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。     

基于区域增阻调节的采区风量及总风量变化相关性研究

回顾总结了矿井风量调节的方法,以大淑村矿为研究对象,以采区为区域分支,绘制其等效简化的矿井通风网络图,对区域分支进行增阻调节,研究了各采区风量及总风量变化与区域增阻分支的风阻变化的相关性,以及它们的等量、比率关系。结果表明,矿井和各个采区风量变化与区域增阻分支的风阻变化密切相关,增阻采区与矿井及其它采区风量变化量满足等量加和关系。相比于局部分支增阻调节,该方法能够掌握整个矿井各个采区和总风量的变化,更有助于进行宏观的矿井风量调节。     

并联下行通风巷道瓦斯风压诱致风流紊乱研究

高浓度瓦斯在倾斜巷道中积聚会形成瓦斯风压,瓦斯风压会导致积聚瓦斯的巷道及其旁侧分支巷道风流紊乱。通过搭建并联下行通风巷道相似实验平台,并进行一系列实验,研究了瓦斯风压诱致井巷风流紊乱的规律。每组实验中,均首先将倾斜巷道充满100%的瓦斯,并保持它的旁侧巷道瓦斯浓度为0%;然后调节倾斜巷道或其旁侧巷道的风阻,使其不同于其他组实验。实验结果表明:瓦斯风压会造成并联下行通风系统中风流的复杂变化,使并联巷道中的瓦斯随风流往复运动。利用振动理论对依据实验条件简化的模型列出了振动方程,解释了巷道风阻对风流振动阻尼力的影响作用,得出了并联系统中增大任一分支风阻都有助于减弱风流振动的结论。对实验中瓦斯运移规律进行分析可知:某条分支巷道风阻的增大有助于保持其并联分支的风流稳定,但不利于本分支瓦斯的顺利排出。因此,在现场实际中,当下行风巷道出现瓦斯积聚时,应及时增大其旁侧分支风阻,以保持该并联系统风流稳定,从而使积聚瓦斯能够尽快排出。     

矿井通风系统调节性的研究

对典型通风系统进行调节性研究证明，影响通风系统调节效果的因素除漏风和主通风机风压特性外，还有系统风阻（或等积孔）、用风区段风阻比例、增（或降）阻分支原风阻大小等；调节性指标用加风分支风量相对增加值Ｓｚ表示，具体矿井通风系统的Ｓｚ可用减风分支风量相对减少值Ｓｊ（取绝对值、用“％”）很方便地求算；提出了增、降阻合理范围和提高调节效果的措施。     

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。     

矿井通风系统调节性的研究

对典型通风系统进行调节性研究证明，影响通风系统调节效果的因素除漏风和主通风机风压特性外，还有系统风阻（或等积孔）、用风区段风阻比例、增（或降）阻分支原风阻大小等；调节性指标用加风分支风量相对增加值Ｓ２表示，具体矿井通风系统的Ｓｚ可用减风分支风量相对减少值Ｓｊ（取绝对值、用“％”）很方便地求算；提出了增、降阻合理范围和提高调节效果的措施。     

基于增阻调节的机站风量变化的相关性研究

增阻调节会使得整个通风网络的风量发生变化,依据流体力学和通风原理,以北洺河铁矿通风系统为研究对象,绘制其等效的通风网络图,选取主要、次要和一般分支进行增阻调节,对各个机站风量变化及相关性进行了研究。结果表明:在增阻时,各机站风量变化呈现较强的规律性,整体呈递减趋势,主要分支增阻时对机站风量变化的影响较显著;各机站风量变化与增阻分支风阻变化相关性很强,相关系数介于[±0.75,±1]之间,研究结论可为矿井生产过程中的风量调节提供依据和指导。     

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。     

利用分配系数进行并联风路风量调节计算

一、计算内容已知并联风路的总风量及各风路风阻,计算各风路自然分配风量、风压及总风阻。二、算式的导出1、单位风压通过风量算式的导出     

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。     

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。     

Study on fault source diagnosis technology and air velocity transducers placement for underground

The current mine safety monitoring system used can only get the air volume change of roadway placed air velocity transducers, as this change is caused by this roadway, or for other roadway, and fault source has one point or more, which belongs to the problem of fault source diagnosis for ventilation system. Ventilation system fault can be attributed to the variation of air resistance of branch in the entire network. If the changes of air resistance for each branch in ventilation system are analyzed, then it is impossible to place air velocity transducers in every branch. Therefore, the problem of the minimum quantities and location for placing air velocity transducers should be mainly studied. The relationship of air resistance and air volume variation of matrix method has been proposed, which can reflect the variation relationship between the air volume of the branch and air resistance of the relevant branches. Fault roadway range library of ventilation network built to determine fault roadway range will cause air velocity to exceed the limit. Minimum and full coverage of distribution method has been proposed, and the concept of branch coverage degree and impact roadway range library has also been brought forword to get the macro-distribution of air velocity transducers.     

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。     

通风系统风流稳定性分析的新方法

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, 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。由于该模型可预先进行解算, 解算结果对于风量调节具有很好的指导作用。     

大明矿通风系统故障源诊断及风速传感器的布置

析了大明矿分支风阻变化与各分支风量之间的关系,通过改进灵敏度矩阵,建立了分支灵敏度0-1矩阵,并据此建立了大明矿通风网络故障巷道范围库。为了故障源诊断能够包含到所有分支,风速传感器布置的最小数量及位置问题也是研究的重点,提出最少全覆盖布点法,给出了大明矿风速传感器的布置方案。通过工业试验,大明矿故障源诊断结果与现场试验结果一致,验证了矿井通风系统故障源诊断技术及方法的可行性。     

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。     

大气压变化对矿井通风系统的影响研究

为揭示大气压变化导致瓦斯异常涌出的作用机理,采用理论和案例分析的方法研究了大气压快速持续降低对矿井通风系统的影响。研究表明,大气压变化通过改变空气密度进而改变矿井自然风压,自然风压作为矿井通风动力的重要组成,其大幅降低将导致矿井风量减小和瓦斯浓度升高。大气压剧烈降低时段是矿井瓦斯异常涌出的危险时期;自然风压变化占矿井通风总阻力比重大是大气压剧烈波动导致瓦斯异常涌出重要原因。适当增大矿井通风总阻力,弱化自然风压变化对通风系统的影响,可以增强矿井通风系统的稳定性。大气压监测预警、瓦斯及时抽采、风量精细调控的措施可以一定程度上控制大气压变化导致的瓦斯涌出。