基于最小能量原理的矿井通风优化研究

本文将矿井通风优化分为两类。第一类优化问题，是网络优化；第二类优化问题，是原理方案优化。给出了矿井通风优化的基本问题、步骤和程序。优化的目标是对拟定的各系统方案得出一个最优的技术经济参数方案。基于最小能量原理，通过将矿井通风网络平衡方程化成等价的非线性规划问题，认为矿井通风网络平衡时，各分支的损失能量之和为最小，给出了网络平衡方程解的存在唯一性结论，指出用节点法求解网络平衡方程的能量意义，并以例题说明这些结果。     

基于最小能量原理的平衡图调节法在矿井通风系统优化中的应用

根据最小能量原理,采用平衡图调节法解决矿井通风网络中风压不平衡的问题,建立矿井通风网络优化模型。根据矿山基本情况和平衡图原理绘制出通风网络"平衡图",采用不同的变换方法使得"平衡图"真正达到平衡,进而得出不同的优化调节方案,并进行风压平衡的验证。应用最小能量原理选出能耗最低的调节方案。并且,运用基于最小能量原理的平衡图调节法解决了矿山的实际问题,结果表明,运用该方法能形象直观地反映出风量、风压及功率之间的关系,在解决通风网络中风压不平衡问题的同时,既形象直观,又使得经济费用最低,保证矿山安全高效生产。     

矿井通风网络模糊优化数学模型及其数值解法

在两种经典矿井通风网络非线性规划模型的基础上,提出了矿井通风网络的模糊优化数学模型,为使矿井通风分析过程和分析结果更符合工程实际情况提供了一条新途径。介绍了所提出的模糊优化问题的数值解法,以直接搜索为出发点,加快并简化了求解优越支集问题,程序简单,计算省时,给出了算法原理,并用实例进行了计算,结果令人满意     

矿井通风网路的线性解算法及其程序设计

针对“京大二试算法”存在的不足——当已知矿井总风量时,“京大二试算法”的迭代格式是错误的,解算出的风量分配不合理,提出了矿井通风网络线性算法的数学模型.该通风网络算法是将支路特性方程变换为线性关系,则风网回路方程被线性化,就可以应用线性逼近法求解.该算法弥补了“京大二试算法”的缺陷,当已知矿井总风量时,解算出的风量值更接近真值,结果更加精确.介绍了线性算法数学模型的迭代格式及迭代精度问题,并编制了该线性算法的Matlab程序,程序简单,节省计算时间,给出了算法原理,并以实例进行计算,得到了令人满意的结果.     

矿井通风三维仿真系统及其应用研究

介绍了矿井通风三维仿真系统的原理及特色,阐述了模拟矿井通风整体网络所需要的调研内容。结合某大型矿山矿井通风系统实例,针对其矿井总风量不足、大型机械化作业盘区环境恶劣、自然风压影响大、通风构筑物不完善等问题,拟定了三个技术方案,并通过矿井通风三维仿真系统进行模拟分析,展示了矿井通风系统三维仿真、方案优选、空气幕选型、自然风压等模拟原理和过程。最后,通过模拟确定的矿井通风系统最优技术方案实施后,其现场测定数据与模拟数据基本吻合,证明了系统的可靠性,改善了井下通风效果,保证了矿井安全高效的生产工作。     

基于Ventsim的深井金属矿山通风系统优化

针对某超深井金属矿风量不足、风量分配不合理、污风循环等问题,利用Ventsim软件建立了该矿井三维动态通风模型,对井下风流进行了仿真模拟与网络解算,优化矿井通风系统,有效降低矿井通风阻力,减少通风能耗。以此为基础,提出了该矿井通风系统优化改造方案,并对该方案进行了验证。     

矿井3D风网图及基于MATLAB仿真编程实现

针对复杂矿井通风网络解算问题,基于MATLAB语言及其图形处理平台,提出用真实3D矿井巷道连结关系(3D风网图)代替复杂网络图进行解算.该方案只需将实际矿井巷道真实描画出来,由计算机程序自动从真实巷道中提取通风网络的拓扑关系,并自动添加大气、通风机风硐、掘进巷道风筒等辅助分支,将同属性巷道分支合并,缩减通风网络图的规模,得到计算所需的内部通风网络图.3D风网图是将矿井通风网络看作一个力学模型,直接按基本回路计算自然风压.从本质上说,3D风网图表达的是"具象"的通风网络图,它超越了传统平面网络图的技术层面.应用该通风仿真程序,能有效解决矿井通风信息管理、三维矿井通风立体图的自动生成、矿井通风网络自动解算、风网参数的自动标注等问题,在铁法矿区大兴煤矿的应用结果验证了其可靠性.     

改扩建矿井通风系统考察与优化

通过对国内部分改扩建矿井通风系统进行调查、测定和分析,应用矿井通风系统鉴定的基本指标、综合指标和辅助指标,查找各改扩建矿山通风系统存在的共性通风问题,归纳分析影响改扩建矿井通风效果的主要原因。针对主要通风问题,提出了改扩建矿井通风系统的通风设备、通风网络、风流调控设施的优化方法和矿井通风管理措施,在改扩建矿井通风系统改造中取得了良好的效果,值得推广应用。     

层次性通风网络平衡图的自动生成

风网平衡图是矿井通风管理的一种重要手段。笔者首次创造性的提出层次性的风网平衡图 ,把风网平衡图做成一个具有层次图形显示、连续双向查询、自动优化网络、数据管理的图形数据库。利用VLISP语言在AutoCAD平台上开发一套矿井通风平衡图的层次性生成及优化软件 ,可以扩展AutoCAD的数据接口、充分发挥它的图形功能、数据管理功能 ,使通风网络平衡图成为一个具有自动优化功能的数据库系统。软件具有可视化、自动风网优化、数据管理、效率高的特点     

通风井巷优化布局的研究

以井巷开凿费,维护费和通风动力费三项费用的总和最小为原,对不同矿体存条件和不同开采规模的矿井,提出了确定通风井巷优化布局方案的定量判据,给出了计算方法、经验公式和应用实例。