矿井通风网路解算及其可视化研究

本文综合运用了通风网路解算技术和科学计算可视化等理论,建立了通用的矿井通风网路解算及其可视化数学模型,开发了风网解算及可视化软件.该软件能够对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算,在解算风网各个分支的同时,还能算出全矿井总的通风阻力、风量和风阻,并且支持复杂角联风路的解算.系统还实现了风网解算结果可视化显示、风机特性曲线的拟合及其可视化管理.矿井安全技术人员可以更方便、直观地修改通风网路和风机参数,初步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.     

矿井通风网络风阻参数仿真校验

受环境与现场条件的影响,巷道风阻的测定精度很难控制在理想的范围,在矿井风量预测和矿井通风系统优化过程中,巷道风阻又直接影响着风网的解算结果,因此对分支风阻的校验至关重要。改进分支风阻的节点风压法,提出应用多次实测风量、通过2次针对不同目标参数的整体或部分风网参数解算实现风阻校验的一种新算法,并基于matlab平台编制其仿真校验程序。通过matlab仿真校验实际矿井风网的风阻参数,证明了该算法及其程序可快速校验矿井通风网络的分支风阻参数的准确性,解决了以往的校验算法均需闭合回路校验且编程费时、费力的问题。     

通风系统仿真动态模拟研究及应用

针对渝阳煤矿通风系统存在通风阻力大,进风段、用风段和回风段三段通风阻力分布不合理,导致主要通风机运行负荷大等问题,提出利用通风系统网络解算软件对矿井通风网络进行解算及优化,并对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算。计算结果表明,通风系统网络解算软件实现了风网解算仿真动态模拟、通风机特性拟合、局部通风系统风量调节功能。通风系统网络解算软件的应用,使从定性分析通风系统提升为数字化、准确化地分析通风系统,从而能有计划、有目的地调整通风系统。     

矿井角联通风网路总风阻的求解

作者以矿井通风理论和数值计算方法为基础,编制了解算矿井角联通风网略的计算机程序。通过任意给定角联网路总风量,利用该程序能准确、迅速地求出角联网路的总风阻,并对角联网路进行解算。     

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。     

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。     

基于仿真信息学的矿井通风管理信息系统的开发与应用

为了实时了解井下风网数据变化,开发了一套矿井通风信息管理系统,以高家堡煤矿为研究对象,对井下风网关键分支进行选择,利用监测系统与矿井通风信息管理系统进行井下风网数据动态感知与数据交互,实现了高家堡煤矿井下风网的实时网络解算,预测了通风系统稳定性。     

高温矿井风网解算中通风参数校正问题的探讨

受风流增温的影响,使用常规算法计算高温矿井的巷道通风参数会产生一定误差,这会直接影响风网解算结果。通过研究空气密度的计算、风流与巷道进行热交换条件下风流温度的分布计算、巷道段的自然风压计算,通过巷道入口风流温度和巷道壁对流传热系数计算,获得高温矿井巷道自然风压的计算方法,利用该方法计算巷道自然风压,参数易于测得、计算结果精确、便于实际应用;通过分析风流增温对巷道风量的影响,为解决节点风量平衡与风流增温风量增加的矛盾,假设巷道风量不变,通过巷道风阻校正,消除保持风量不变对巷道阻力计算的影响。通过自然风压的加入与巷道风阻的校正,可有效提高高温矿井的风网解算精度。     

解算矿井通风网络不收敛的一种处理方法

<正>用电子计算机解复杂矿井通风网络(下简称风网)时,为求解各弧(分支)自然分风量,一般都用斯考德-恒斯雷法,需经过的步骤有:(1)按风阻大小对弧排序;(2)选最小风阻树;(3)定独立回路矩阵;(4)初拟余树弦风量;(5)按(3)和(4)得树枝初拟风量;(6)算各独立回路校正风量△q,并校正该回路内余树弦风量;(7)返回(5),到最大的△q[用dq(1)表示]满足精度要求即停止计算、显示结果。为使初拟风量简单且通用,一般是:当已知风网总风量时,余树弦初拟风量为     

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。     

基于相对熵的控氡通风网络可靠性分析

保障矿山通风网络可靠是实现矿山采场作业点需风量要求的首要策略之一。首先分析铀矿山通风网络在不同通风参数下巷道内氡浓度分布,估算通风巷道所需总通风量。然后利用路径熵理论,将风流传输路径、网络流量、氡浓度变化结合,推导出表征铀矿通风风力性能的风路熵定义。最后结合最大熵理论,提出考虑网络拓扑的介数中心性对风路熵进行加权的网络可靠性模型,并对模型进行求解分析。结果表明：距离入风口路径长度的增加,使各路径运移氡的概率不均,网络末端节点可靠性降低,增加入风口及回风的巷道有利于提高网络可靠性。     

泉店煤矿通风系统优化改造

中央并列式通风系统,井底车场区域通风网络复杂,由于通风系统中角联巷道的存在,造成自然配风量极为不均衡,导致主井底区域机电硐室和附近巷道风流不稳定。矿井两翼独立通风可靠程度大为降低,存在部分机电硐室温度高、系统不合理等重大隐患,通过对矿井通风网络系统优化改造,达到了降温、降阻、风量分配更趋合理等目的,消除了矿井不安全隐患,确保矿井通风安全。     

新登矿通风系统调整优化研究

针对新登矿风量紧张、回风巷风速超限等问题,对矿井通风系统进行了通风技术测定,提出了矿井通风系统优化改造方案,利用通风网络解算软件对各个方案分别进行了解算分析,并对各方案进行了对比分析,最后确定了矿井通风系统优化改造方案。对满足矿井目前及今后用风需要,保证矿井安全、快速、高效生产具有重要的实际意义,同时为新风机的选型工作提供了基础数据和理论依据。     

基于Ventsim的矿井通风风阻参数优化

研究矿井通风风阻变化规律对通风系统网络解算及优化调节的影响有着重要的意义。根据矿井通风系统中风量、风压和风阻之间的平衡关系,运用单因素分析法,实现快捷高效优化通风系统稳定性。该方法是通过改变某一分支巷道的风阻值,分析其他特征分支风量和风压对此变化做出的反应状况规律。以某金属矿山为例,将通风系统模型导入Ventsim三维仿真系统,选择一个具有代表性的特定分支,在其他参数保持不变的情况下,改变这一分支巷道的风阻值,通过仿真模拟解算出需要的数据。最后对解算结果进行分析比较,确定该分支巷道和相关分支风量及风机工况点之间的相互关系,来判断其对通风稳定性影响的大小。这不仅为矿井前期通风系统设计提供了理论依据,也为后期矿井通风系统运行及改造提供了数据支持,最终为实现矿井安全生产打下坚实基础。     

高河能源东翼盘区矿井防水防火防爆隔离门位置及其安全隐患排查

防水防火防爆隔离门是控制矿井重大灾害范围的最后手段,隔离门的设置位置及其安全隐患排查至关重要。以高河能源东翼盘区为例,使用矿井通风网络解算的手段,对矿井风量分布现状与隔离门设置后矿井通风状况进行了模拟,对隔离门设置方案进行了优化,对隔离门启用后矿井风网与主要通风机存在的安全隐患进行了分析与排查,给出了隔离门启用后矿井安全隐患的消除方法,为其它矿井防水防火防爆隔离门的合理设置与安全隐患排查提供了方法。     

含自然风压通风网络的自动解算及应用

矿井自然风压作为矿井通风动力的重要组成部分,与通风系统和通风网络密切相关,随着煤矿产量和开采深度的增加,矿井自然风压对通风系统的作用会越来越大。为了快捷预测、计算和分析矿井自然风压及其对通风系统的影响,运用流体静力学、热力学,结合通风网络解算算法,得出了矿井自然风压实时计算算法。结合晋煤集团长平煤矿实际矿井,得出了不同温度、压强条件下,含有自然风压的实时通风网络解算结果。实例表明:该算法能够进行含自然风压通风网络的自动解算,能够快捷、实时计算得出含自然风压实时通风网络解算的结果,为确保通风系统稳定可靠运行提供技术支持。     

矿井通风网络图绘制与解算一体化系统的研制

针对目前在通风网络解算方面一系列软件存在的缺点与不足,基于矿井通风网络、集合论、线性代数等理论,运用面向对象Visual C 6.0作为开发工具、Access作为后台数据库开发研制一套集网络图绘制与网络解算一体化系统.     

矿井通风网络模糊优化数学模型及其数值解法

在矿井通风网络非线性规划模型基础上 ,提出了矿井通风网络模糊优化数学模型 ,为使矿井通风网络分析过程和分析结果更加符合工程实际情况提供了一条新途径。介绍了所提出的模糊优化问题的数值解法以直接搜索为出发点 ,加快并简化了求解优越支集问题 ,程序简单 ,计算时间省 ,给出了算法原理 ,并用实例进行了计算 ,结果令人满意     

铜绿山铜铁矿通风系统优化改造

为解决铜绿山铜铁矿通风系统存在的矿井风量分配不合理、井下污风循环、局部区域通风效果差、井下通风构筑物管理困难等问题,根据矿山实际生产情况,重新计算了矿井总风量,并提出3种优化改造方案。经过技术经济对比,选择了多级机站通风系统为最优方案。经三维通风软件模拟解算,矿井总风量达到428.03 m3/s,满足计算的矿井总风量。采用多级机站通风方式,且各区域分区通风,更容易实现风量合理分配,避免各通风区域之间的干扰,提高通风系统稳定性,有效增加通风系统深部进风。