矿井通风自学习动态监测系统的研究与开发

矿井通风自学习动态监测系统将井下风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,通过通风解算和风网反算获得全矿井较准确的实时分风量分布状况,通过与瓦斯浓度的相关分析确定巷道瓦斯变化规律.该监测系统的应用可保障矿井通风的安全性.     

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。     

基于GIS的矿井通风在线监控与预警系统

目前对矿井通风监测采用人工方式,需大量的时间、人力和物力,且数据的实时性较低。开发了一套通风网络在线监测及预警分析软件,能结合井下通风监测传感器,实现通风网络根据井下的实时变化进行动态解算,并在通风系统图上清晰、直观地动态显示各巷道的风量、风速等,并能对井下巷道通风系统可靠性动态分析、通风异常在线监测及报警,可为矿井通风安全管理及安全生产提供科学管理工具和先进技术手段。     

三维通风实时监测分析系统的研究与应用

风网解算和通风系统模拟是矿山通风安全管理的重要工作。介绍了一种矿井通风实时监测和分析系统。该系统由高精度风速雷达测量系统(硬件)和通风解算模拟分析系统(软件)构成,系统以雷达测量系统所测得的风速和风量为基础数据,由软件系统实时监测和分析矿井的通风现状。该系统为矿井通风提供了一种精确监测、分析和管理的工具。     

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—恒斯雷法风网解算方法构建的双柳煤矿通风网络解算模型中,分别对23(4)13回采工作面贯通后备用阶段和回采阶段全风网风量分布进行了解算,解算结果与现场实测结果之间相对误差小于8%。研究结果表明,利用基于BP神经网络算法的巷道摩擦阻力系数预测模型对待掘巷道摩擦阻力系数进行预测赋值,能够实现风网风量的准确解算。     

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。     

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。     

基于准确测风的三维通风安全监控系统

基于准确测风的三维通风安全监控系统采用超声波扫描测风新技术、新方法,运用物联网、自动化、3DGIS、VR等技术,解决传统矿井"点测风"方式误差大、人工测风效率低等问题,实现全网自动化准确测风,并在真三维通风系统模型中进行实时通风网络解算、智能分析、动态运行模拟,构建矿井准确的风向、风速和风量监控体系,融合有害气体监测数据进行实时通风安全预警。该系统为矿井提供一个专业、准确、直观的通风管理工具,对矿井安全生产和减人提效起到至关重要的作用。     

巷道风量全自动在线测试装置研制与应用

为了实现巷道风量在线准确测试,以王坡煤矿上寺头北翼回风巷和辅运大巷为研究对象,采用CFD方法模拟了矩形巷道和半圆拱巷道断面风速结构场;对比不同巷道风量条件下巷道断面平均风速分布区域,巷道风量大小对巷道断面内平均风速分布区域无影响;进一步获得巷道断面无因次风速结构场,为巷道断面平均风速分布区域内布置多个风速采集点准确求取巷道平均风速奠定了理论基础;以巷道断面无因次风速结构场为基础,根据巷道断面平均风速分布区域确定巷道平均风速数据采集点位置,构建了巷道断面平均风速九点采集法,准确获得巷道平均风速的同时能够检验风速传感器是否存在数据失真问题;结合巷道断面平均风速九点采集法,设计了分别适用于矩形巷道、拱形巷道的龙门式和折叠式巷道风量全自动在线测试装置,根据巷道平均风速数据采集点位置定制设计测试装置结构尺寸与风速传感器运动轨迹。在王坡煤矿10个测风站位置部署了巷道风量全自动在线测试装置,人工测风数据和装置测风数据之间相对误差小于8%,研究表明巷道风量全自动在线测试装置的测风精度能够满足矿井通风要求,同时能够实现矿井多个巷道风量同步在线测试。     

对矿井风速监测的模拟分析

针对目前矿井监控系统对井下巷道风速的监测广泛存在不准确的问题,从提高矿井巷道风量监测准确性的需要出发,对有无胶带布置的矩形、梯形和半圆拱共6种巷道情况,建立了巷道风流流动力学模型,采用Fluent软件进行了风速场模拟研究,分析确定了风速传感器监测的合理布置点,以及巷道平均风速的监测计算公式,提高了对风量连续监测的准确性,为矿井风流传感器合理布置提供理论依据。     

矿山通风巷道风门后的风速分布特性研究

为了提高矿山通风巷道障碍物后风速测量精准性,依据障碍物对风流分布的理论分析,以某矿山含卷帘式风门巷道段为例,采用计算流体力学方法研究了进口风速、风门开合程度和粗糙度对风速分布特性的影响。结果表明,风门后流场存在空腔区及尾流区,与理论分析一致; 井巷通风安全规程内风速(1～6 m/s)改变对风速分布无明显影响; 风门开合程度减小,空腔区风速波及范围增大; 增加粗糙度使巷道内风速减小,风速分布沿巷道方向出现分层; 传感器距风门距离大于9H(H为障碍物高度)时,可摆脱空腔区影响,距离大于35H时,测量风速可达到进口风速的90%; 传感器距粗糙顶壁的距离大于2R(R为粗糙度)时,测量风速可达标准值约90%。     

提高巷道风量测定精度的最大风速法

采用测定巷道中心最大风速的方法获得巷道平均风量,首先推导出巷道最大风速与巷道平均风量的相关关系,给出了风速分布系数的测定与计算方法、适用范围。使用该方法测风可提高测风的速度与精度,减少测风误差,还可将风速传感器获得的风速直接转化成风量,实现对矿井风量的监测监控。     

基于热电偶原理风速传感器检测特性的研究

介绍了一种热电偶式风速传感器的测量原理 ,推导了风速 -电压转换的关系 ,并对影响风速传感器测量精度等因素进行分析 ,对该传感器进行优化 ,从而更好地得到热电偶式风速传感器的检测特性     

PIC在掘进工作面双局扇自动切换控制系统中的应用

介绍了PIC单片机实现掘进工作面双局扇自动切换控制系统中的应用,通过PIC单片机控制矿井局部通风机实现自动控制。通过风速传感器,接受到平率信号,传输给PIC控制器,由控制器自动判断风的变化,由另外一台风机,补充风量,确保井下矿道有一个稳定风速。PIC在自动监控当中,随时可判断出接受的信号,信号源是否稳定,由此信号源触发PIC外围控制电路,以达到快速灵活地控制风机。     

矿井主要通风机工况监测系统研究

基于PLC和各种传感器设计的一种对主要通风机工况在线监测系统,对风机风速、转速、温度、压力、电机电气参数以及风流的CO、瓦斯浓度等进行测量,由上位机程序计算并实时显示出风量、风机功率和效率等参数,具有通风装置运行工况的实时监测、数据存储与查询、超限报警、数据网络发布等功能。     

巷道平均风速测定装置研究与应用测试

针对矿山走线法测风时人员手持风表所走轨迹速度差异致使风量测量误差较大的问题,研究设计出一种新型巷道平均风速测定装置,该装置采用在固定轨道上匀速走线方式测定风量,克服人工测量的弊端.同时对装置进行实际可靠性风量试验测试,测试结果显示在不同风速条件下,装置测定结果与实际风量误差均小于2％,精度远高于人工测量,可更准确地反映...     

风电闭锁控制技术在东滩煤矿掘进工作面的应用

 摘要：为实现煤矿掘进工作面局部通风机停风或风筒脱节时的风电闭锁功能，确保风电闭锁功能的灵敏、可靠，提高工作面安全生产能力，将风筒传感器安装在掘进工作面风筒的末端位置，通过风筒传感器并入矿井安全监控系统，对掘进工作面风电闭锁开关进行就地控制，实现风电闭锁功能。     

矿井火灾救灾中风量远程调控技术及数值分析

为了研究救灾过程中风量远程调控技术及最佳的风量分配,运用通风学、流体动力学及燃烧学的相关理论,分析了火灾蔓延速度、烟流滚退及“蛙跳”现象对救灾过程风量调控的影响。结合矿井实况,分析了救灾系统启动前后的风网变化,计算了火区风阻和4种风门开度下的调节风阻,利用风网解算技术得出救灾过程中灭火撤人的最佳风量分配和风机的运行工况。提出了灾变过程中远程风量调节与控制方法,对救灾过程中烟流区和非烟流区的风量进行监测与实时显示,设计了开度可调的门体结构,开发了远程控制面板及程序。     

均压灭火自动监测与调节系统中风速传感器显示值修正系数的确定

根据风速传感器的功能及巷道断面风速分布规律，讨论了均压灭火自动监测与调节系统中几种典型巷道断面风速传感器显示值修正系数的确定问题。正确的确定将会提高风速传感器在系统中运行的精确性和可靠性。     

矿井地面风硐的改造方案比选与施工

为解决通风系统改造后原地面风硐断面偏小、风速超限的问题,通过在原有地面风硐东侧并联一道钢制矩形通风管道的方法,从而增加风硐断面积,降低风硐内的风速和通风阻力,效果明显。