基于监测监控系统的通风异常分析与调节分析研究

摘要

矿山通风系统具有复杂性和动态性的特点，这决定了井下环境在不停的变化。设计一个安全、可靠、经济与实用的通风网络，对矿山的安全生产发挥着重要作用。为及时掌握井下通风状态，了解井下通风是否能够满足生产的需要，对通风系统进行实时监测显得尤为必要。利用监测监控系统的监测数据与控制功能，本文将金属矿山的通风监测监控系统与通风管理系统相结合，研究了基于监测监控系统的通风异常分析与通风调节分析，实现了矿井通风系统的科学管理。本文研究主要内容及成果如下:
　　(1)通过分析前人对通风网络解算的成果，利用C＃语言编写了通风网络解算软件，取得了较好的效果。
　　(2)利用Cross迭代法求解灵敏度矩阵，并用C＃语言编写了求解灵敏度矩阵的软件，方便实用，大大缩短了人工计算时间，减少了错误率。
　　(3)建立了基于灵敏度矩阵与模糊聚类分析的风速传感器安装位置优化模型，解决了风速传感器监测存在盲区的问题，并用C＃语言编写了相应程序模块。
　　(4)建立了基于监测监控系统与灵敏度矩阵的巷道风量正常波动范围模型，提出了风量异常值的界定方法与基于灵敏度矩阵求解异常巷道编号的方法。
　　(5)推导了基于风流流动基本规律的风量调节值计算公式，建立了基于灵敏度矩阵的最佳调节巷道模型，提出了基于监测监控系统的自动风门智能调节的风量调节措施。
　　(6)采用C＃语言编写了监测监控系统与通风管理系统一体化软件，应用于华锡集团高峰矿业公司，取得了预期效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究现状

1．3．1 监测监控系统研究现状

1．3．2 风量异常分析研究现状

1．3．3 通风调节研究现状

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

1．5 本章小结

2 风量异常分析与调节模型建立的理论基础

2．1 矿井通风网络的基本概念

2．2 通风网络中风流流动的基本定律

2．3 通风网络解算

2．3．1 概述

2．3．2 矿井复杂通风网络解算

2．4 灵敏度矩阵的确立

2．4．1 灵敏度概念及其数学模型

2．4．2 灵敏度矩阵的性质

2．4．3 灵敏度矩阵的确立

2．5 本章小结

3 风速传感器优化选址模型的建立

3．1 概述

3．2 风速传感器安装位置优化

3．2．1 模糊聚类化方法概述

3．2．2 风速传感器位置优化

3．3 本章小结

4 通风异常分析系统模型的建立

4．1 风阻与风量的内在联系

4．2 风阻正常波动范围的确定

4．2．1 风门的开启对风阻波动范围的影响

4．2．2 矿车运行对风阻波动范围的影响

4．2．3 罐笼升降对风阻波动的影响

4．2．4 风窗开启面积对风阻波动的影响

4．3 风量异常值的界定

4．3．1 异常值概述

4．3．2 风量异常值界定

4．4 求解异常巷道编号

4．5 本章小结

5 风量调节模型的建立

5．1 风量调节的基本数学模型

5．2 调节位置与调节量的确定

5．2．1 按需分风调节计算方法研究现状

5．2．2 基于灵敏度矩阵的最佳调节巷道选择

5．2．3 基于风流流动基本规律的风量调节值计算

5．3 风量智能调节措施

5．3．1 自动风门智能调控系统

5．3．2 风机智能调控系统

5．4 本章小结

6 风量异常分析与调节模型的应用研究

6．1 软件总体设计

6．1．1 软件功能描述

6．1．2 编写语言的选择

6．2 企业概况

6．2．1 矿床地质与气象条件

6．2．2 矿山现状

6．3 矿井通风系统介绍

6．3．1 100号矿体通风系统

6．3．2 105号矿体通风系统

6．4 实例分析

6．4．1 通风网络解算

6．4．2 建立灵敏度矩阵

6．4．3 监测监控系统建设

6．4．4 风速传感器安装位置优化

6．4．5 风量异常分析

6．4．6 风量调节分析

6．5 本章小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

攻读学位期间主要的研究成果

致谢