礦井通風系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與仿真模擬.pdf

1、礦井通風系統(tǒng)是礦井生產系統(tǒng)的重要組成部分，其穩(wěn)定性分析是礦井日常通風管理的重要內容。隨著礦井采掘工作的不斷推進，礦井通風系統(tǒng)實際上是一個動態(tài)的、復雜的系統(tǒng)，并受多種因素的影響，因而風網(wǎng)結構也不斷發(fā)生改變。若能在風網(wǎng)結構變化前，對井下風流和風機工況情況進行仿真模擬，分析風網(wǎng)結構穩(wěn)定性，對保障礦井安全生產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)風網(wǎng)的風流穩(wěn)定性，得出了風阻變化對風網(wǎng)風量的影響規(guī)律，繪制了風量隨風阻變化的曲線。以分段函數(shù)模型描述曲線變化特性，將曲線劃分為風阻調節(jié)靈敏區(qū)、遲鈍區(qū)和無影響區(qū)。若風阻調節(jié)在靈敏區(qū)內，則風量變化是明顯的。而一旦風阻調節(jié)進入遲鈍區(qū)或無影響區(qū)，風量變化不明顯，難以達到調風目的，這就是造成礦井調風困難的主要原因。
　　(2)通過分析礦井通風機運行情況，得出了通風機運行時工況點在坐標系中可能出現(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則求解礦井通風機特性曲線的方法，并對通風機實測數(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)推導了等效風網(wǎng)特性曲線坐標方程，在此基礎上分析了多風井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結合最小功耗理論，得到了多風井通風系統(tǒng)的最佳分風方案為自然分風，即各通風機工作風路的風壓相

4、等。在多風井風網(wǎng)結構中，通過風阻調節(jié)使各風井排風量接近自然分風風量，可以有效的降低礦井通風能耗。
　　(4)全面測定了芝蘭沖煤礦目前通風狀態(tài)下的通風參數(shù)，掌握了礦井通風現(xiàn)狀，得到了礦井主要通風巷道的摩擦阻力系數(shù)、風阻值、井巷阻力分布、風機性能曲線、礦井自然風壓和礦井通風難易程度。經檢驗，通風測定結果相對誤差小于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三維通風動態(tài)仿真模擬系統(tǒng)模型，對通風現(xiàn)