徐庄煤矿主要通风机性能测定及分析研究

系统介绍矿井主要通风机的测试过程及相关方法,并以徐庄煤矿的风机测定为例,应用合理的测试及计算方法,进行相关参数的计算并绘制风机性能曲线图;同时,对主通风机出厂曲线和风机初始安装性能曲线进行对比,得出徐庄煤矿主要通风机的运行变化规律,为保证其安全高效运行和风量调节提供可靠的理论依据。对测定结果进行总结、对比和分析的同时,还提出应注意的问题。     

可视化通风机性能测试程序设计

介绍了用通风机性能曲线测定可视化计算机程序的设计。该程序基于Windows环境，采用C Builder5．0开发，可以实现数据的自动保存、处理，及性能曲线、结果报表输出，同时具有可视化的人机界面。应用该程序可以使通风机性能曲线测定试验更加简便易行，还可以使试验结果更加精确。     

基于Markov过程理论的矿用通风机系统可靠性研究

结合矿井通风系统中通风机分支系统实际,依据可靠性工程理论中Markov过程理论及相关知识,探讨了矿井通风机系统可靠性分析的新方法;推导出了通风机系统的可靠度及首次故障前平均寿命的计算公式;结合现场实际,进行了实例验证;根据通风机系统可靠性各项主要指标数据,分析了影响通风机系统可靠性的因素.为现场通风技术管理人员进一步掌握矿井通风机的可靠性运行状况提供了参考依据.     

基于数据融合的风机风量值无线监测技术研究

为了解决主要通风机在测风量过程中在线实时监测等问题,建立了以无线传输技术为基础的三层传输系统框架,并将改进的数据融合算法引入到风量值数据处理当中,通过选取阙值区间利用二次曲线函数来消除阙值点处相互支持的模糊性,取得最优融合传感器组,并对实测数据进行抗干扰实验分析。实验结果表明,无线传输方式有利于风量数据的在线实时监测;改进的数据融合算法能及时有效地消除传感器的测量偏差、提高风量数据的测量精确度。研究结果对煤矿主要通风机风量在线远程监测具一定的理论价值和实用意义。     

基于3次样条插值函数的曲线拟合方法及应用研究

为更好地控制水质预测精度,在灰色模型的基础上引入3次样条插值函数,在结合灰色模型中的参数信息覆盖和用非线性最小二乘法估计未知参数的基础上,提出了改进的曲线拟合模型.采用该模型拟合共产主义渠监测断面历年来的高锰酸盐指数.结果表明,在控制预测精度的情况下,该模型的拟合结果合理.改进的拟合曲线模型具有一定普遍性,可用于河流和湖泊等水环境因子预测.     

基于胎压识别超载或偏载货车的方法研究

为确定载重量与胎压之间存在的函数关系式,达到基于胎压识别超载或偏载货车的目的,运用经典力学方程和数学推导方法对货车轮胎胎压与其载重量之间的关系进行理论研究,并建立其数学函数模型。采用电子万能材料试验机对已知轮胎加载,得到不同胎压条件下多组胎压数据与对应试验加载数据;对不同胎压条件下的试验数据与模型计算数据分别进行拟合分析。试验结果表明:载重量与胎压呈非线性变化关系;比较不同胎压条件下模型计算载重量和实测载重量的拟合函数,发现二者的相对偏离程度为0.021 7。     

抽出式通风机数量对地铁区间隧道通风排烟能力影响的实验研究*

为量化抽出式通风机及其数量对排烟道与行车道内流量分配的影响,提出1个新的量化指标——通风排烟系统性能系数,即为抽出式与压入式通风机组合功耗与排烟体积流量的比值。为确立通风排烟系统性能系数,依托某过海区间隧道,搭建隧道通风排烟模型实验系统,测定排烟道与行车道所构成的风道内流动参数。结果表明:以吊顶排烟口为镜像面,行车道静压对称分布;对于行车道速度而言,双压二抽表现为对称分布,双压一抽为近对称,双压零抽为偏置分布;偏置分布的排烟道速度出现在双压一抽中,近对称属于双压零抽,对称显现于双压二抽。将数据进行分析计算后可知,性能系数最低的是双压零抽两通风机组合。     

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。     

矿井主通风机叶轮磨损失效的评价

矿井主通风机叶轮严重磨损威胁着矿井安全生产 ,研究主通风机叶轮磨损和正确地评价叶轮的磨损失效 ,对煤矿安全生产具有重大的现实意义。应用气—固两相流动理论分析了主通风机叶轮的磨损部位 ,结论与现场叶轮的实际磨损相吻合。提出了叶轮磨损过程的 3个阶段。利用材料磨损理论分析了主通风机叶轮磨损机理 ,得出了叶轮磨损是以气体动力学磨料的冲蚀磨损为主 ,低应力擦伤型磨料磨损、腐蚀磨损为辅的结论。依据国家标准 ,结合矿井主通风机工作特点 ,从安全角度提出了矿井主通风机叶轮磨损永久失效的判据 ,并给出了判定标准。     

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。     

某输气管道漏磁内检测金属损失缺陷验证检测及评价

某输气管道在首次漏磁内检测时发现2处大于20%WT(Wall Thickness,壁厚)的管道本体缺陷,对缺陷开展了基于内检测数据的开挖验证及检测,并将实测结果和内检测报告结果进行比对来验证内检测器性能规格。结果显示：内检测报告的金属损失缺陷深度比实测值偏小,但在可信度为90%的精度范围内;报告的缺陷长度、宽度及周向定位与实测值间存在偶然性偏差,需进一步扩大开挖验证。采用ASME B31G标准对2处缺陷进行适用性评价,结果表明管道估计维修因子（ERF）均小于1,满足承压能力要求,无须立即修复。     

五孔测针标定曲线数学模型的计算机控制

由于三维流场测试工作及计算量繁重 ,采用传感技术实现三维流场的自动测试 ,计算机选出最优拟合曲线与实测数据相比较 ,因而达到测试三维流场风流目的。利用回归分析原理 ,将感压元件五孔测针的一系列标定曲线建立了相应的数学模型 ,采用MATLAB语言 ,实现了对标定曲线的拟合 ,用PLOT函数实现了对拟合标定曲线的自动绘制。同时考虑高次多项式 (拟合次数n >10 )易出现振荡的特点 ,故在拟合次数n从 1～ 10可能拟合多项式中 ,选出最优多项式。通过数学模型的应用实现了由计算机控制 ,从而为有效利用传感技术对三维流场的自动化测试提供了可能性。     

基于非分散红外技术的煤矿井下有害气体定量探测方法研究

煤矿井下有害气体的浓度监测对煤矿生产安全预警至关重要。介绍了一种基于非分散红外光谱技术能够同时定量探测煤矿井下一氧化碳、甲烷等有害气体的方法。入射红外光经过高速旋转的滤光轮,得到各种待测气体相应滤波通道的调制光信号,经怀特池中待测气体吸收后得到各种气体的吸光度。通过非线性最小二乘拟合吸收光与被测气体浓度,得到测量系统的浓度定标曲线,一氧化碳、甲烷和二氧化碳三者定标拟合相关系数分别为0.9992、0.9996和0.9998。分析了系统的测量精度,通过比较样气标准浓度与实测浓度大小,发现所有被测气体的这两组数据的相关性均大于0.998,测量误差均小于5%。实验结果表明,采用非分散红外光谱技术可以实现煤矿井下多组分有害气体的同步精确探测,为扩展煤矿安全预警技术手段提供了参考。     

矿井用箱体防爆面加工安全技术研究

箱体零件是矿井机械中重要的基础零件。它的加工质量直接关系矿井设备的寿命、机器的性能和安全性。针对煤矿井下煤尘和瓦斯存在的环境特性、煤矿井用箱体防爆面加工的特殊要求,采用控制理论的信息流图,对工艺过程中传统方块图进行简化,使繁杂的方块图解采用信息流图表示工艺过程的工序(变量)之间关系。进而讨论箱体零件加工工艺过程误差转换模型、形状精度特征、传递图、描述方程、误差转换结构图;提出防爆面磨削工艺系统的数学模型;求解出振动特性、幅值和相位,得出了形状误差与工艺参数的关系曲线。实践证明,合理选择磨削参数,能够保证煤矿井下工作机械具有高的防爆性能,达到矿井安全生产的技术要求。     

穿层钻孔有效抽采半径的测定

钻孔的有效抽采半径是在矿井瓦斯抽采设计中的一个关键性参数。准确测定钻孔的有效抽采半径,有利于合理布置瓦斯的抽采钻孔,实现最佳设计、最小工程量和最优抽采效果。根据实际煤层的存在条件,首先采用压降法对矿井试验区内穿层抽采钻孔有效抽采半径和水力冲孔抽采钻孔有效抽采半径进行实测。然后通过Comsol Multiphysics数值模拟软件建立穿层钻孔瓦斯抽采的数值计算模型,所得模拟结果与现场实测数据基本一致。这证明了现场实测结果的正确性和方法的可靠性。该钻孔的有效抽采半径的测定结果可为金牛建业煤矿技改井二1煤层预抽煤层瓦斯的钻孔设计提供参考。     

考虑材料特性的管道环焊缝缺陷评估方法

为评估管道环焊缝缺陷评价方法的适用性,处理不同等级钢管拉伸性能数据,获取对应的Ramberg-Osgood模型参数,得出基于材料特性的不同等级钢管的失效评定曲线;开展拉伸试验,并结合数字图像相关法(DIC),获取跨焊缝材料不同区域的材料性能,形成基于实测数据的适用于管道环焊缝缺陷评估的失效评定曲线。研究结果表明:当载荷比小于等于0.7时,随着载荷比的增大,不同等级钢管的失效评定曲线接近重合;当载荷比介于0.7和1.0之间时,随着载荷比的增大,高等级钢管的失效评定曲线的安全区域增大,即钢管等级的提升能够提高含缺陷管道的安全裕度;基于实测数据形成的失效评定曲线更能反映材料的性能差异,特别是在管道焊接的低匹配情况下,宜优先采用焊接材料的实测拉伸性能绘制失效评定曲线。     

基于KPCA-MPSO-ELM的矿井突水水源判别模型

为准确判别矿井突水水源并有效预防突水事故,提出一种基于核主成分分析-改进粒子群算法-极限学习机(KPCA-MPSO-ELM)的矿井突水水源判别模型。利用核主成分分析(KPCA)法对原始数据进行属性约减,通过改进粒子群算法(MPSO)优化极限学习机(ELM)的初始权值和阈值,建立KPCA-MPSO-ELM模型;在综合考虑矿井各含水层的水化学特征的基础上,选取Ca2+、Mg2+、K++Na+、HCO3-、SO42-、Cl-等的浓度和总硬度作为矿井突水水源的主要判别依据;以新庄孜矿的45组实测数据作为样本进行实例分析,其中33组数据作为训练数据训练模型,另外12组数据作为预测样本,用该模型进行预测,并将其判别结果与MPSO-ELM、KPCA-PSO-ELM模型的判别结果进行对比。结果表明:KPCA方法能减少指标数据间的信息重叠;通过MPSO优化ELM参数,可提高算法的整体搜索性能和收敛速度; KPCA-MPSO-ELM模型的预测精度高于MPSO-ELM、KPCA-PSOELM等2个模型。     

基于实测数据的南京地铁换乘楼梯流量系统动力学分析

在实测数据的基础上,经过数据处理和分析,获得了地铁高峰运行期间换乘乘客在通道和楼梯口的速度-时间、密度-时间、流量-时间曲线。在所得统计曲线的基础上,根据系统动力学理论和方法,结合紧急疏散模型,用Vensim仿真软件建立了基于实测数据的地铁换乘系统动力学模型,并对仿真模拟后的数据进行分析,发现换乘楼梯流量随楼梯长度增加逐渐减小,并最终趋近2.5人/s;随楼梯宽度增加逐渐增大,并最终趋近5.1人/s。通过Origin软件拟合出两条曲线,并得出了流量与长度、宽度的定量关系。     

矿井主扇合理匹配安全及经济效益分析

部分矿井由于受到各方面因素影响,实际生产能力不能达到设计生产能力,有些采区安装的主要通风机的通风能力大于采区实际需要风量,即主要通风机匹配的电动机不合理,不但造成经济效益的损失,而且影响矿井的本质安全。本文以嘉禾煤矿浦溪井为例,通过简述矿井主要通风机与电动机匹配的合理改造,分析其运行效果和对矿井安全的影响;并浅述改造后的经济效益。