人工增压技术的高海拔矿井通风系统

针对高海拔矿井生产存在严重的高原降效和人身健康安全问题,从矿井通风系统入手,选择压入式通风方式,采用人工增压和局部增压技术、调整巷道通风阻力、提高矿井内部空气压力以改善生产劳动环境;修正需风量、风机风量、风机风压等矿井通风参数,使矿井通风设备符合高海拔矿井通风系统要求.实例表明,基于人工增压技术的压入式通风系统应用于高海拔矿井是可行的.该研究为高原低气压、缺氧环境矿井的安全生产及可持续发展提供了技术参考.     

碱沟煤矿通风系统稳定性分析研究

在建立了碱沟煤矿通风网络图的基础上,运用数理统计的标准偏差D为特征指标,分析了一段时期以来矿井主要通风巷道风量变化规律,又利用通风网络解算模型,计算各通风巷道在风阻参数变化条件下的风量变化,从而得出该矿通风系统中,有的巷道风流稳定性差,对于通风系统风量变化比较敏感;而有的巷道风阻参数发生变化时,对于通风系统稳定性则产生显著影响。最后,综合几种分析方法的结果,得出了碱沟煤矿通风系统稳定性程度以及影响其稳定性的巷道位置,为矿井通风系统稳定性分析创立了一种综合性的方法。     

矿井通风系统并联巷道降阻调节经济性分析

为解决利用并联巷道进行通风系统降阻调节面临的经济性问题,采用理论分析的方法,依托长平矿生产实际,结合并联巷道降阻调节原理建立降阻调节费用最优化模型,分析了并联巷道长度、巷道过风量、巷道使用年限、巷道施工掘进单价、通风电力单价等因素与费用的关系,及局部并联巷道对通风系统降阻调节的有效性与经济性.研究结果表明:矿井通风全费用随并联降阻巷道长度增加而增加,能够提高通风效果但经济性相对较差;全费用随并联巷道过风量和巷道使用年限增加而增加,但存在经济临界点,可实现通风经济性;得出并联降阻巷道位置是影响通风经济性的一个重要因素,并依据通风动力单价和巷道掘进单价建立经济判定指标,从而能快速、准确确定并联巷道降阻经济调节位置.     

突出瓦斯流与矿井通风系统耦合移动仿真

针对2009年重庆松藻煤电有限公司同华煤矿“5·30”特别重大煤与瓦斯突出事故,运用有源通风网络理论和数值模拟仿真技术(开发了计算机仿真系统),对瓦斯突出时期矿井通风系统突变过程进行了详细模拟。突出后矿井通风系统一般经历突出溢流、自然流动和通风顺流3个过程。在突出源动力作用下,做辐射流动,可沿主进风大巷逆流;瓦斯先灌入主通风巷道,滞后进入低风量风门巷道或硐室,导致这些巷道的瓦斯浓度超限,威胁矿井安全。突出完成后,瓦斯动力消失,矿井在瓦斯自然风压的作用下开始自然流动。在恢复通风后,矿井在通风机动力作用下瓦斯开始随风流动。受瓦斯自然风压干扰,通风机工况点出现频繁变动(与巷道网结构有关),随着瓦斯排净,恢复到原来的工作状态。值得注意的是,低风量巷道和硐室中的瓦斯滞留时间相对较长,成为持续性瓦斯供给源,十分危险;此外,主流巷道与支路低风量巷道之间的延迟灌入或瓦斯滞留产生的瓦斯自然风压,导致局部回路发生逆转的风流紊乱现象,也容易扩大瓦斯波及范围,或形成瓦斯排放延迟与滞留。     

电机通风系统风量问题的新型迭代解法

研究了含风压源的复杂风网中风量的求解方法，提出了统一的风网矩阵模型和迭代公式，并给出了两个算例。结果表明，在迭代初值任意选取的情况下，经过几次迭代就可使各支路的风量收敛于稳定值，模型适用于复杂通风结构电机的风量计算。     

RBF神经网络的矿井风速故障源

为解决井下风速传感器获得的风速异常数据确定故障源位置问题,采用RBF神经网络方法确定可能引起各分支风速异常的分支集合,即建立通风系统故障巷道范围库,再通过对分支的灵敏度进行排序来选择故障巷道诊断的优先级.研究结果表明:RBF神经网络被训练好后,就可以不用建立具体的数学模型,得到整个网络各分支风量与风阻之间的关系.     

高河矿鲍村风井及进回风大巷贯通方案研究

对潞安集团山西高河能源有限公司矿井通风阻力测定结果和矿井通风系统网络进行分析,依据北翼鲍村总进、回风大巷掘进衔接计划,拟定了一系列的巷道贯通节点。并通过矿井通风网络理论及相应的计算机软件进行模拟解算,对诸节点进行了较为科学的解算和分析,得到了巷道贯通前后,风量的变化及对整个矿井的风量分配的影响,提出了贯通调节风量的方案,保证了矿井生产用风的需要,并为风井及巷道的贯通提供了数据支持。     

独头巷道空气年龄及通风有效性评价研究

根据独头巷道作业空间的特点,给出了独头巷道局部空气年龄、平均空气年龄的定义及其计算模型,用示踪气体测定平均空气年龄的方法和原理,并用CFD (computational fluid dynamics)对独头巷道附壁受限射流通风流场及平均空气年龄进行了数值计算,得出了独头巷道空间通风流场和平均空气年龄分布,建立了计算换气效率和排污效率的数学模型。研究表明影响通风有效性的主要因素是空气年龄和污染物浓度,而影响空气年龄主要是通风气流组织和通风量。为评价独头巷道通风有效性提供了一种新的理论依据。     

矿井通风网路的增阻优化调节

一、序言井下各需风地点的风量必须保质保量供给。然而,任何通风网路中,各需风地点的自然分风量不可能恰巧与它们的需风量完全吻合,会出现有的地方风量过剩,有的地方风量不足。为此,必须进行风量调节,即在通风网路的某些分支巷道中,采取适当的控制措施,以使各需风地点的风量得到保障。这是矿井通风技术管理以及通风设计中的一项很重要的内容。     

基于区间估计法的井下巷道风量稳定性分析

由于矿井通风系统的多变性,目前国内分析风量稳定性时采用的评判标准不符合现场实际要求。利用区间估计法计算了风流置信区间,提出了安全阈值区间计算公式,建立了基于置信区间与安全阈值区间的井下巷道风量稳定性评判标准;并将该评判标准分别应用于唐口煤矿、梁宝寺煤矿及巴彦高勒煤矿的通风监测数据分析。结果表明:95%置信区间锁定了风量的稳定极限,安全阈值区间界定了风量的安全范围;在井下巷道风量监测数据分析中,前者可作为风量稳定性的评判标准,后者可作为风量安全性的评判标准。该评判标准对井下巷道风量变化适应性强,对其风量变化的监控预警具有借鉴意义。     

矿内空气非定常流动规律研究

根据矿内空气非定常流动方程，分析了均匀管道的简谐振荡特性和周期压力阶跃脉冲在无限大管道与终端放空管道的瞬态特性，通过现场实测与分析，得出有扰动源引起井巷风流脉动时，流动变化不大而压力振幅较大且压力振幅在传播过程中基本不变的结论。     

风路可靠度确定数学模型

针对目前研究矿井通风系统可靠性时,主要的研究参数是风量,即认为风量不失效则风路不失效的问题。提出了考虑风量、粉尘浓度、温度、有毒有害气体浓度指标的风路可靠度的定义,即研究可靠度时,既要考虑风流的数量,又要考虑风流的质量,这在矿井火灾时期尤为重要。根据风量动态监测结果,利用概率论、数理统计和可靠性原理的知识,提出了风路可靠度的理论计算数学模型,该模型的建立对矿井通风系统可靠性研究具有重大的意义。     

测风求阻法的原理及实现

矿井通风系统内巷道的风阻是进行通风管理的重要基本参数。常用的获取风阻的方法是通风阻力测定,而单靠阻力测定获得通风网络中所有分支的风阻是一项艰巨的工作。文中在分析风网风量、风阻、风压关系的基础上,提出了通过测定风量得到部分分支风阻的方法,并实现了计算机的辅助计算。作为一种获得分支风阻的辅助手段,该方法计算简单,精度可靠,减小了测定的工作量,是适于现场应用的一种好方法。     

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。     

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.     

井巷多断面岩层热传递方式与深井热环境动态分析

确定井巷风流热量来源及关键地点温度变化、热增量与损失量,并以之为依据有针对性地开展深井气候调节是通风工程需要解决的关键问题之一.通过改进传统的傅里叶导热模型,建立了基于通风井巷实际断面形状的三维热传导模型,针对不同井巷断面形状确定了反映流速与流量状态的动量相关的计算边界条件,并结合时间参数揭示了岩层内部导热以及井巷岩壁与气流间的热交换规律,建立了湿壁面与气流间的热湿传导方程.在此基础上,构建起国内某大型深井金属矿山井下通风系统,获得了关键地点的温度、湿度、热量等参数的走势和变化特点,为矿山开展深井气候调节与控制奠定了基础.     

某些平面复杂网路角联分支风向的判别

本文以双角联网路为例,概述了某些平面复杂网路其风向不稳定分支的风向判别的推导方法:按风压平衡和风量平衡定律,列出所有独立网孔的风压平衡方程式和节点的风量平衡方程式,然后再根椐不稳定分支中风流的三个状态列出大于零、等于零和小于零三个方程式采取一定的技巧,用消元法消去方程组中的风量Q,得出一个纯风阻的关系式来。这个关系式就是所要求的判别式。并指出,在消元过程中,不能忽视正负根的问题,否则,所得出的判别式将是不完整的。文章纠正了以往在这方面所存在的问题。进一步完善了双角联复杂网路不稳定分支的风向判别式。     

基于突变理论的高温空气回转窑内燃料着火特性研究

摘要：高温空气回转窑内着火是一个非线性突变过程。以热流势函数建立了零维尖点突变模型,突变模型以炉膛温度为状态变量﹑高温空气温度和空气量为控制变量的,可以较好地解释高温空气回转窑内着火的复杂现象和系统出现的不稳定状态。高温空气量的变化,会使得系统内部的热量产生波动,引起着火或熄火,而高温空气温度的提高可以使燃烧的不稳定区域缩小。在本文燃烧条件下,高温空气温度达700℃以后,燃烧的不稳定区域逐渐减少,在空气温度为1200℃时,完全消失。     

荫营煤矿通风网络可靠性分析

应用通风系统理论及可靠性理论,从分支风流的稳定性方面分析通风网络的可靠性。首先是通过测段风流功率指标判断分支风流的稳定性,然后对于风流不稳定的分支应该用风量及风压敏感度指标对其进行分析,找出影响分支风流稳定的原因进行改进。并对荫营煤矿通风网络中的一部分分支风流稳定性进行初步分析和改进,提高通讯网络的稳定性。