿井通风网路中碰到的风流自然分配问题,都能够通过某些适用于网路流规划的运筹学方法进行模拟.这个问题被认为是一种可分的、凸的极小费用网路流问题(convex minimum-costnetwork flow).这样一个等价性问题已经被详细说明.文中还提出了一种求解变形的通风网路问题的分段线性化方法,介绍了采     

矿井风网雅可比矩阵对称特性及并行求解模型

为了提高矿井通风网络解算软件的可靠性和求解大型风网时的性能,研究了通风网络雅可比矩阵的对称特性,引入并行计算方法求雅可比矩阵与回路风量修正值。分析了牛顿法求解矿井通风网络的原理,发现并证明了通风网络雅可比矩阵的对称特性,提出用WTHXLDLWTBZT分解法求解回路风量修正值以有效减少每次迭代的时间。根据多CPU计算机的特点,研究了通风网络雅可比矩阵以及回路风量修正值方程组的并行求解模型。采用VC语言的多线程开发技术实现了通风网络的并行求解,通过两个算例验证了本模型的正确性与高效性。     

基于回路风量法的矿井通风网络解算算法

基于当前矿井通风网络解算算法的不足,深入研究回路法、Scott-Hinsley和Seidel法,设计出一种能够快速解算复杂风网的算法,主要步骤包括确定风网结构、赋权边并选取最小生成树、圈划独立回路、进行网络解算。该方法用Kruskal法来选取最小生成树,思路清晰、易于理解,方便计算机程序的实现;用试探回溯法来圈划独立回路,对于反复出现的子问题,无需进行二次求解;用改进Scott-Hinsley法进行风量解算,计算收敛速度更快,提高了算法的执行效率。将该优化算法应用于“黄坊煤矿通风智能决策系统”迭代解算模块。结果表明：风量解算结果与实测值误差均小于5%,能满足工程应用要求,为矿井通风网络解算提供了一种新思路。     

基于回路风量法的复杂矿井通风网络解算算法

随着矿井通风系统变得越来越复杂，传统的解算方法已经难以满足风网解算的要求，寻找一种能够快速解算复杂风网的算法具有重要意义。对回路风量法的解算原理进行了系统深入的研究，分析了现有通风网络解算算法的局限性，提出了一种改进的Scott-Hinsley法。该算法具有收敛速度快、能解决含有单向回路复杂矿井通风网络解算问题；采用了无初值的回路风量法，便于快速地进行二次解算；运用BFS法改进了生成树的结构，并用双通路法快速圈划回路；实现了固定半割集下的通风网络按需分风，可自动按需分配风量；分析了单向回路造成回路风量法解算失败的原因，并通过修改搜索策略解决了含有单向回路的通风网络解算问题。     

矿井热交换对通风网络解算的影响

为了保证煤矿井下正常生产,需要一个合理可靠的矿井通风系统。当矿井开采到一定深度,围岩温度逐渐上升,此时对通风系统进行网络解算必须考虑风流与围岩之间的热交换问题。测试了某千米矿井通风系统的负压,在通风系统网络解算中引入节点风流热量平衡方程,分析了热交换问题对通风系统网络解算的影响;对比了忽略热交换和考虑热交换影响的2种通风系统网络解算结果的分支风量偏差。对不同的矿井总风量进行网络解算,分析了热交换对风量分配的影响程度,得出了随着矿井总风量减小,热交换对通风网络解算结果的影响变大的结论。在实例中验证了考虑热交换的通风网络解算的准确性,达到了井下特定地点风量准确计算的目的。     

矿井通风实时网络解算技术研究

针对传统网络解算滞后于井下的风量变化和风量监测无法覆盖到所有巷道问题,提出矿井通风实时网络解算方法:读取风量实时监测数据,并以此为基准,在监控系统巡检周期内快速求解其他巷道的实时风量,消除了风量监控盲区。在实时网络解算过程中采用全回路调节法,避免了阻力误差集中在固定风量回路。     

微机在通风解算中的应用

手工解算矿井通风网络不但工作量大,耗费时间长,而且计算精度低,对于较为复杂的通风网络更是难以解算。为此,我们用BASIC语言编写了井下通风网络解算软件。该软件是在IBM-PC/XT微型计算机上开发的,它能够根据井下通风网络分布情况、固定风量及给定条件确定或解算各风道风量、分风问题和通风机的工况点。其特点是配有汉字提示、操作方便、速度快。下面从数学模型、解算过程和使用方法等方面加以介绍。     

矿井通风系统现状模拟中的双约束最优化风阻修正方法

针对使用网络解算方法进行矿井通风系统现状模拟时需要人工反复调整风阻、模拟结果与实测结果吻合度不高的问题,建立了矿井通风系统现状模拟的双约束最优化风阻修正模型;该最优化模型以分支实测风量、初始风阻为原始数据,以对初始风阻的修正量最小为目标函数,以回路风压平衡方程和节点流量平衡方程为等式约束条件,以井巷风阻的上、下限值为不等式约束条件;采用拉格朗日乘数法先求解等式约束条件下风阻修改量的最优解,再使用迭代法求得不等式约束条件下风阻修改量的最终解。开发了相应的软件,通过实例应用表明：针对不等式约束条件的迭代求解流程在应用实例中经过12次迭代后得到收敛结果,经本模型修正后的风阻能使网络解算的风量、风机风压与实测值完全吻合;仅考虑等式约束条件下的最优化模型有可能得到极小、甚至为负的无意义风阻值,考虑风阻限值的双约束模型可以将风阻限定在合理取值范围之内;开发的软件将风网解算与最优化方法同时用于矿井通风系统现状模拟,减少了人工反复调整风阻的繁琐操作。     

基于VB语言的矿井风网解算系统的设计

采用面向对象编程语言Visual Basic 6.0为开发工具,以Access为后台数据库,综合运用矿井通风网络图论等技术,建立了通用的矿井通风网络解算数学模型,编写了风网解算程序。该程序能够对矿井通风网络中风量进行自然分配和按需分配计算,达到了在已知风网各分支风阻、风机特性和自然风压条件下求解各分支风量的目的。实现了计算和数据管理的一体化,提高了矿山企业的通风管理工作的效率。     

通风网路的解算问题

WANG82矿山通风网路解算程序应用了现代网路解算法,即修正的哈迪—克罗斯技术。雷尼森公司在其年产60万吨地下锡矿的通风网路中应用了该程序。该通风网路包     

矿井通风网络基础数据获取方法的研究及应用

本文在分析井下风压、风量、风阻三者之间关系的基础上,针对煤矿井下部分巷道分支风阻难测的问题,提出了测风求阻的方法,以矿井通风网络为例,进行了应用解算。结果表明:所有的解算风阻值的误差值范围均小于10%,满足矿井通风网络解算精度要求。     

矿井通风网络解算方法的优化研究

为降低矿井通风网络解算方法的复杂程度,提升解算精度,对通风网络风量优化调节工具进行探索.以调节风门和变频风机作为风量调节手,按Scotted-Hensly法编写通风网络解算程序.通过实验对比选取全局搜索算法作为优化工具,使用Matlab和C++程序语言混合编程,提高通风解算和优化算法运行速度.在此基础上,设计开发通风网...     

通风网络解算方法研究现状和展望

通风网络解算方法是矿井通风仿真的核心。在计算机普及前,通风网络解算方法主要有图解法、物理模拟法和仅适用于简单网络的解析法。数值解算法虽然在计算机普及之前,已经做了很多研究,但其数学模型主要是利用通风网络回路构建的模型,在没有计算机的情况下,实用价值不大。数值解算法在计算机辅助的情况下,才得到快速发展,并发展出节点风压解算模型和割集风压解算模型。通风网络解算方法研究未来应从以下3个方面着手:1基于质量流量的通风网络解算模型研究;2通风网络解算在正常通风和矿井灾变时期的统一模型研究;3矿井智能通风参数监测体系和矿井通风网络解算相融合的数学模型研究。     

矿井复杂通风网路的根式解法

矿井复杂通风网路的解算方法已有多种,但一般说来,其运算量都比较大.因此,寻求运算简捷、收敛迅速的解法,仍有现实的意义.本文提出的根式解法,由于引用了风量比系数,实际上将多元二次方程组的解算变为多元一次方程组的解算,且方程的收敛性和收敛速度可预先选择,因而使求解方程的运算大为简化.     

关于通风能力核定方法的探讨

木文对目前矿井生产能力核定中的矿井通风能力核定方法及存在问题进行了分析，提出了通过网络解算确定矿井最大进风量，据此计算矿井通风能力的方法。该方法能够较合理地确定矿井目前及今后5a内的通风能力，     

平顶山煤业集团八矿通风系统风网解算及优化调节

通过运用面向对象的c#开发工具,研制开发了基于Windows操作系统的矿井通风系统网络解算软件,根据通风网络解算的节点风量平衡定律、回路风压平衡定律、通风阻力定律和Cross法,运用编制的软件对平煤八矿进行通风网络图的绘制、网络解算、通风数据分析和通风网络优化调节,并结合解算、分析结果及矿井未来生产规划提出矿井通风系统优化改造方案,最后对各个方案进行解算,对各结果进行对比分析,确定最优方案及风机型号。     

用给定风量法解算西安煤矿复杂通风网络

文章介绍了用给定风量的方法解算矿井复杂通风网络的解算过程，结果证明这种方法直观、简单、易行。     

平行矿脉多中段开采复杂矿井通风系统的优化

为了解决某金矿平行矿脉多中段开采面临的矿井通风风量分配不合理、有效风量率低、井下作业环境差等问题,提出了2种矿井通风优化方案。采用3D通风网络解算软件对提出的两种优化方案进行了解算,结果表明,两方案均可满足矿井总风量及各通风单元风量分配的需求。通过技术经济比较分析,确定采用830m中段5～0号脉北回风联络巷方案,该方案可以有效解决该矿井风机效率低、风量分配不合理等问题,保证矿山正常生产。     

老厂29~#矿群通风系统分析

对矿井通风系统进行分析,应用网络解算技术进行风量调节分配,改进通风系统,解决通风困难的问题,对实际工作起到指导作用。     

复杂通风网络的非稳态数值模拟系统开发

为了正确设计计算矿井通风中的各种参数,优化通风网络系统,研究开发了用于巷道通风网络的非稳态模拟解算系统。该系统可对复杂的通风网络,随时间变化预测解算巷道内的风量、温度、湿度、风阻、风速等通风参数。该系统的特点是考虑了巷道外气候的季节变化,采用差分法计算巷道壁面对气流热传递及巷道围岩内的温度分布。给出了一个巷道内有发热体的网络模型,以自然通风条件使用某矿井的1年间季节变化的实测数据,解算网络各种通风参数及除热量,评价了模拟系统的正确性。所开发的数值模拟系统不仅适用于强制通风网络,也适用自然通风网络的模拟解算。