礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真模擬.pdf

1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其穩(wěn)定性分析是礦井日常通風(fēng)管理的重要內(nèi)容。隨著礦井采掘工作的不斷推進，礦井通風(fēng)系統(tǒng)實際上是一個動態(tài)的、復(fù)雜的系統(tǒng)，并受多種因素的影響，因而風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)也不斷發(fā)生改變。若能在風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化前，對井下風(fēng)流和風(fēng)機工況情況進行仿真模擬，分析風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對保障礦井安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。本文運用理論分析、現(xiàn)場實測和數(shù)值模擬等研究方法，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性與仿真模擬進行了深入研究。
　　(1)采用理

2、論研究與數(shù)值模擬方法，分析礦井角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)流穩(wěn)定性，得出了風(fēng)阻變化對風(fēng)網(wǎng)風(fēng)量的影響規(guī)律，繪制了風(fēng)量隨風(fēng)阻變化的曲線。以分段函數(shù)模型描述曲線變化特性，將曲線劃分為風(fēng)阻調(diào)節(jié)靈敏區(qū)、遲鈍區(qū)和無影響區(qū)。若風(fēng)阻調(diào)節(jié)在靈敏區(qū)內(nèi)，則風(fēng)量變化是明顯的。而一旦風(fēng)阻調(diào)節(jié)進入遲鈍區(qū)或無影響區(qū)，風(fēng)量變化不明顯，難以達到調(diào)風(fēng)目的，這就是造成礦井調(diào)風(fēng)困難的主要原因。
　　(2)通過分析礦井通風(fēng)機運行情況，得出了通風(fēng)機運行時工況點在坐標(biāo)系中可能出現(xiàn)的位置和不穩(wěn)

3、定運行條件，提出了一種基于最小一乘準(zhǔn)則求解礦井通風(fēng)機特性曲線的方法，并對通風(fēng)機實測數(shù)據(jù)進行曲線擬合。與傳統(tǒng)的算法相比，最小一乘法擬合的曲線方程出現(xiàn)了多個零偏差點，總偏差、平均偏差和總偏差率均小于最小二乘法，曲線受異常點的影響小，擬合精度高，更接近礦井實際情況。
　　(3)推導(dǎo)了等效風(fēng)網(wǎng)特性曲線坐標(biāo)方程，在此基礎(chǔ)上分析了多風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)合最小功耗理論，得到了多風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)的最佳分風(fēng)方案為自然分風(fēng)，即各通風(fēng)機工作風(fēng)路的風(fēng)壓相

4、等。在多風(fēng)井風(fēng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，通過風(fēng)阻調(diào)節(jié)使各風(fēng)井排風(fēng)量接近自然分風(fēng)風(fēng)量，可以有效的降低礦井通風(fēng)能耗。
　　(4)全面測定了芝蘭沖煤礦目前通風(fēng)狀態(tài)下的通風(fēng)參數(shù)，掌握了礦井通風(fēng)現(xiàn)狀，得到了礦井主要通風(fēng)巷道的摩擦阻力系數(shù)、風(fēng)阻值、井巷阻力分布、風(fēng)機性能曲線、礦井自然風(fēng)壓和礦井通風(fēng)難易程度。經(jīng)檢驗，通風(fēng)測定結(jié)果相對誤差小于5％，滿足工程要求，數(shù)據(jù)真實可靠。
　　(5)創(chuàng)建了芝蘭沖煤礦 Ventsim三維通風(fēng)動態(tài)仿真模擬系統(tǒng)模型，對通風(fēng)現(xiàn)