基于叠加原理的气体浓度场数值计算方法

以线性偏微分方程叠加原理为基础,介绍了一种数值计算具有复杂边界条件和源项的气体浓度场的新方法.忽略浓度场对速度场的影响,则已知速度场的组分输运方程为线性对流扩散方程,可以应用线性叠加原理.首先将具有复杂边界条件和源项的浓度场问题分解为若干具有简单边界条件和源项的浓度场问题,然后对每个简单浓度场问题做一次数值模拟,获得其数值解,最后通过叠加这些简单浓度场的数值解,就可以求出复杂浓度场问题的解.该方法的应用可以达到减少数值试验数量、节约计算时间的目的.     

用于矿井通风网络解算的通风机风压性能曲线自动识别方法

从通风机性能曲线图像中采样并识别风压性能曲线,进而拟合出风压性能函数是矿井通风网络解算的关键技术。目前常用人工方式识别风压性能曲线,效率低且准确性不高。提出一种基于图像处理技术的通风机风压性能曲线自动识别方法。采用双边滤波、图像锐化和二值化技术对原始通风机风压性能曲线图像进行预处理,以提高图像质量。分别基于腐蚀算法、轮廓检测算法提取通风机性能曲线图像中的网格线和坐标文字,采用逻辑运算、中值滤波、轮廓检测和K3M算法提取风压性能曲线。以逐行像素识别方式识别风压性能曲线的像素坐标,采用模板匹配算法识别坐标数字,进而完成像素坐标到物理坐标的转换,实现风压性能曲线识别。将通风机风压性能曲线自动识别方法集成至通风网络解算软件,对通风机风压性能曲线进行识别试验,结果表明,该方法对单条风压性能曲线的采样速度为24 Samples/s,识别的风压性能曲线与原始曲线的重合度高,风压拟合值与原始值的最大误差仅为0.88%,较人工识别方法大大提高了通风网络解算效率和准确性。     

基于ObjectARX的通风设计参数组织方法研究

基于通风设计内容的分析，提出了采用ObjectARX开发通风辅助设计软件的必要性。论述了其中的关键技术，包括：使用ObjectARX中的扩展字典和扩展记录实现井巷特征参数与巷道线的关联；采用自定义实体的方法实现矿井需风量的计算．通过编写程序验证了方法的正确性。并提供了必要的代码．     

用灵敏度优选矿井风量调节点及调节参数

针对定性确定矿井风量调节点的现状,采用灵敏度量化了风量调节点的选择标准。分析了灵敏度的概念,得出灵敏度越大调风效果越明显的结论,并给出灵敏度的两种求解公式。采用VC++编制了灵敏度计算程序,通过算例分析了灵敏度绝对值与风阻呈幂函数变化的规律。确定了以灵敏度衰减为正常风阻灵敏度10%时的风阻作为分支风阻调节值的上限,通过编制的幂函数回归分析程序,实现了调节点风阻上限的自动计算。     

风量对输入风压灵敏度矩阵及其应用

为研究井下热源、空调系统、火风压、辅助通风机等对通风系统的影响,提出了输入风压、风量对输入风压灵敏度及其矩阵SHQin的定义,研究了矩阵SQHin的解析计算法及基于通风网络解算程序的差分计算法,并将矩阵SHQin应用于预测在某分支中输入风压各分支风量变化规律和风量调节辅助决策。最后通过实例验证了方法的可行性。     

对角式通风系统封闭型网络降阻分析

用"封闭型网络"概念说明了玉华煤矿通风阻力增长过快的原因。通过对矿井通风系统的调研,结合主要通风机对角并联运行的特点,分析了导致矿井通风阻力过高的原因,提出了解决问题的措施。用网络解算预测了2个降阻措施的效果,结果显示通过打开一道密闭可有效降低南翼风机风压、解决风机的不稳定运行;通过降低北翼风机叶片安装角来调节两翼风量分配,在保证总风量不变的前提下两翼阻力都有较大下降。     

半承压煤层瓦斯流动的数学模型

煤层作为富含孔隙和裂隙的多孔介质,其中赋存的瓦斯流动符合多孔介质中的流体渗流规律,即达西定律。当煤层上覆岩层和底部岩层为致密岩层、透气性极小时,可以认为完全不透气,则含瓦斯煤层为承压煤层;当煤层上覆岩层和底部含有一定的裂隙,其渗透系数与含瓦斯煤层相比虽然很小,但仍然有少量瓦斯通过透气性较低的上下岩层流入或流出含瓦斯煤层,此时含瓦斯煤层为半承压煤层。在承压煤层瓦斯流动的基础上,考虑半承压煤层瓦斯流动的特性,分别推导了渗透率各向同性和各向异性条件下半承压煤层瓦斯流动的微分方程,从而建立了半承压煤层瓦斯流动的数学模型。     

基于智能对象的矿井通风CAD模型研究

为了降低以网络解算为核心的矿井通风CAD软件的使用门槛,通过智能对象技术实现了基于AutoCAD平台的矿井通风CAD系统.首先通过对通用CAD技术的分析,阐述了智能对象的概念,用智能实体、虚智能体、智能容器和代理类4种类型的智能对象建立了通风CAD的面向对象模型.详细说明了在ObjectARX技术下通风CAD中的3种智能对象与代理类的实现方法并给出了开发实例.结果表明在AutoCAD中通过智能对象的应用,将通风CAD的专业功能建立在通用CAD易学易用的特长之上,促进了网络解算在现场的应用.     

一级热害区回采工作面移动风冷降温技术

针对孟村煤矿回采工作面的热害情况,研究利用矿井供、排水系统排热的回采工作面移动风冷降温技术。根据孟村煤矿回采工作面热害现状,计算了回采工作面的需冷量。分析了水冷、风冷2种局部制冷降温系统在回采工作面的适用性。针对矿井回采工作面涌水来自煤层顶板、水温不高,现有供、排水系统具备自然冷却涌水的特点,提出制冷机冷却水取自矿井供水管路、排至巷道水沟的回采工作面移动风冷降温技术。选用1台ZLF-450移动风冷机组在首个回采工作面进行试验。结果表明:制冷机冷却水回水温度略高于矿井涌水,与回采工作面涌水在水沟混合后的水温升高仅为0.4℃;风冷机组运行正常,能效比达到3.05,工作面平均温度降低2.8℃。采用矿井供、排水系统排热,没有为制冷系统铺设任何专用管路,显著降低了系统造价。     

巷道入口风温季节性变化下围岩温度场及其影响因素分析

为了研究巷道入口风温季节性变化下围岩温度场的变化规律,以及不同物理参数对围岩温度场的影响,根据能量守恒和傅里叶定律,建立围岩温度场导热方程,沿巷道轴向和围岩径向进行离散单元划分,应用有限差分法建立巷道入口风温季节性变化下围岩温度场数值解法,编制C#程序并以济宁三号煤矿为例进行模拟研究。结果表明：巷道入口风温季节性变化下围岩温度随与巷道中心距离的变化具有两区分布特征;径向上不同深度处围岩温度呈季节性变化且变化幅度随深度的延伸逐渐减小,深部围岩温度最大值或最小值出现的时间滞后于浅部围岩;地面气温年较差、采深及岩体导温系数对围岩温度场有着重要影响,风量对围岩温度场的影响主要表现在径向浅部围岩。