一种矿井通风系统运行状态控制决策方法技术方案

一种矿井通风系统运行状态控制决策方法，属于煤矿通风控制决策方法。包括：1)建立或更新当前矿井通风系统模型；2)实时获取并更新通风系统参数；3)检验通风系统运行状态合理性；4)当通风系统运行状态不合理时，进行给定矿井总风量下的通风网络风量调节解算，若仍无可行解，则进行通风网络风量调节优化解算；5)确定风机匹配工况，若现有通风机能力不足，则按风机允许最大风压特性曲线对风网进行逐步扩大自然分风的风量调节解算；最后，确定矿井通风系统风量调节的最佳可执行方案。所述的风量调节解算采用质量流量和空气密度双层迭代法，可节省用于监测井下空气密度的传感器。为矿井通风系统长期保持合理、稳定、可靠、高效地运行提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井通风系统运行状态控制决策方法
本专利技术涉及一种煤矿通风控制决策方法，具体涉及一种矿井通风系统运行状态控制决策方法。
技术介绍
矿井通风系统是以机械通风的方法将地面新鲜空气直接或经处理后，通过进风井巷送入井下作业地点，将其中的污浊空气进行稀释，再通过回风井巷直接或经空气处理后排放至地面大气中。其基本作用是提供人呼吸所需的清洁空气、稀释和排除生产过程中产生的有害气体与粉尘、除去多余的热量与湿量，创造一个适宜人作业的生产环境。因此，合理构建和管理一个通风系统不仅是创造安全生产和卫生条件的基础，而且也是预防各种灾害发生的重要手段，对保证矿井安全生产具有重要意义。矿井通风系统是一个复杂动态非线性流体网络系统，受地面和井下气压、温湿度变化、采掘工程进展、巷道变形等众多内外因素的影响，矿井通风网络结构、巷道风阻和井下空气密度将发生变化，进而导致矿井通风状态的变化，尤其是矿井关键地点采掘工作面的风量减少，可能导致瓦斯事故的发生。为了保证矿井通风稳定、可靠和有效，就必须对矿井通风系统运行进行日常维护控制。目前，基于巷道风阻和空气密度为定值的矿井通风网络风流调节解算方法已较为成熟，实际上，在矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井通风系统运行状态控制决策方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立或更新当前矿井通风系统模型及数据库：根据矿井通风系统图，绘制矿井通风网络节点和分支，以最新的矿井通风阻力测定和主要通风机性能鉴定结果作为矿井通风系统初始状态参数，主要是井巷风阻、风窗调节风阻和井巷热湿参数，节点标高、空气密度和主要通风机风压和效率特性曲线；步骤2，实时获取并更新当前矿井通风系统动态参数：根据分支巷道长度和断面变化快慢，将通风网络分支划分为固定风阻或可变风阻两类，其中可变风阻分支再划分为独立分支和非独立分支两类，对于风阻可变的非独立分支由传感器监测压差、风速等换算风阻，而风阻可变的独立分支用传感器监测风量...

【技术特征摘要】
1.一种矿井通风系统运行状态控制决策方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立或更新当前矿井通风系统模型及数据库：根据矿井通风系统图，绘制矿井通风网络节点和分支，以最新的矿井通风阻力测定和主要通风机性能鉴定结果作为矿井通风系统初始状态参数，主要是井巷风阻、风窗调节风阻和井巷热湿参数，节点标高、空气密度和主要通风机风压和效率特性曲线；步骤2，实时获取并更新当前矿井通风系统动态参数：根据分支巷道长度和断面变化快慢，将通风网络分支划分为固定风阻或可变风阻两类，其中可变风阻分支再划分为独立分支和非独立分支两类，对于风阻可变的非独立分支由传感器监测压差、风速换算风阻，而风阻可变的独立分支用传感器监测风量，在已知当前矿井总进风口大气参数、井巷分支的风阻和热湿参数、可变风阻独立分支风量、风窗风阻和风机风压的条件下，进行通风网络解算，确定其它所有风流参数；步骤3，根据近期矿井关键用风地点回风流瓦斯浓度、风量和气温监测数据，并考虑采掘工作面推进速度和最多同时作业人数因素，实时计算矿井各用风地点所需风量和总风量；步骤4，检验当前矿井总风量、所有巷道风量、风速和风向以及主要通风机工况的合理性，如果合理，则不进行任何调节；否则，执行下一步骤5；步骤5，按当前独立用风地点和调节风窗位置，对矿井通风网络进行总风量一定下的风量按需调节解算，转步骤6；步骤6，获得各调节风窗所需的风阻值R'w和各主要通风机所需的工作参数：风量Q'f、风压H'f和风阻R'f，检验主要通风机能力是否满足，如果满足，转步骤8；否则执行下一步骤7；步骤7，如果主要通风机能力不足，按风机允许的最大风压特性曲线对矿井通风网络进行风量按需调节解算，当出现减阻调节时，将减阻调节量最大的定流独立分支修改为自然分风分支再解算，重复这一过程，直到增阻调节解出现为止，即获得当前矿井最大通风能力解，转下一步骤8；步骤8，根据通风机相似比例定律，按各主要通风机所需风量、风压和实际空气密度，确定最佳匹配的风机转速nb和叶片安装角θb，并进行带风机的通风网络风量按需调节解算，确定该风机风量Qfb、风压Hfb和功率Nfb，以及风窗调节目标风阻值Rwb；转下一步骤9；步骤9，判断当前风机转速是否需要调节，如果风机当前的转速值n或叶片安装角θ等于目标值即n＝nb或θ＝θb，则不需要调节；如果n<nb或θ<θb，则必须进行风机增压调节；如果n>nb或θ>θb，且风机降压调节功效(Nf–Nfb)/Nf大于最小可调节功效，或者转速调节变化量|n–nb|大于最小转速可调节量，则进行风机降压节能调节，否则不调；转下一步骤10；步骤10，检验风窗当前的目标调节变化量是否存在小于最小可调节量的情况，如果存在，则假定取消对该风窗的调节，进行带风窗和风机的矿井通风网络解算，检验通风系统运行状态是否合理，如果合理，则接受修改，否则对风机转速进行适量渐进式调节，直到通风系统运行状态变成合理为止，最终获得技术上可以实现的风量调节方案，决策过程结束，输出结果。2.根据权利要求1所述的一种矿井通风系统运行状态控制决策方法，其特征还在于：所述的通风网络解算、风量按需调节解算和矿井通风网络解算，其中任何一种解算方式均为：矿井各条分支井巷的风量、空气密度、调节压力以及井下各节点空气静压、密度和温湿度，都是由矿井地面总进风节点的空气静压、温湿度、密度监测值和已知的井下各分支巷道的风阻和热湿参数，并按假定初始值，采用通风网络进行质量流量和空气密度的双层迭代解算确定的；该双层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈开岩，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32