基于运筹学的矿山通风系统分析

运筹学是一种应用分析、试验、量化等数学方法,对有限的资源进行统筹安排,使实际系统有效运行的技术科学,它可以用来预测发展趋势,制定行动规范或优化可行方案。矿山通风系统是一个由纵横交错的井巷组成的复杂系统,是通风网络、通风动力和通风构筑物的总称。通风网络是利用点、线及其属性对通风系统进行抽象描述。根据生产过程中通风的实际情况,我们可以将通风系统中的风流分成3种：自然风、约束风流和半约束风流,其中自然风一般不能提供矿山所需的足够风量,因而实际生产中,绝大多数的通风系统还是利用约束风流和半约束风流。运筹学应用于矿山通风系统,主要包括对应于约束流的线性规划,对应于半约束流的非线性规划,运筹学网络分析和仿真,找出最优化方案。     

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。     

基于突变理论的矿井通风系统共性分析与优化应用（增刊）

矿井通风系统的有效运行受众多因素的影响,因而矿井通风系统方案的优选也受到众多定量和定性因素的限制。在方案优选时,突变理论相对于其他方法具有计算简单、客观性和实用性强等优点。在调查和分析我国较多金属矿井通风系统存在矿井风流分配不合理、有效风量率低和通风网络设计欠妥等共性问题的基础上,针对某大型复杂矿井通风系统,并基于技术经济可行、安全高效等考虑提出优化矿井通风网络、通风动力和风流调控设施等方面的多个技术方案。利用通风网络解算结果,并选取合适的评价指标,应用突变理论对矿井通风系统方案进行优选,确定最终矿井通风系统优化方案。     

风路敏感特性对通风系统风流稳定性的影响

为了明确影响矿井通风系统主要需风风路风流稳定和主要通风机运行稳定的高敏感风路,采用多元回归分析法对通风网络中高敏感风路进行识别,确定主要需风风路的风量Qj与各风路风阻自变量Ri间的最优回归方程,并通过网络解算进行实验验证.对比发现:多元回归分析结果与试验结果吻合,表明风路的敏感性是通风网络结构特性的一种体现,与其自身的风阻特性无关;高敏感风路特性的改变是影响矿井通风系统风流稳定的关键;同时,采用多元回归分析法可避开传统的角联结构分析中推导风向判别式的繁琐,对某一待研究的重点风路而言,可将矿井其它风路对其风流稳定性的影响作出定性分析与评价.     

生产矿井通风系统快速调节优化技术

通过对矿井通风网络调节位置与通风系统风流稳定性进行分析,利用复杂通风网络存在较多角联分支的特点,在无向图角联分级识别技术和风量敏感性分析的基础上,提出了生产矿井通风系统快速调节技术。该技术首先对实际复杂通风系统进行无向图角联分级识别,通过寻找当前级别角联结构的正负导线上风量敏感度较大的、且已安装调节设施的角联分支,选择增阻或减阻调节方式,由风量敏感度反推出调节分支的调节量,在尽量不改变现有通风调节设施的前提下,使巷道风量满足需风量要求,实现生产矿井通风系统风流分配快速调节。     

动态管理模型监测技术在通风系统中的应用

为解决矿井深部开采总风量不足、风流调控设施难以设置及受自然风压影响大等问题,提出创建动态模型网络检测的方案,通过计算机和模拟软件对各个工作面风量、风机功率与风压等开展模拟分析,依据通风网络的节点结果,做到事先预警和显示通风系统的实时监测数据,优化通风系统。     

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。     

含有角联分支的通风网络平衡图研究

通风网络中的角联分支本身具有风流不稳定的特点。从通风网路图仅能看出角联分支风流方向的改变。通风网络平衡图在定量、直观反映通风网络的拓扑关系及各种性质方面,具有优越性。应用独立通路法画出含有角联分支的通风网络平衡图,可以直观地看出角联分支风流不稳定的变化情况,从而为研究角联分支对通风网络的影响提供更有效的方法。     

井下无风墙辅扇动压通风的分析及其应用

利用无风墙辅扇调节矿井通风网络和作业面的风流是一种非常有效和灵活的方法。应用矿井空气动力学理论分析了井下无风墙辅扇全压对巷道做功,克服井巷通风阻力,造成风流流动的过程;指出了需要充分利用风流动压的方向性,将扇风机的全部输出能量转化为动压形式进行通风;并着重分析了无风墙辅扇通风应注意的一些技术问题。     

微机辅助矿井风量调节方案决策初探

对矿井通风系统风量调节决策时面临的分析、计算工作难度较大 ,以及现场通风管理人员凭经验进行风量调节等问题 ,采用微机辅助矿井风量调节方案决策 ,通过开发相应软件 ,用微机对通风网络进行分析 ,提出最优风量调节方案 ,由此来正确设置调节风窗 ,达到有效、合理的调节矿井风流的目的     

基于CFD矿井通风网络解算

传统的通风网络解算方法分析网络中风流状态时,都将风流视为定常流动,不能模拟网络中的动态变化过程。实际上,在通风网络发生灾变的情况下经常会遇到非定常流动。通过分析矿井灾变时期通风网络中一维非定常可压缩流体的空气流动规律,应用CFD分析方法,提出新的矿井通风网络解算方法,即特征线法,提高矿井通风管理的质量,增强矿井的抗灾能力,确保煤矿安全生产。     

基于CFD矿井通风网络解算

传统的通风网络解算方法分析网络中风流状态时,都将风流视为定常流动,不能模拟网络中的动态变化过程。实际上,在通风网络发生灾变的情况下经常会遇到非定常流动。通过分析矿井灾变时期通风网络中一维非定常可压缩流体的空气流动规律,应用CFD分析方法,提出新的矿井通风网络解算方法,即特征线法,提高矿井通风管理的质量,增强矿井的抗灾能力,确保煤矿安全生产。     

自然风压对矿井通风网络稳定性影响的研究

由于井巷空气的密度不同会产生自然风压。自然风压的存在,将会导致矿井通风网络的参数发生变化,进而对矿井的安全生产产生影响。因此,定量分析自然风压对矿井通风网络的影响,对矿井的安全生产是十分必要的。文章运用热力学、流体力学及通风网络的有关理论,建立自然风压对通风网络影响的相关数学模型,定量分析自然风压、通风网络风阻及风量之间的关系,并以此作为通风系统安全性评价、风量调节以及通风系统管理的理论依据。     

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。     

基于Hopfield神经网络的矿井通风系统分析

矿井通风系统的工作性能对煤矿安全影响较大,保证通风系统效率十分必要。介绍通风机的基本参数和参数计算公式,利用Hopfield神经网络对通风系统进行研究分析,设置PID调节参数,并利用Matlab对优化后的通风系统进行仿真分析,结果显示基于神经网络控制的通风机在风压、风量、风门开闭等方面控制效果良好。     

矿井通风网络非稳定风流反风数值模拟

该文设计了矿井通风网络非稳定数值模拟程序,介绍了程序模块。编制相应的非稳定通风模拟软件,根据雷诺数对局部阻力系数的影响关系修正通风阻力计算模型,最后基于国内某矿对主要风门开启后通风网络反风分支分析,基本满足非稳定流动规律。     

均衡理论在石圪台煤矿通风系统优化中的应用

随着国内矿山机械化程度的提升,新技术投入促使大采高、超长综合机械化采煤工作面涌入煤矿开采行业,这也导致井田开采面积增大,矿井通风线路增长,通风阻力增大,“以风定产”局面更为明显,给矿井通风系统管理增加了难度。在分析石圪台煤矿通风系统存在通风网络复杂、通风负压大、能耗高、内外部漏风严重等难题的基础上,基于均衡通风理论,全面梳理该矿通风网络,结合通风阻力分布及通风网络解算结果,对通风系统进行整体部署及优化,达到提高矿井风量,降低矿井通风负压、减小通风费用的目的,确保了通风系统稳定可靠。