基于WINDOWS的矿井通风网络解算软件的研制

针对现有矿井通风网络解算软件存在的不足,本文使用MATLAB和Visua1C++做为开发工具开发了基于Windows操作系统的矿井通风网络解算软件。采用引入回路重选策略的斯考德一恒斯雷解算算法,使得在通风网络模型上进行的风网解算速度加快。该软件采用通风网络参数解算与通风系统图形相结合方式,对王家岭煤矿通风系统进行网络解算,为王家岭煤矿通风系统优化提供依据。     

节点风压解算通风网络的改进方法

当通风网络存在按需供风的分支且用节点风压法对通风网络进行解算时,将按需分风带来的节点风量代数和归零误差(又称不平衡差)全部集中在那些按需供风分支上,这给风量调节实施带来一定的困难,因为这些分支常常是工作场地.为解决此问题,提出了一种新的节点风压法通风网络解算思路.该思路通过使所有节点风量代数和归零误差的平方和最小化,建立了节点风压法通风网络解算模型,并获得了一种新的节点风压法风网解算算法.解算结果表明:若某节点的不平衡差恰好为0,则该节点相关分支不需进行风量调节;否则,与该节点相关的分支需要进行风量调节来消除该不平衡差.这样一来,可将最小不平衡误差根据工程实际需要分散到所有或部分节点的相关分支上,而不是将不平衡差完全集中在少数按需供风分支上.该方法理论上考虑到了通风系统按需供风分支的存在,具有理论完善、结果正确、可降低风量调节实施的难度的特点.图1,参11.     

通风网络解算初始风量确定方法

矿井通风网络解算前,各分支风量的初值直接影向网络解算的速度和迭代是否收敛.分析了影响通风网络各分支风量分配的3个因素:网络拓扑结构、矿井总风量和分支本身的风阻;提出了确定通风网络解算初始风量的新思路,把通风网络的独立通路当作并联通风路线,利用矿井总风量和通路风阻计算各通路的风量,再分到每个分支中.通过一个网络图示例说明了使用该思路提出的方法,给出了通风网络解算初值与网络解算真值的误差,除角联分支外都不超过20％.     

矿井正常和灾变时期通风网络解算的数学模型

将矿井通风网络中的空气流动作为一维可压缩流体的非定常流动，建立了矿井正常和灾变时期通风网络解算的统一数学模型。在同一实例中，通过与文献所提供结果的比较对模型进行了测试。采用该模型可以模拟出矿井正常通风期间风流定常流动状态、不可压缩风流非定常流动状态和可压缩风流非定常流动状态。结合算例模拟了矿井正常通风和火灾时期风流状态的连续变化过程。     

矿井通风网络解算研究现状与发展趋势

为解决矿井巷道风量配比问题,保证安全生产.国内外学者针对通风网络解算进行了系统的研究.通过查阅和整理国内外有关通风网络解算的文献和资料,总结了计算机技术普及前后时期的通风网络解算方法,并基于回路风量法对斯考德—恒斯雷法进行修正推导;阐述了国内外具有代表性的通风网络解算软件与软件研究方向,指出了目前通风网络解算软件研究中...     

矿井通风系统三维可视化及网络解算优化

 针对目前通风软件功能存在局限性的现状,结合矿山开采深度增加和通风网络越来越复杂的实际,开展了新型矿井通风系统三维可视化研究。基于回路风量法和节点风压法提出了新的改进解算算法,使其能够解决复杂的通风网络解算问题;根据新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法逐层生成闭合轮廓线,将各层轮廓线三角化并将所有的三角化网格合并,生成封闭的三维联通实体巷道;采用“层次式平台+插件”的方法进行系统开发。最终实现了通风系统三维可视化模拟、网络解算优化、通风管理信息化;与矿山数字化软件相结合,可有效集成监控监测系统,实现数据管理一体化和矿山安全管理。     

基于信赖域方法的矿井通风网络解算

针对在通风网络解算中,若初始值选择不当,Hession矩阵不正定,将导致迭代次数显著增加.为了解决此问题,采用基于信赖域方法的求解大型非线性方程组进行网络解算.应用信赖域方法求得非线性方程组的解,即为网络解算的结果.对基于信赖域方法的矿井通风网络解算进行研究探讨,具有一定的理论指导意义.     

用Scilab开发通风网络解算软件的优越性

为了让通风工作者在不必精通计算机编程的情况下快速完成通风网络的解算,并能实现在基本不投入资金的情况下得到一套完整的通风解算系统.对Scilab在矩阵解算方面的优越性以及通风网络解算的矩阵运算本质进行了分析.对比了选用Python,Visual Basic和Scilab 3种语言实现的牛顿法解算模块,在代码的简洁可读性、执行效率、可移植性、开发平台的开放性等方面进行了研究.对Scilab通风工具箱的基本框架和使用方法进行了阐释.结果证明在通风系统解算方面Scilab相较于Visual Basic等编程语言,在界面友好程度方面基本持平,在代码编写量上显著减少,在可扩充可二次开发方面具有不可比拟的优势,在跨平台性上表现优良.但是由于Scil-ab是解释性语言,相较于编译型语言在程序执行时间上相对较长,而相对于基于虚拟机的语言时间基本持平.综合各种因素分析,认为Scilab在通风软件开发方面具有优越性,宜于在通风教学、科研以及工程应用中推广.     

矿井可视化通风系统的研究

利用网络理论及计算机技术，研制开发了集绘图、数据管理、风网解算于一体的可视化矿井通风系统，为矿井通风图形一数据可视化管理提供了一种新的研究手段。     

基于改进Cross算法的矿井复杂风网可视化解算系统

为了提高矿井复杂风网的解算精度和效率,为通风系统分析和优化调节提供基础的技术参数,在通风网络理论的基础上,分析并改进了Cross解算模型,利用面向对象的程序设计方法、图形处理和数据库技术,研究了可视化解算系统的架构和功能组成.系统不仅能够实现风路属性信息的维护与查询,而且可以完成通风网络图的生成与管理,快速、高精度的解算能力和完善的综合分析功能使其具有较高的适用性和实用价值,可以为矿井通风系统评价提供可靠的决策支持.     

复杂网络中风流的稳定性

在矿井通风网络里角联风路是普遍存在的,当用风点处于角联风路时,它可能遇到供风不稳定的问题。本文针对复杂网络时的单角联网络风流的稳定性进行了计算机模拟分析,讨论了边缘风路风阻系数的变化对角联风路流量和流向的影响。     

矿井复杂风网灵敏度求解及其稳定性分析

 为便于计算复杂风网的灵敏度,分析了矿井风网灵敏度和基于灵敏度的风网稳定性的概念,给出了用解析法求解灵敏度的公式,并使用Microsoft Visual C++编制灵敏度计算程序。引入分支风阻易变性系数,优化了基于灵敏度的稳定性计算方法。采用实例分析了灵敏度衰减规律,得出通风构筑物越多系统稳定性越强的结论,这与经验明显不符。针对此矛盾结论,阐明了基于通风构筑物分析与基于灵敏度的稳定性是从风阻的突变与波动两个级别对通风系统稳定性的不同定义,并明确了两种稳定性的重要程度。研究结果有利于正确使用基于灵敏度的风网稳定性进行通风方案优选。     

测风求阻法解算矿井复杂通风网路

目前广泛应用的解算矿井复杂通风网路方法是以风网的各分支风阻值和扇风机工作特性参数作为解算基础数据,而获得风网各分支的风阻值是费时费力的。为此,本文提出了通过测算风网风量求分支风阻的方法解算矿井复杂通风网路。从理论上分析了以分支风阻为未知数的线性方程组建立过程及方程组解存在的唯一性。用BASIC语言编写了测风求阻法解算复杂通风网路的计算机程序,并在超群386微机上通过。通过具体实例说明程序的实用性。该解算方法与其它解算方法不同的是本法以风网的风量和扇风机工况点作为解算网路的基础数据,对生产矿井的通风网路解算更能显示其优越性。     

矿井通风网络系统复杂性特征及其抗毁性研究

针对通风网络拓扑结构对通风系统安全可靠性的影响,利用复杂网络理论构建矿井通风系统有向网络模型,研究通风网络的基本拓扑性质。针对兴隆庄煤矿,通风网络节点的入度和出度都呈现幂律分布,网络呈现无标度网络特性。在此基础上将强连通分量、弱连通分量和网络效率作为度量指标分析网络抗毁性能,以攻击节点和边的方式进行随机攻击和选择性攻击,结果表明有向通风网络在随机攻击下具有较强的鲁棒性,但对选择性攻击十分脆弱。     

矿井通风网络风流控制的实用算法

介绍矿井通风网络风流控制的一般性结论、基本数学模型和计算方法，指出了常规计算方法的不足，提出了一种能够避免大量矩阵运算、适用于实际通风网络的新算法，其程序简单，计算时问省，并结合实例阐述了算法原理。     

一般型通风网求解新方法

讨论了一般型通风网的求解问题,建立了由含有B个方程组成的一般型通风网求解数学模型.在B个未知量中.未知风压分支为L(亦为固定风量分支),未知风量分支B—L(B为通风网分支).在通风网中.调节装置的位置由调节系数矩阵[Cy]中L列非零元素确定.改变矩阵[Cy]则可获得不同的风流控制方案.介绍了该模型的Newton-Raphson计算方法,在此基础上运用模型进行了自然分风,风量调节和通风机工况点优化的计算,并给出了算例.     

我国南方某铀矿井通风系统优化改造研究

在全面分析总结我国南方某铀矿井通风系统存在的问题基础上,以按需分风的通风网络优化技术,对原有通风系统进行优化,提出了矿井通风系统总体改造方案.通过方案实施,氡及氡子体浓度达到了国家辐射防护标准要求,各采掘面平均氡子体浓度下降了22.9%。     

风网稳定性的定量分析

本文讨论通风网路的稳定性,建立一组稳定性分析的数学模型.为定量分析风网的稳定性提供一种新的途径.     

矿井通风系统可靠性分析理论研究

本文从矿井通风系统的总体出发．详细分析了通风构筑物、扇风机和风网各分支之间的相互联系和影响．给出了通风系统及其各单元可靠性的定义．建立了矿井通风系统可靠性分析的数学模型。