基于角联子网的风量反演风阻病态改良算法

为解决矿井通风系统阻力测定过程中部分巷道受限于现场测试条件而导致的风阻测不准、甚至无法测定的问题,研究了基于节点压能的风量反演风阻算法,提出使用两组风量数据及部分节点压能数据反演风阻。针对算法的病态性质,对算法病态的原因进行了分析,得出反演风阻方程系数矩阵稀疏性和通风系统拓扑结构对算法的影响是导致算法病态的两个主要原因。基于此,提出基于角联子网的风量反演风阻病态改良算法与基于贪心策略的风压传感器优化布置算法,给出了算法步骤及程序框图,能够解决风量反演风阻算法的病态问题,实现布点合理、数量较少的风压传感器的优化布置。将上述算法应用于23条分支、16个节点的通风网络,验证了所有传感器布置方案下的风量反演风阻算法,其中65. 2%的方案下的算法都是病态的。笔者应用本文提出的算法给出了角联子网划分方案及9个布点的风压传感器优化布置方案,在此基础上进行了风量反演风阻计算。结果表明:算法在实现了风压传感器优化布置的基础上,准确地反演了风阻,误差控制在10~(-4)以内。算法在现场应用时结合矿井监测监控系统,可以进一步实现实时的通风系统基础参数(风量、风压、风阻)的采集、校验、计算、存储与反馈,是矿井智能通风的基础性研究。     

基于百米风阻的工作面阻力测定结果分析

为研究工作面通风阻力测定结果的可靠程度,提出用百米风阻来判断测定结果的误差大小。利用断面单元法对2个矿的工作面通风阻力进行了现场测定,得到百米风阻后反推出各点风量,结果表明:1#矿井第1次测定各点的百米风阻波动明显,推算风量与实测风量偏离较大;第2次测定的百米风阻波动平缓,推算风量与实测风量误差较小;2#矿井测定的百米风阻波动较小,推算风量与实测风量更加吻合。由此得出,巷道百米风阻可以作为判断工作面通风阻力测定结果误差大小的指标,也可为此类数据的合理性分析提供依据。     

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。     

地下矿通风系统风流稳定性分析新方法

利用通风系统节点风流平衡关系和回路阻力平衡关系,分析了风网中各分支间基于空气动力学特征的制约关系,提出了某分支风阻、阻力发生变化时,其它分支的风量对此变化作出反应的分析模型,并随之提出了抑制分支风量变化的控制模型,给出了度量反应敏感性强弱的方法。研究发现,对于一个确定的通风网络,当分支风阻或阻力改变时,各分支风量变化对其它巷道风阻或阻力变化的敏感指数曲线是确定的曲线;当通过改变一些分支风阻值来抵消另一些分支风量变化时,各分支风阻变化对其它分支风阻变化的敏感指数曲线是确定的直线。预先计算出这些敏感指数曲线,并绘制成曲线图谱,对于监测和预测风流稳定性具有重要价值。     

仅用风量测定数据计算风阻的方法

过去巷道风阻的求法,是根据风量和压降的关系式计算出来的,测定压力差较为麻烦,且难以获得满足通风计算上所需的合乎实际的风阻值。和压力测定相比,风量测定较为容易,数据较充分,因此,如仅从风量测定数据就能求出风阻,对简化通风网路的解算和提高通风网路的解算精度,将有很大     

基于可变模糊理论的矿井通风网络压能分布合理性研究

通过对矿井通风网络压能分布进行研究,建立了矿井通风网络压能分布的影响因素指标体系,对百米流程风阻、巷道阻力比、网络结构类型以及有无均压措施4因素进行了量化分析;提出了采用可变模糊理论评价分析矿井通风网络压能分布合理性的方法,并将该方法进行了实例应用,准确快速地找出了压力分布存在问题的巷道分支;应用表明:该方法可以较好地进行复杂矿井通风网络压能分布合理性评价,评价结果可为矿井通风网络数值模拟、矿井通风系统安全稳定性的评断提供依据。     

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。     

阜山金矿井下61~#矿脉通风系统优化设计

依托《阜山金矿矿井通风系统优化改造技术研究》项目,探索了井下61#矿脉通风系统局部阻力的分布特点,对井巷规格及作业中段布置、典型巷道的通风阻力等进行了调查与数据整理,集成了井巷风阻原始数据、网络节点分支原始数据、风机参数原始数据、机站参数原始数据等通风网络数据库。采用矿井通风网络模拟解算软件进行了计算、分析、比较,确定了该矿脉通风系统风量分配、阻力分布情况,进行了风机站及风机优化选型,通风构筑物的实时合理布置,预测了通风效果。     

基于独立分区的非线性优化测风求阻法

基于图论结合实际,通过模糊算法对测风求阻法进行改进,以实现快捷准确地获得井下通风参数。利用基于非线性优化的测风求阻法对具体矿井巷道风阻进行求解,并与通风阻力测定结果对比分析。结果表明该数据在实际应用过程中可弥补通风阻力测定数据的不足,具有较强的实际应用价值。     

综采工作面配风量对其风阻的影响规律分析

为了揭示综采工作面配风量对其风阻的影响规律,以河南新郑煤电有限责任公司11208综采工作面为研究对象,现场实测不同配风量下工作面风阻,利用CFD方法构建11208工作面风流场计算模型,通过模拟分析工作面内气压场与风速场结构特征论证了工作面通风阻力属于局部阻力,并模拟计算不同配风量下工作面风阻值,拟合得到二次抛物线型的工作面风量-风阻特性曲线,风量-风阻拟合函数计算结果与实测结果之间相对误差小于6%,研究所得的工作面风量-风阻特性曲线可用于矿井通风网络解算。     

高山环境矿山通风系统改造方案优选

由于平硐开拓的矿山各平硐口高程变化较大，导致各硐口气温、气压各不相同，加之高山气候条件，各硐口所受影响更为明显，这种自然风压变化极易造成矿井井下风向、风量的不稳定，致使矿井通风困难。为解决四川省内某高山环境平硐开拓矿山受自然风压影响较大、回风线路不畅等问题，研究制定出2种可行的通风技术方案，方案一为东、西两翼对角抽出式通风方式，方案二为东、西两翼进风、中央回风通风方式，并对2种方案的通风阻力、工程量、设备投资及运行成本等关键技术经济指标进行计算和对比。结果表明，方案一在通风阻力、工程量及运行能耗等主要方面均占优势，方案二仅设备投资较方案一少，综合考虑通风系统技术层面、投资建设成本周期及节能等方面，确定方案一为最佳通风技术方案。     

煤矿地面主通风机工况点风量风机静压准确预测研究

为提高地面主通风机工况点预测的准确性，以神木煤业石窑店煤矿二号风井更换地面主通风机之后工况点风量风机静压预测为实际现场工程，采用现场实测、数值模拟和理论公式三种方法分别计算风硐与风机连接处通风阻力，研究表明采用数值模拟方法能够准确计算风硐与风机连接处通风阻力。在此基础上建立了非线性形式的风硐与风机连接处风阻计算公式，结合实测的风机风量风机静压特性曲线和矿井通风阻力特性曲线，建立了考虑风硐与风机连接处通风阻力的主通风机风机静压风量工况点预测方程。研究表明：风硐与风机连接处通风阻力对于地面主通风机工况点具有不可忽略的影响作用，主通风机风机静压风量工况点预测过程中考虑风硐与风机连接处通风阻力能够显著提高地面主通风机工况点风量风机静压预测的准确性。     

赵楼煤矿通风阻力测定及分析

矿井通风阻力测定是煤矿通风管理工作的重要组成部分,它通过测定井巷始末断面的风流参数,依据能量方程计算井巷的通风阻力。为了掌握赵楼煤矿通风系统阻力分布情况,为下一步通风系统优化工作提供数据基础,选择两条主测路线和两条辅测路线,采用精密气压计逐点法对赵楼煤矿进行了阻力测定。计算结果表明:进回风路段通风阻力比例较高,主要原因是进回风巷部分路段杂物堆积严重,且回风段风量过于集中,风速超限,风阻较大;矿井等积孔为6.13 m2。     

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。     

百叶式风窗流场分布模拟及局部风阻计算分析研究

为了实现王家岭煤矿井下用风地点风量的远程精确调控，研发了以井下压缩空气为主要动力的百叶式风窗。百叶式风窗能够通过气动马达改变窗扇的开启角度实现风窗过风面积的调整。本文运用Fluent软件模拟了王家岭煤矿12309回风绕道百叶式风窗在30°、45°、60°、70°及90°开启角度下的百叶式风窗前后的压能、风速及流场分布情况，并根据数值模拟得出百叶式风窗不同开启角度下的前后压差及风窗风阻，根据伯努利能量方程，推导出百叶式风窗局部风阻计算公式，并将公式计算风阻与井下实测风阻进行对比。结果表明：紊流状态时百叶式风窗的过风量对其风阻大小几乎没有影响，百叶式风窗局部风阻与其过风面积呈现负指数关系，井下实测得到百叶式风窗风阻与公式计算风阻最大误差为5.41%，对应的绝对误差只有0.0015 N·S2·m-8，利用本文推导的百叶式风窗局部风阻计算公式得到的局部风阻较为准确，可用于指导百叶式风窗现场调风工作。     

巴里坤煤矿通风阻力测定与分析

矿井通风阻力测定是矿山通风工作中一项重要内容,是获取实际井巷风阻和矿井通风阻力分布的唯一手段。为准确掌握巴里坤煤矿通风系统现状,采用用精密气压计基点测定法,对巴里坤煤矿矿井通风阻力进行测定。通过数据整理分析得出通风阻力测定结果为296.81 Pa,矿井等积孔为4.36 m²,矿井总回风量为3786.72 m³/min,矿井进风段阻力占总阻力42.27%,矿井通风难易程度为容易,为科学有效优化矿井通风系统提供了数据支持。     

通风网络中单向回路及其控制技术的探讨

通风网络中有单向回路存在时,其节点风量平衡定律和回路阻力平衡定律仍然成立,但此时基于通路概念的算法却失效,对通风网络中单向回路的影响及其控制方法进行探讨。     

风机并联运转效能分析及工况优化

在构建风机并联运转数学模型的基础上,分析了风机并联运转的等效风阻变化规律。从节能的角度分析了风机总能耗最小的条件。以铜绿山矿井通风系统作为实例,分析了风机工况点变化的规律。研究表明：并联风机的选择需要综合考虑风量、风压和风机之间的匹配关系;并联通风系统中风量调节的难度大;风门或风墙对风流分配的影响巨大;日常通风管理的关键在于风门管理和均衡需风量。