【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿井巷道通风，特别涉及一种矿井巷道断面风阻实时反算方法。
技术介绍
1、矿井风阻求解的一个重要数据是实时风量的获取，风量数据的获得方式和精度会直接关系影响通风阻力求解的精度。目前矿井巷道风阻的获取方法一是通过人工采用气压计等工具测取，费时费力；二是通过查表法或人工经验法，根据巷道的类型、支护方式、巷道类别等条件获取，采用此方法获取巷道风阻比较困难且误差较大。可见受井下现场条件的影响，巷道的风阻获取较为困难，且不容易控制在理想的精度范围。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种矿井巷道断面风阻实时反算方法，以解决无法快速准确获取巷道风量和风阻数据的难题，建立高效的矿井巷道通风监测系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
3、建立通风监测系统，在巷道关键位置布置风速传感器和风流压差传感器，通过各传感器实时采集风量数据；
4、挖掘监测数据，揭示典型巷道风流分布规律；
5、基于风流平衡原则和风量分布规律调整风量数据；
6、确定巷道最短回路，建立测风求阻模型计算获得巷道分支风阻。
7、进一步地，所述在巷道关键位置布置风速传感器和风流压差传感器，包括：
8、在突出煤层中，采煤工作面回风巷和掘进巷道回风流中配备风速传感器；
9、在采区、回风巷、总回风巷的测风站布设风速传感器，所述风速传感器安装在巷道前后10m内壁面光滑段、无堆积物、无分风、无拐弯处；
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11、进一步地，所述挖掘监测数据，揭示典型巷道风流分布规律，包括：
12、基于所述监测数据绘制不同巷道断面风速分布图，确定巷道风流分布的主要类型；
13、基于所述典型巷道风流分布规律，通过理论模拟与定点分析提高所述传感器监测数据的有效性和精度。
14、进一步地，所述通过理论模拟与定点分析提高所述传感器监测数据的有效性和精度，包括：
15、根据计算位于巷道断面不同位置的风量数据，分析得到巷道断面平均风速稳定点和突变点位置，对所述传感器监测数据进行针对性提取。
16、进一步地，所述基于风流平衡原则和风量分布规律调整风量数据，包括：
17、绘制调风前后的矿井通风网络图，并沿着风流方向对于通风网络节点按照从小到大顺序依次进行编号，相邻的节点分支给予相邻的编号；
18、编制计算程序，输入矿井通风网络的风量监测参数，所述风量监测参数至少包括节点、风速、风压、回路数中的一种；
19、利用风量平衡方程对所述风量监测数据进行计算，判断风量是否处于平衡状态；若风量不平衡，则检查通风网络回路和通风网络风量监测参数，再次进行判断，直至风量平衡。
20、进一步地，所述确定巷道最短回路，建立测风求阻模型计算获得巷道分支风阻，包括：
21、建立测风求阻模型进行未知风阻的求解，输入巷道的风阻误差判别标准，求解后判断风阻误差是否满足要求，满足要求即输出相应巷道分支的风阻；
22、通过调节巷道构筑物或工况点重新分配分支风量的方式确定未知巷道风阻；
23、确认巷道风量数据，结合部分风道测定风阻及已知的其余风道风阻合理取值范围，计算满足目标风量组和主扇风压的巷道风阻数据组。
24、进一步地，所述建立测风求阻模型，包括：
25、设通风网络中共有y条分支，z个节点，c个独立回路数，c＝y-z+1，设通风网络中未知风阻分支有n条，使用t表示节点，e表示分支，所述测风求阻模型为：
26、
27、式中：
28、j-通风网络回路个数，j＝1，2，……，n；
29、k-通风网络分支个数，k＝1，2，3，……，n；
30、m-调节通风网络次数，若m为0即没有调节；
31、ajkm-第j个回路在m次调节时其回路矩阵行向量；
32、qkm-第m次调节时ej的风量，m3/s，负值代表相反风流方向；
33、hpkr-第m次调节风路时风机分支的通风动力，pa；
34、rkm-第m次调节风路时各分支的风阻，kg/m7。
35、进一步地，所述根据风阻误差判别标准判断求解后的风阻误差是否满足要求，包括：
36、以满足通风网络解算模型误差小于10-3为标准，根据通风网络回路类别设置不同的迭代次数，直至最终满足标准要求。
37、上述实施例中，基于传感器定点布置监测系统，建立巷道断面风阻实时反算模型，既可以系统直观的了解风量的分布情况，避免其出现超限和风量不足的状况，又可以提高获取实时风阻数据的能力，节省人力财力。
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1.一种矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述在巷道关键位置布置风速传感器和风流压差传感器，包括：
3.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述挖掘监测数据，揭示典型巷道风流分布规律，包括：
4.如权利要求3所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述通过理论模拟与定点分析提高所述传感器监测数据的有效性和精度，包括：
5.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述基于风流平衡原则和风量分布规律调整风量数据，包括：
6.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述确定巷道最短回路，建立测风求阻模型计算获得巷道分支风阻，包括：
7.如权利要求6所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述建立测风求阻模型，包括：
8.如权利要求6所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述根据风阻误差判别标准判断求解后的风阻误差是否满足要求，包括：以满
...【技术特征摘要】
1.一种矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述在巷道关键位置布置风速传感器和风流压差传感器，包括：
3.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述挖掘监测数据，揭示典型巷道风流分布规律，包括：
4.如权利要求3所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述通过理论模拟与定点分析提高所述传感器监测数据的有效性和精度，包括：
5.如权利要求1所述的矿井巷道断面风阻实时反算方法，其特征在于，所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：何生全，何学秋，马嫣然，李振雷，宋大钊，王恒，赵英杰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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