基于Visual Studio的矿井通风井巷网络断面优化研究

根据通风系统优化思想与节能理论,对通风井巷网络断面优化进行研究,选择合理的通风井巷费用拟合方程和摩擦阻力系数拟合方程,并依据分阶段动态优化思想建立完整的通风井巷综合费用模型.在Visual Studio环境下编制模型的解算程序,通过搜索解决复杂的迭代计算过程并得出使总费用最低的通风井巷网络最优断面,用数学方法最大限度地提高通风井巷的利用价值.     

构筑临时通风系统解决长距离井巷施工通风问题的实践研究

针对长距离井巷施工通风问题,通过理论计算、数值模拟、工程实践等方式,研究了一种临时通风系统的构筑方法及其实践效果。临时通风系统由设置在巷道入口的风门和辅助扇风机组成。在井巷作业进行时,辅助扇风机作为临时主扇启用,对巷道施加负压从而加速污风排出。数值模拟及工程实践表明：构筑临时通风系统可以有效解决长距离井巷风阻大、污风难排的问题;负压通风对长距离井巷“局扇-风筒”的通风模式具有革新意义。     

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。     

局部通风风筒直径的选择

应用局部通风提高掘进工作面空气质量是非常普遍的,局部通风的通风效果和经济性与风筒的选择密切相关.从风筒的购置费用、通过风筒局部通风消耗的电费及风筒日常的安装维护费用等最低经济条件下,定量分析了使用经济风筒直径在局部通风系统中的优点,并且得出了经济风筒直径计算式.通过实例验证了经济风筒直径计算式的正确性,获得了工作面所需风量与经济风筒直径的关系.在独头巷道的断面尺寸允许条件下,尽可能采用经济风筒直径进行局部通风,能降低通风能耗、提高风量,达到较好的通风效果.     

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。     

基于BP神经网络的摩擦阻力系数确定

矿井巷道摩擦阻力系数是整个矿井通风设计、管理以及系统改造的关键,是矿井巷道阻力特性中的重要影响因素。为了确定矿井巷道的摩擦阻力系数,提高矿井通风的管理能力,采用BP神经网络模型对矿井巷道的摩擦阻力系数进行模式识别,结合改进的贝叶斯正则化方法,运用MATLAB软件进行计算,预测矿井巷道的摩擦阻力系数。与实测的摩擦阻力系数做对比,结果表明:BP神经网络结构简单,收敛速度较快,并且预测精度高,对矿井巷道摩擦阻力系数的确定发挥重要作用,方便矿山井巷通风安全管理的实现。     

基于Fluent的高海拔矿山掘进工作面增氧通风技术研究

为解决高海拔矿山掘进施工中的缺氧问题,基于Fluent软件对掘进巷道的供氧通风进行数值模拟与方案设计。为得到合理的供氧量,分别计算了海拔4 650 m的大气压力和海拔3 000 m大气中氧分压,进而换算出供氧巷道需要达到的氧气体积分数,再结合通风量得到数值模拟所需的供氧量;建立不同的巷道通风模型,通过数值模拟试验得到最优供氧管路布置方案,并在此模型的基础上对供氧量进行优化,并对优化结果加以分析。结果表明:供氧管出口位置对提高氧气与空气混合的均匀程度有极大影响,出口位置应适当降低,且与风筒出口的水平距离不宜过大;掘进巷道在供氧速率为12.46m~3/min时能够达到预定的供氧标准,低于此速率便不能达标,供氧速率过高则造成资金浪费。     

冲击载荷作用下不同断面形状巷道稳定性数值仿真分析

为了研究动载荷作用下井巷的稳定性,基于波动冲击理论,利用FLAC~(3D)值模拟软件,对深井不同断面巷道在动载荷作用下的围岩位移场变化规律进行了数值仿真。结果表明:不同巷道断面形式对冲击荷载作用的响应程度存在显著差别,巷道顶板监测点的速度产生波动从大到小依次为矩形、直墙拱形和圆形断面巷道;巷道顶板均产生明显下沉,矩形断面巷道的下沉量最大,其次是直墙拱断面巷道,圆形断面巷道的下沉位移最小;对于巷道围岩垂直应力的分布范围,圆形断面巷道最小,矩形断面巷道最大,直墙拱断面巷道居中,并得到了现场监测结果验证。     

基于LDA的均直巷道断面风速分布规律实验研究

针对传统井下测风方法以及传统接触式流速测量方法的局限性,以矩形均直巷道断面风速实验测试为例,利用非接触式测试技术激光多普勒测速仪（LDA）对断面风速进行实验测试。实验表明:在平均风速为3m/s左右的均直巷道内的稳定流动下,断面风速分布近似呈矩形环状封闭波动曲线,测点风速具有极度的脉动现象,但测点速度大小服从正态分布。在不同断面平均风速下,断面轴线上风速分布均近似服从指数函数形式。研究表明,LDA测试技术能够较好的反映实验巷道流场风流湍流脉动特性,可以作为研究矿井通风一系列复杂流动的实验手段。     

浅析矿井通风系统的优化

我国部分煤矿采用复杂落后、较不安全合理的通风系统是造成煤矿瓦斯重大事故的直接原因。只有通过优化矿井通风系统,才能达到“系统简单、安全可靠、经济合理”。本文通过介绍矿井通风系统优化理论,并分析大宁煤矿优化通风系统实例,得出矿井优化通风系统的必要性结沦。     

鸡笼山金矿通风系统优化与改造的研究

对湖北省鸡笼山金矿进行通风系统的现状研究,发现现有通风系统存在的问题,从风量、通风网络、机站设置、通风构筑物、设备选型、经济分析等方面进行分析,提出通风系统优化与改造的可行性方案,最后综合考虑确定最优通风系统方案.     

某二高线通风改造实践研究

根据自然通风原理,对某二高线厂房进行了通风改造,主要从以下三方面人手：在进风窗下增设百页进风口、用通风栅栏代替封闭平台以及扩大天窗喉口。改造前后气流及温度分布的实测结果表明,改造后工作区的热环境得到了较大的改善,气流分布均匀,温度下降明显,提高了人体舒适性。     

局部通风应用大直径风筒的效果分析

从能耗、阻力、送风量、送风距离和成本等方面定量分析了使用大直径风筒在局部通风系统中的优点 ,并指出在现场条件适宜的情况下应尽可能选用大直径风筒     

纵向通风对隧道竖井排烟影响的模拟研究

通过开展小尺寸实验以及FDS数值模拟实验,研究纵向通风对不同高度竖井的排烟影响并确定最佳通风风速。通过分析纵向通风风速、竖井高度对吸穿现象、边界层分离的影响规律,讨论了吸穿现象的临界条件。小尺寸实验中纵向通风风速考虑了0.096 m/s、0.226 m/s、0.356 m/s、0.485 m/s、0.629 m/s五种工况,竖井高度考虑了0.133 m、0.2 m、0.333 m、0.533 m四种工况。实验结果表明:当纵向通风风速为0.096 m/s、0.226 m/s、0.356 m/s(对应实际风速0.37 m/s、0.87 m/s、1.38 m/s)时,可抑制吸穿现象,但烟气边界层分离现象随着风速的增加而加剧。吸穿现象临界判据F_(critical)=1.5在本文所测试的纵向通风条件下不再适用,但Ri′_(critical)=1.5依然适用。数值模拟结果表明:当竖井高度为1 m、1.5 m、2 m时,排烟量随纵向通风的增加而降低,而当其为3 m、4 m、5 m时,排烟量先上升后降低,在测试风速为1.5 m/s时达到最高值。     

长距离掘巷局部通风计算风筒中风量风压的一种新方法

长距离掘进巷道通风时风筒进风口和出风口会有大的风量差和风压差。为了选择合理的风机通风,需要研究风筒中风量、风压的变化规律。常规方法是利用经验或实验得到风筒接头平均漏风量,从而计算进风口的风量和风压。但对于长距离通风且每段风筒较小时该方法所计算的参数偏小,会对风机选型造成误差。本文另辟蹊径,根据风量、风压平衡定律,按照非连续性通风网络模型推导出了进风口的风量、风压与出风口处的关系,并给出了简化的近似关系,作为风筒通风参数计算的新方法。结合具体实例,发现参数近似值与精确值高度相似,说明可以利用近似关系进行计算,简单方便;同时比较了按新方法和常规方法计算的风筒进风风量和通风阻力的差异,结果表明长距离掘进巷道的风量风压按新方法计算更为科学。     

金属矿山通风节能的技术途径

概述了金属矿山通风能耗高的根本原因,论述了金属矿山通风节能的技术途径,主要方法有优化通风网络、更新及合理配置通风动力设备和通风构筑物的合理设置及维护。     

矿井通风网络数据可靠性检验

进行矿井通风阻力测定时,由于受环境的温度、湿度、压力传递存在时间差以及测点处标高不准确等因素的影响,根据实测数据,计算所得矿井巷道基础数据存在一定的误差,常用的测量数据检验方法只能对若干条通路进行闭合回路检验,而不能对全矿井通风网络基础参数进行可靠性检验。本文中所介绍的检验方法将风网基础数据输入通风网络解算软件,以实测风量和经过计算所得巷道风阻为基准,实测风量为目标条件,进行计算机通风网络模拟,对全矿井巷道风阻进行连续的优化调整,使通风网络模拟结果与实际测定各巷道风量基本符合,从而实现全矿井风网基础数据的可靠性检验。该方法在某矿进行了实际应用,实践证明此方法科学、准确的获得了全矿巷道风阻参数,为矿井的通风改造奠定了技术基础。     

百善煤矿通风系统阻力测定及分析

为掌握百善煤矿井下通风阻力分布及井下通风系统稳定性,根据百善煤矿通风系统实际情况,选择6条测定路线,采用精密气压计逐点测定法,对其通风系统阻力进行测定,全面掌握矿井通风系统的阻力分布情况。分析结果表明:百善煤矿通风系统阻力分布基本合理,风量能够满足矿井实际生产的需求,矿井通风阻力主要集中在回风段。笔者针对百善煤矿通风系统的稳定性提出了合理的建议。     

矿井火灾时期通风系统可靠性理论

通过分析矿井火灾时期风流特点,即矿井火灾时期将产生大量的高温烟雾,指出在矿井火灾时期,如果仅仅某条风路的风量在规定范围内,并不能说明该条风路就是可靠的,还应强调该风路的粉尘浓度、温度、有毒有害气体浓度指标在规定范围内。提出了矿井火灾时期风路可靠度的理论计算式,分析了矿井火灾时期风路失效模式,提出了适合计算大型通风系统在火灾时期可靠度的“基于截断误差理论和网络简化技术的不交化最小路集算法”。