矿井通风仿真系统数学模型

系统地研究确定了仿真系统三要素,即通风系统、数字模型、计算机.与国内外类似成果相比较,角联风路自动识别、网络简化以及风网特征图自动绘制是该仿真系统所独有的特殊功能.系统采用的基于网络最小调节功耗概念的网络优化调节通路法,该法既不同于线性规划法也不同于非线性规划法.在Auto CAD环境下实现了通风仿真系统的可视化.     

金川公司二矿区网络优化改造研究

金川公司二矿区是一个国有特大型的镍生产基地,由于近年开采的不断延伸,二矿区通风网络的一些弊端也逐渐暴露出来.金川二矿通风网络中风机效率较低,内部漏风较大;循环风严重;风机有效能力低下,通风系统不稳定.本文以通路法为原理,利用矿井通风仿真系统软件对该矿的1150水平通风系统进行调节和改造.     

矿井通风仿真系统中的网络简化技术

通风网络自动简化技术是矿井通风仿真系统的重要组成部分，它是分析矿井通风系统的强有利工具。网络简化对提高与通风网络拓扑关系相关的计算程序的运算速度以及降低计算机内存占有量也具有重要意义。在通风网络风量按需调节通路法、计算机自动识别角联风路等方面都涉及到通路的计算问题，有时风路增加1条有可能导致通路总数的成倍增加，所以对通风网络进行自动简化处理具有非常重要的意义。从图论和集合论出发，通过对网络拓扑关系的分析，提出了通风网络简化的数学模型，分析了网络简化的层次性，应用开发的网络简化软件对铁法矿务局大明一矿的通风网络进行了简化处理。     

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.     

利用通风仿真系统进行寺河矿东四盘区通风方案的设计

通过利用通风仿真系统通风网络拓扑关系自动生成与管理技术，对寺河矿东四盘区设计方案进行通风系统的设计，以确定东四盘区可以采用的合理的开采方案，为矿井通风仿真系统在我矿的推广进一步奠定基础。     

预测控制理论在矿井通风系统的应用

针对目前矿井通风系统存在的不能根据生产环境要求对风量进行实时调节和控制效果不理想造成大量的能源浪费的问题，提出了一种简单、易行的控制方法－预测控制。介绍了这一方法的机理，并以铁法矿务局大明一矿的现有通风系统为例，建立了预测模型，并以仿真结果说明了这一方法的合理性和有效性。     

基于矿井通风仿真技术的红菱煤矿西二采区通风系统优化方案

针对红菱煤矿提高产量时风量不足的问题,运用矿井通风仿真系统进行通风系统优化改造,利用"矿井通风仿真系统"软件优化矿井通风网络,模拟了西二采区和西一采区通风系统优化改造的方案,结合现场实际分析了各方案的可行性,确定出最佳方案.     

煤矿主通风机在线监控与故障诊断系统的应用研究

介绍了煤矿主通风机的特点，然后介绍了主通风机在线监控与故障诊断系统的系统构架、仿真系统模拟和功能设计方案，运用仿真系统可以对煤矿主通风机通风系统进行仿真模拟，以此分析和论证通风系统改造技术方案，同时可以得出改造后的通风效果。     

基于灵敏度的通风系统稳定性分析

通风网络中任一分支风阻的变化都可能引起自身以及相关分支甚至网络中所有分支的流量变化，变化程度的度量指标为灵敏度，在对通风网络中分支灵敏度及其性质进行深入分析的基础上，给出了使每一条分支的风流保持稳定、整个通风网络保持稳定、两分支间稳定性比较和两通风网络稳定性比较的判别式，对于通风系统稳定性分析、日常通风管理具有重要意义。     

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。     

矿井通风网络可视化拓扑关系建立和维护

对矿井通风网络管理中拓扑关系的建立和管理是一项重要的工作,针对传统的做法是利用手工建立和管理,具有劳动量大,容易出错,效率低等特点。利用面向对象编程思想,采用 C 编程语言在 VC 平台上开发一套建立和管理矿井通风网络拓扑关系可视化软件。把矿井通风网络中构成实体分成巷道对象、结点对象、构筑物对象、通风动力装置对象和风流方向对象,基于这几类对象在内存地址进行管理拓扑关系的矿井通风网络可视化软件。软件具有操作简单、劳动量小、效率高等特点。     

特长公路隧道复杂风机网络协同控制系统架构

为了解决传统特长公路隧道通风控制系统架构的及时性、可靠性差,不能实现风机协同控制的问题,为满足隧道复杂风机网络通风运营需求,设计了一种基于信息物理系统(CPS)的特长公路隧道复杂风机网络协同控制系统。该系统由感控层、信息层、应用接入层、应用层和CPS层5个层级组成。感控层利用风机集群划分和嵌入式控制模块实现对隧道环境、交通量等因素的感知和局部控制。信息层通过对风机控制事件/信息优先级划分和基于发布/订阅方式的数据分发服务,提高数据传输可靠性和风机控制时效性;应用接入层通过CPS中间件,实现系统语义和时间的统一,提高数据利用效率,提升隧道风机控制的可操作性;应用层针对隧道运营服务一体化要求,给出了隧道运营的照明系统、供配电和消防系统和所设计的通风系统并行控制的接口;CPS层对感控层和信息层进行反馈控制,实现复杂风机的协同控制。该系统架构提升了特长公路隧道风机控制智能化、信息化水平,满足面向服务的隧道风机运营需求。     

矿井"以风定产"的模型与方法研究

科学地进行“以风定产”是实现矿井安全生产的重要保证和前提之一。矿井实际供风量取决于主要通风机特性和井巷阻力特性的匹配性。“以风定产”的关键是,优化矿井采掘布局和网络结构;确定给定网络结构条件下的主要风机的最大实际供风能力。在提出“以风定产”的依据、原则基础上,明确了矿井需风量的计算方法,研究了“以风定产”的矿井总风阻模型和网络解算模型,提出了“以风定产”的步骤,提供了考虑瓦斯因素和保证风机安全运行条件下的矿井产量计算方法。     

含有单向回路的风网平衡图绘制方法

在火风压作用下发生风流逆转和采用多级机站通风的矿井往往存在单向回路。通风网络中存在单向回路时,将无法绘制其所对应的平衡图。采用通风网络拓扑关系等效变换的方法,删除造成单向回路的风机分支,并构造新的风机分支．其末节点是新网络的汇点,原风机分支末节点是新网络的源点,变换后的网络与原网络在分支数上相同,说明平衡图矩形块的个数不变。除造成单向回路的风机分支外,变换后的网络与原网络拓扑关系相同。将含有单向回路的通风网络变换成无单向回路的通风网络,从而实现了含有单向回路的风网平衡图的绘制。     

“五位一体”之多风机联合运转优化分析方法研究

对于多风机复杂风网的通风系统优化,单一从通风阻力测定或者计算机模拟解算达不到优化目的。因此提出了"五位一体"的优化多风机在复杂风网的实用技术方法,并在新阳矿取得良好的优化效果。本文针对"五位一体"中的多风机联合运转方法进行阐述。     

模拟退火遗传算法在煤矿主扇控制中的应用

根据矿井通风系统的工作特点,采用适用于非线性时变系统的神经网络方法对煤矿主扇风机进行实时控制。介绍了煤矿主扇风机的控制原理,提出了求解全局最优解的神经网络的学习方法－模拟退火遗传算法,并给出了算法的实现过程。系统采用无环流交-交变频方案、应用无速度传感器的矢量控制技术对拖动煤矿主扇风机的感应电动机进行控制。     

地下车库诱导风机通风效果数值模拟研究

通风和防排烟设计是地下停车场和停车库消防安全的主要问题之一.分析了影响地下停车场诱导风机通风效果的因素.结合工程实例,采用CFD技术,运用数值模拟手段研究了独立诱导风机系统的通风效果,分析了不同因素对通风效果的影响程度.结果表明,通过合理的布置方式,诱导风机系统能够独立完成地下空间的通风换气任务,同时数值模拟手段也可为通风设计优化提供有力指导.     

矿井通风系统CAD技术研究

为了能快捷地绘制矿并通风系统图，并使通风系统网络分析可视化，利用面向对象的技术，设计了实现各种功能的图形基类及各图形类之间的层次关系，提出了巷道的自动绘制算法，以Visual C＋＋6．0为编程环境，开发了矿并通风系统CAD软件，具有图元拾取与属性标注、工作面推进动态模拟等功能。利用该软件对孔庄矿局部通风系统进行了自动绘制，绘制效果好，速度快，并对某回采工作面推进进行了动态模拟，得出了工作面未来的通风状况，通风技术人员可以由模拟的结果来预测通风系统未来的状态，从而超前制定相应的计划，对于防止事故发生，保障安全生产具有重要的意义。