矿井通风网路计算方法及应用

针对金川二矿区地面无主扇，井下采用多级机站通风的特点，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。角联风路自动识别和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既不同于线性规划法也不同于非线性规划法。在AutoCAD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.     

矿井通风系统的分析与优化

通过分析现有矿井通风系统存在的问题,认为在矿井的开采过程中,通风系统中各网络通风阻力和风量的不断变化,是导致通风困难和经济效益差的主要原因。因此在设计和生产管理过程中需要从矿井通风系统阻力、矿井通风网络调节、矿井通风系统安全可靠性、矿井通风系统主通风机工况调节等方面进行优化,是矿井通风系统的发展趋势。     

运用监控数据的矿井通风网络动态解算及应用

为解决矿井通风日常管理及优化设计和系统方案模拟等矿井通风安全问题,提出通风监测与通风仿真一体化算法.通过共享矿井监控系统数据库的方法,实现基于互联网技术的在线实时通风仿真计算.研究结果表明:将该算法与矿井通风系统仿真相结合,不仅可以实现矿井通风管理信息系统与矿井监测系统一体化,而且可以完成煤矿通风系统的在线实时仿真以及完成煤矿通风网络的动态解算.通过对霍州煤电三交河煤矿通风系统的实际应用,取得了良好的现场应用效果.     

基于覆盖网络的仿真系统设计与实现

提出了基于覆盖网络的网络协议验证和在线仿真的仿真平台设计思想,通过统一的数据格式、管理策略定义和定制虚拟覆盖路由器节点的管理和控制中继等功能,建立基于覆盖网络的仿真系统.按照用户需求,该仿真系统利用标准的管理协议SNMP消息来定制仿真环境,用于协议验证和在线仿真,或提供在实际网络运行的在线仿真.在该平台上验证了一个故障容忍的路由机制,证明了在小规模的网络环境中该仿真系统的正确性和实用性.     

基于遗传算法的通风网络两步法风流调节优化算法

概括混合型通风网络优化模型,归纳混合型通风网络风量最优分配和风流最优调控两步法优化基本框架。首先,在满足矿井通风风量需求的基础上,实现风量分配优化。然后,结合矿井通风网络实际调风需求,引入遗传算法随机产生动态网络的邻接矩阵,使用附有条件的最小支撑树算法求解部分余树弦(调风地点)约束下的最小支撑树和独立回路矩阵,根据回路矩阵计算通风网络余树弦风阻调节值,在通风总功率和约束条件基础上构建广义最小化目标函数,依此对调节方案进行评价,使用遗传算法中的进化算子对调节方案编码实施进化操作,最后通过迭代得到满意解。研究结果表明:两步法思想简化混合型通风网络优化问题,解决调风地点约束的通风网络优化问题,执行效率高,能够解决较大规模的通风网络优化问题。     

网络控制系统的变采样周期调度算法

综合考虑网络控制系统的误差、误差变化率、网络利用率及采样周期对系统性能的影响,设计了一种基于模糊反馈的变采样周期调度算法.该算法由网络利用率预测和采样周期调节两部分组成:网络利用率预测部分根据当前网络运行状况预测新的网络利用率;采样周期调节部分包含网络利用率分配和采样周期的计算.采样周期调节部分的网络利用率分配,用于重新分配各控制回路的网络利用率,分配时考虑系统各回路的误差和误差变化率,利用模糊控制理论调整各回路对网络的需求程度,完成分配;而采样周期计算是根据所得的网络利用率及数据的传输时间,动态调节系统各回路的采样周期.最后,结合EDF调度算法利用TrueTime工具箱对所研究的调度算法进行了仿真,结果表明采用本文所研究的变采样周期调度算法的控制系统性能要优于采用固定采样周期调度算法的控制系统性能.     

矿井通风网络风量调节分支的优化选择

为实现矿井通风网络风量的优化调节,依据通风网络理论,利用灵敏度方法初步选取调节分支,采取分风优化中的通路法,根据不同的调节区域对初选调节分支进一步筛选,使优选出的调节分支既方便调节又具有经济优势.结果表明,优选出的调节分支进行风量调节时更具针对性,同时可以指导矿井日常通风管理及巷道布置;并通过实例分析,验证了该风量调节分支优化选取方法的有效性.     

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。     

由矿井通风系统图自动生成通风网络图

根据矿井通风网络图的特点，提出了将其结构数据与图形数据相分离的设想。介绍了由通风系统单线条图自动生成通风网络图的原理和方法，并给出了应用示例。     

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。     

矿井通风网络风流最优控制的数学模型

本文运用系统工程原理,建立了矿井通风网络风流最优控制的规划模型,该模型能求解任何复杂矿井通风网络的风流控制问题。     

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。     

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。     

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。     

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。