矿井通风系统风流稳定性分析及计算模型研究

通过分析矿井通风系统分流稳定性的影响因素,结合通风网络稳定性的基本原则,建立角联风路数学模型、通风网络稳定性分析的基本数学模型.经过分析、讨论和推理得出了通风网络稳定性分析的一般计算模型.使矿井通风系统风流稳定性分析过程定量、客观,具有普遍性.     

角联风路风向稳定性分析及在矿井救灾中的应用

以几种典型角联通风网络为例，定性分析了角联风路风流方向逆转条件，探讨了角联风路在矿井救灾中的应用，对矿井日常通风管理，特别是对矿井火灾预防处理具有重要意义。     

角联风路对顺和煤矿基建时期通风系统稳定性的影响分析

为了掌握顺和煤矿基建时期存在的角联风路对整个矿井通风系统的影响情况,通过收集现场实际数据,运用2种计算方法验证角联支路风流流向的正确性,从而保证角联风路下风流巷道不出现串联通风、瓦斯积聚等矿井安全隐患。     

矿井通风网路中各风路风流方向稳定性问题的探讨

<正> 一、前 言 通风网路中各风路的风量及风压是彼此紧密联系,互相影响的,由通风网路图解法解图上各孔轴的相对位置关系,可以清楚地看出风网中各风路风流的流向。当风网中某些风路的风阻发生变化时,不仅会影响本风路及其他各风路的风量及风压发生变化,甚至会使其他一些风路的风流改变方向,但也有一些风路的流向不会因某些风路风阻的变化而改变方向,这就是本文将进行探讨的风路风流方向的稳定性问题。     

矿井火灾时期风流控制方案的优化计算

提出了用通风网络风量优化计算的方法求解矿井火灾时期的风流控制方案．在计算过程中主要考虑了矿井火灾对通风的影响、用风流质量流量代替体积流量、定量确定关键地点的需风量及尽量采用增阻调节措施等问题．计算过程主要包括：矿井火灾时期的风流状态模拟、关键地点的需风量和允许调节的分支确定、控风方案的优化计算和控风效果的模拟计算等．通过一个矿井的计算实例说明了方法的可行性．     

风门开启对通风网络风流非稳定影响的数值模拟分析

基于非稳定通风理论,建立了矿井通风网络风流非稳定流动的一般数学模型,根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非稳定状态下每条巷道任意时刻流过的风量。探讨了如何求解各种常见非稳定通风影响的问题,分析了基于差分法的非稳定通风模拟算法,并针对某一实际矿井通风系统,定量分析了该矿井某一主要风门突然开启后,通风网络中风向稳定和不稳定分支的风流随时间的变化规律,以及惯性系数对风量变化的影响,为矿井通风与瓦斯管理提供科学依据。     

基于粗神经网络确定影响矿内通风风流稳定性主要风路的方法

提出基于粗神经网络确定影响矿内通风风流稳定性主要风路的方法.该方法首先应用粗糙集理论来选择影响风流稳定性的重要因素.然后构造确定影响矿内通风风流稳定性主要风路BP神经网络模型,根据重要因素采集生产实际数据,对神经网络模型进行训练,从而确定影响矿内通风风流稳定性的重要因素与巷道的风量之间的非线性映射关系.最后用神经网络计算主要因素的变化对巷道风量的影响,通过风量变化分析确定影响矿内通风风流稳定性主要风路.     

大湾煤矿通风系统特征及通风能力核定

选定矿井通风系统相对稳定的时期为核定时期,通过矿井需要风量计算,确定各采掘工作面、硐室及备用工作面的需风量;根据矿井通风能力计算,确定大湾煤矿合理的采掘比为1：4,矿井通风能力为130万t,矿井等积孔3．97m^2,矿井为通风容易矿井。并从矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力、稀释瓦斯能力等方面验证了矿井通风能力为130万t。井下各用风地点风流稳定,风量、风速、风阻满足要求,矿井通风网络能力能够满足安全生产的要求。     

坪土煤矿通风系统特征及通风能力核定研究

 科学地进行“以风定产”,是实现高瓦斯矿井安全生产的重要保证和前提之一。本文选定矿井通风系统相对稳定的时期为核定时期,通过矿井需要风量计算,确定各采掘工作面、硐室及备用工作面的需风量;根据矿井通风能力计算,确定安兴煤矿合理的采掘比为1：3,矿井通风能力为120万吨。并从矿井通风动力、用风地点有效风量、矿井通风网络能力、稀释瓦斯能力等方面验证了矿井通风能力为120万吨。井下各用风地点风流稳定,风量、风速、风阻满足要求,矿井通风网络能力能够满足生产安全的要求     

基于无向图的角联结构研究

研究复杂网络由两部分内容：①角联风路及其影响角联风路的关联风路的性质和稳定性；②复杂网络中哪些风路是角联风路以及影响角联风路的关联风路，即所谓的角联结构．论述了基于有向图的通路法集合算法不能够确定网络的全部角联结构，提出了确定网络全部角联结构的基于无向图的路径集合算法，得出了角联风路仅取决于网络的拓扑关系，而与通风系统参数无关的结论，从图论的角度给出了角联风路的广义定义。     

郭家河煤矿冬季主斜井风流反向分析与治理

为解决郭家河煤矿冬季主斜井风流反向问题,对自然风压逆转井巷风流的原因及过程进行分析,结合理论分析提出了郭家河煤矿主斜井风流反向的3项治理方案,对郭家河煤矿通风系统进行合理简化,建立了矿井正常通风时期和反风初期的三维通风仿真模型,通过矿井反风初期三维通风模型对主斜井反风的3项治理方案进行网络分风模拟,优选出了提高副斜井风流温度这一治理方案。模拟结果表明:提高副斜井风流温度能够解决冬季主斜井风流反向问题,并能够降低主副斜井间的自然风压和矿井通风阻力,冬季地面气温继续降低时能够通过调整地面热风器功率提高副斜井风流温度,能够进一步防止主斜井风流反向的发生,保证了矿井通风系统的稳定。     

Role of Gas Ventilation Pressure on the Stability of Airway Airflow in Underground Ventilation

Coal mine ventilation is an extremely complicated system that can be disturbed by several factors. This report addresses the fact that the stabilization of airflow in the airways can be induced by gas ventilation pressure. The formation and characteristics of gas ventilation pressure are further elaborated and combined with the airflow stagnation accident that occurred in the Tangshan coal mine in China. Field tests, numerical simulations and experimental studies were conducted to verify the role of gas ventilation pressure on the stability of airway airflow. The results indicate that gas ventilation pressure is generated in inclined airways with gas accumulation, which can be regarded as an increment of natural ventilation pressure. Gas ventilation pressure can induce airflow stagnation or airflow reversals, especially in airways with relatively low airflow velocity. To maintain the stability of the airflow, mine ventilation structures must be strictly managed to ensure a higher airflow rate and velocity in those airways with gas emissions and avoid arranging airways with large dips.     

Mine Ventilation Network Optimization Based on Airflow Asymptotic Calculation Method

The main objective of mine ventilation network optimization studies is to develop a reasonable method for ventilation system control that minimizes the total cost of mine ventilation. The fundamental principles for ventilation network optimization are discussed, and a multi-objective optimization model is established from the viewpoint of total cost. Furthermore, an optimization algorithm based on the airflow asymptotic calculation is presented by the hierarchical analysis of objective functions and analysis of the structure characteristics of a ventilation network. In the proposed approach, the regulated branches are determined by the directed path matrix; the optimal solution is obtained by airflow asymptotic calculation using the existing software for ventilation network analysis, and it does not need to solve the large-scale nonlinear programming problem. The results of example analysis validated the reliability of this approach.     

上行风流火灾3D矿井通风系统灾变过程仿真

以有源风网矿井通风和火灾研究新成果为理论基础,建立了矿井火灾时期矿井通风系统灾变过程的数学模型,用MATLAB语言编制了可视化仿真程序TF1M(3D)。结合典型矿井的上行风流火灾实例,从矿井尺度上,实现对火灾时期风流运动、火灾蔓延时的烟浓度与温度分布,以及通风系统变化的动态模拟。模拟分析得出,矿井上行风流火灾发生时,随着火势的增强,火源主干风路风量增加,导致过流通风,火源旁侧支路出现风量降低-停滞-进而风流逆转的变化;受火灾燃烧动力（火风压）的驱动,过流与逆流的风量变化具有一致对称性;在复杂网络中,旁侧支路会有次序性地发生风流逆转。从矿井宏观尺度上,火灾时期通风系统发生的一系列变化,都是在通风动力与火风压相互作用下产生的;也导致矿井系统总风阻的动态飘移。TF1M(3D)输出的技术参数信息量大,现象直观,动画效果好,为深入分析矿井火灾搭建了性能优良的仿真平台。     

Ventilation simulation for system adjustment of Huangling Coal Mine

Through the usage of simulation software based on the network layout, airway resistances and parameters of main fans, ventilation calculations were performed to analyse the current situation as a ventilation wall built in No.1 west airway to separate the two subsystems. A comparison of simulation results and in-site measurements show that the maximum deviation is less than 10%. Further calculations for the case that the ventilation wall in No.1 west airway is removed to consider the consequences when the two subsystems are merged together. Results of the simulation show that the total airflow rate increases, and the ventilation resistance of the mine decreases in comparing with that of the foregoing simulation.     

锯板坑钨矿通风系统优化研究及应用

通过对锯板坑钨矿通风系统现状调查,该矿存在高温季节主进风平硐风流反向等严重通风问题.通过建立矿井通风系统数学模型,确定了双主扇异地并联作业的两翼抽出式矿井通风系统,优化了主要通风井巷断面,合理分配了两翼通风线路的通风阻力,以及形成了独立、稳定的专用回风井巷.通风系统鉴定指标数据和现场作业环境的大大改善,都说明锯板坑钨矿通风系统能够给职工提供一个安全可靠的工作环境.     

赵庄2号井立井上仓胶带装煤车场风流稳定性分析及防治措施

 赵庄2号井立井上仓皮带装煤车场通风系统在气象条件变化或调节主、副井进风流时，井底与上仓之间风流经常反向不稳定，材料平巷风速超限。根据矿井通风网络理论分析，产生这种现象的原因是主立井位于复杂角联通风网络中的角联分支上，且车场绕道风阻较大，而检修巷风阻较小。据此提出了相应的治理措施：增大检修巷的风阻，新掘一条进风平巷。通过治理，解决了主立井下部风流反向和材料平巷风速超限问题，降低了矿井通风阻力。     

基于Tikhonov正则化的矿井通风网络测风求阻法

针对矿井通风系统动态性和复杂性的特点,提出了测风求阻法所需最少调节次数时的最优回路选择算法,结合矿井巷道风量的实时动态监测数据,建立了基于监测数据的矿井通风网络测风求阻模型。针对复杂通风网络易构造病态测风求阻模型的问题,提出了基于贪婪进化算法的Tikhonov正则化参数求解方法,对模型进行修正处理。应用结果表明,该方法可以减轻模型病态的严重程度,求解复杂通风网络分支风阻,并能发挥监测系统的实时动态监测功能,为矿井通风系统动态模拟提供基础数据。     

矿井通风网络特征参数关联性研究

目前矿井通风网络角联分支数与网络结构熵难以快速估算、结构复杂度评价困难,很少有学者研究通风网络特征参数是否具有相关性。针对以上问题,以图论和矿井通风可视化仿真系统(Vent GIS)为基础,基于典型矿井通风网络实际参数,通过理论分析与回归分析,得出了角联分支数、网络结构熵快速估算模型。基于SPSS软件对典型通风网络特征参数进行了相关性分析,分析发现部分特征参数为强相关,基于理论分析和回归分析得出了分支数、节点数、独立回路数、独立通路数、角联分支数等参数内在函数关系,并简化了矿井通风网络结构复杂度快速评价模型。     

基于相对灵敏度的通风网络分支稳定性分析

灵敏度是分析通风网络分支稳定性的度量指标,其实质为分支的风阻变化引起任一分支风量的绝对变化。提出了相对灵敏度的概念,相对灵敏度更能准确表示出分支风阻变化对任一分支风量变化的情况。通风网络分支稳定性的实例分析表明,相对灵敏度更能准确反映网络分支稳定性。