安全生产科技成果简介之二——矿井提升安全监护技术及相关装置

<矿井通风仿真系统及其应用研究>由辽宁工程技术大学和金川公司二矿区研制完成.该系统分为两个部分一是矿井通风数值仿真系统;二是将仿真系统应用在矿井通风系统优化调节改造新井优化设计、老井改扩建设计上.目前已通过国家鉴定,获2002年度安全生产科技成果一等奖.该成果已在金川有色金属公司二矿区、沈阳红菱矿等推广应用取得了良好的经济和社会效益.     

安全生产科技成果简介之一 矿井通风仿真系统及应用研究

<矿井通风仿真系统及其应用研究>由辽宁工程技术大学和金川公司二矿区研制完成.该系统分为两个部分一是矿井通风数值仿真系统;二是将仿真系统应用在矿井通风系统优化调节改造新井优化设计、老井改扩建设计上.目前已通过国家鉴定,获2002年度安全生产科技成果一等奖.该成果已在金川有色金属公司二矿区、沈阳红菱矿等推广应用取得了良好的经济和社会效益.     

基于环境监测的矿井通风三维仿真辅助决策系统设计

为优化金属矿山矿井通风系统及辅助决策设计，弥补常用矿井通风仿真解算软件在环境监测、实时解算和辅助决策方面的不足，基于矿井通风理论、环境监测、计算机与通信技术开发矿井通风三维仿真辅助决策系统。提出通过利用实时监测到的井下通风环境参数（风量、风速等）和已存储在系统数据库里的巷道参数，实现对矿井通风网络实时解算，并将其应用到山金阿尔哈达矿井通风系统中。结果表明:矿井通风三维仿真辅助决策系统同步实现了山金阿尔哈达矿井通风系统的环境监测、风网实时解算和三维仿真模拟，提高了其矿井通风管理水平，为矿井通风系统改造优化设计和矿井向深部中段延伸时的通风系统设计提供辅助决策依据。     

金川公司二矿区通风系统风流非定常流动规律研究

实际上 ,矿井的风流状态受多种因素影响 ,金川公司二矿区井下风流就处于非定常状态 ,为了保证生产安全 ,控制风流状态 ,采取相应的通风措施 ,开设课题研究 ,建立了井巷内空气非定常流动能量方程和通风网络中非定常流动的数学模型。根据该模型可以模拟出矿井通风系统内非定常状态下任意时刻、任意位置通过风量。通过对金川公司二矿区井下机站风机开停和风门开关引起通风系统风流的非定常流动过程的数值模拟 ,得出了受其影响区域内风流状态的变化规律 ,并为其采取通风措施和控制风流状态 ,提供了科学依据     

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.     

大型复杂矿井通风系统的共性问题分析与优化实践

随着采矿业的迅速发展,我国部分地下金属矿山开始步入深井开采,矿井通风网络越来越复杂,给矿井通风带来很多的难题。在调查分析我国大型复杂金属矿井通风系统普遍存在的影响井下风流有效分配、通风能耗偏大、漏风量大等共性通风难题的基础上,提出复杂矿井通风系统优化方法,并举例应用矿井通风三维仿真系统,从矿井通风网络、通风动力和风流调控设施等方面优化出技术经济可行、安全高效的矿井通风系统方案,确保复杂大型矿井通风系统运行的安全可靠。     

基于RS-ANN的通风系统可靠性预警系统

系统可靠性预警是度量系统运行状态偏离可靠性指标界线的强弱程度,确定预警等级和做出决策警示的过程。笔者在对目前国内外有关系统预警方法的分析比较基础上,针对矿井通风系统可靠性运行的实际状况,应用了粗糙集(RS)理论和神经网络(ANN)技术,提出了一种基于粗糙集神经网络(RSANN)的矿井通风系统可靠性预警方法:首先,建立了一套适合于矿井通风系统可靠性的预警指标体系;然后,利用人工神经网络与粗糙集理论的优势互补,以粗糙集作为前置处理系统优化指标结构,构建了基于RSANN的通风系统可靠性预警仿真模型,并应用该模型进行了实例验证。其结果表明,该模型的仿真结论与基于ANN的结论十分吻合,训练效率提高了667倍。     

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。     

多风机多级机站通风网络的状态估计

利用计算机实现矿井通风系统优化管理和自动控制,必须具有相应的硬件基础,即需要一定数量的遥控检测装置,实时检测出系统运行中的部分状态变量的值,并传送到控制中心,作为计算机决策的依据。本文提出了利用加权最小二乘状态估计器对矿井通风系统进行静态状态估计以及对检测量中出现的错误数据进行识别、纠正的方法。利用该算法对一个中等规模的实际矿井通风系统进行了计算机的仿真计算,获得了满意的结果。     

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。     

用矿井通风仿真系统(MVSS)确定通风系统优化改造方案

论述了矿井通风仿真系统 (MVSS)的功能 ,用MVSS仿真模拟增加或减少风路对周围其他风路的影响 ,仿真模拟拆除或增加机站对周围通风系统的影响 ,并以金川矿井 115 0水平为例 ,阐明了用MVSS确定通风系统优化改造方案的方法 ,对通风系统现状分析、通风网络优化、通风系统的设计提供了科学的依据和实用方法。     

电子计算机在矿井通风设计及自动控制方面的应用

电子计算机是当代科学技术上的一项卓越成就。它的应用已广泛渗透到社会各个领域。在矿业工程方面,国外已广泛地应用了,国内,近年来也进行了一些工作。本文论述了电子计算机在矿井通风设计,监测及自动控制方面的应用。一、通风设计已建成的矿井的通风设计工作包括如下两部分:(1)进行系统的通风测定,以获得通风设计所需的原始数据;(2)根据这     

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。     

多风机多级机站通风系统优化的模糊群体决策法

矿井通风系统是一个复杂的非线性系统，具有随机性、模糊性和不确定性特征。为了实现矿井通风的系统安全，对系统的安全性进行了定性、定量的预测分析和安全评价。按目标分层，用分层模糊优选理论对矿井通风系统设计方案进行优选，分层时允许评价因素重叠，从而便于确定目标与评价因素的权重。对矿井通风系统建立了多个设计方案的评判指标体系，并应用模糊群体决策确定矿井通风系统方案评判指标的权值，研究成果已应用于中条山有色金属公司胡家峪铜矿通风系统优化研究中，获得了满意的结果。     

矿井通风系统评价指标体系的研究

一个良好的矿井通风系统应该在技术先进的前提下实现“安全可靠、经济合理”的运行,笔者把上述8个字作为矿井通风系统评价的基本内容并给出定义:矿井通风系统为通风方式、通风动力、通风网络、通风设施等总称;以矿井通风系统的定义所规定的各项内容并结合对矿井通风系统经济性、安全性的要求为依据,从矿井通风动力、通风网络、通风设施、通风质量、通风监测、防灾抗灾能力、通风电耗、通风能力等8个方面共确定了16项矿井通风系统评价指标;建立了一套系统、科学的矿井通风系统评价指标体系。该体系比较全面地反映矿井通风系统的状况,可在实际中推广应用     

基于人工神经网络的矿井通风系统评价研究

以矿井通风系统的“安全可靠、经济合理”和其定义所包含的各项内容为依据,从矿井通风动力、通风网络、通风设施、通风质量、通风监测、防灾抗灾能力、通风电耗、通风能力8个方面,确立了16项矿井通风系统评价指标,建立了一个新的矿井通风系统评价指标体系。采用人工神经网络中的BP网络算法,在VisualC++6.0平台上研制开发了矿井通风系统评价BP网络模型的计算机程序。并经过实际生产矿井检验,预测结果与实际完全吻合,说明了笔者所确定的矿井通风系统评价指标体系可以反映矿井通风系统的状况,所采用的BP网络算法正确,可以用来指导实际工作。该计算程序简单,易于操作,有一定的推广应用价值。     

基于单元特性的通风系统可靠性分配方法研究

通风系统可靠性分配是优化矿井通风系统可靠性设计、保障安全生产和日常管理的一项重要指标。在系统可靠性设计过程中 ,如何根据具有一定冗余度的通风系统进行可靠性指标的分配或再分配 ,是现场通风安全技术管理人员面临的一个重要课题。笔者以可靠性工程理论为指导 ,针对矿井通风系统时变、可修的特点 ,分别从基于单元相对易损度、基于单元重要复杂度以及基于单元故障频率角度对矿井通风系统可靠性进行了再分配方法研究 ,并以矿用主通风机系统为实例 ,进行了应用分析和验证。实践证明 ,采用上述分配方法的最终分配结果均接近期望的目标值 ,且满足不低于目标值的要求。该分配方法的研究 ,可为矿井通风系统可靠性优化设计提供一条新的研究思路。     

灰色聚类法在矿井通风系统评价中的应用

把矿井通风系统看作一个灰色系统,应用灰色聚类法对矿井通风系统进行评价,并通过实例计算,以及与其它方法的比较,说明灰色聚类法是矿井通风系统评价方法中一种更接近实际的方法。     

祁南煤矿通风系统分析与优化

笔者在祁南煤矿通风技术测定的基础上 ,对该矿井通风系统的稳定性、通风阻力分布情况和主要通风机工作性能进行了详细分析。根据该矿井生产实际和计算机模拟结果 ,指出祁南煤矿通风系统优化的首要任务是在中央风井系统迅速果断地采取有效的降阻措施 ,以实现主要通风机的安全稳定运行。并从相对长远的观点考虑 ,对通风系统优化的总体规划和实施方案作了必要的分析。     

XW-Ⅱ型微气压差计及其在矿井通风测量中的应用

矿井通风风压分布情况的测定,一般采用皮托管—压差计法。用该法测定一个完整的通风系统,不仅工作量大,而且很难在通风条件保持不变的情况下测完。因此,大部分矿山很少进行风压分布测定,影响了通风系统的管理。为解决这个问题,冶金部安全技术研究所和西北工业大学共同研制了XW-Ⅱ型微气压差计。此仪器具有精度高、结构紧凑、新颖实用和操作简便等特点,完全可以在矿井中应用。一、用气压计法测定矿井通风压差的原理