礦井通風(fēng)系統(tǒng)靈敏度分析及應(yīng)用.pdf

1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)、大規(guī)模、非線性、有輸入輸出參數(shù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)的因素很多，各影響因素的變化將引起輸入?yún)?shù)的變化，輸入?yún)?shù)的變化將引起輸出參數(shù)的變化。當(dāng)預(yù)測巷道輸入?yún)?shù)變化時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)輸出參數(shù)的變化趨勢及變化速率，或調(diào)整巷道輸入?yún)?shù)以使其與現(xiàn)場測試參數(shù)相一致，或制定通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)控方案以達(dá)到風(fēng)量變化、均壓及風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)改變的目的，或通風(fēng)系統(tǒng)故障診斷，或評價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)的品質(zhì)時(shí)，往往涉及通風(fēng)系統(tǒng)輸出參數(shù)對于巷道輸入?yún)?shù)變化率的計(jì)算，

2、即對系統(tǒng)進(jìn)行靈敏度分析非常具有必要性。
　　 本文在繼承前人風(fēng)量靈敏度研究成果的基礎(chǔ)上，針對靈敏度分析在通風(fēng)系統(tǒng)分析中應(yīng)用范圍不夠廣泛，僅用于定量分析風(fēng)量與風(fēng)阻間的關(guān)系等不足之處，提出了風(fēng)機(jī)風(fēng)壓靈敏度、節(jié)點(diǎn)風(fēng)壓靈敏度、風(fēng)量對輸入風(fēng)壓靈敏度等概念，分別研究了其計(jì)算方法及實(shí)際應(yīng)用方法。具體開展了以下研究：
　　 根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)回路分析法數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了風(fēng)量靈敏度矩陣S<'Q><,R>的解析計(jì)算式。將靈敏度與最小生成樹理論結(jié)合，提

3、出了監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)風(fēng)速測點(diǎn)優(yōu)化布置的方法。根據(jù)巷道影響度指標(biāo)，提出了重點(diǎn)安全檢查巷道優(yōu)化選擇的方法。針對目前尚缺乏評價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)節(jié)難易程度的指標(biāo)，分析了需風(fēng)分支可調(diào)性的影響因素，基于矩陣S<'Q><,R>提出了需風(fēng)分支可調(diào)性及通風(fēng)系統(tǒng)可調(diào)性的定量定義。
　　 從礦井通風(fēng)系統(tǒng)降阻需求出發(fā)，提出了風(fēng)機(jī)風(fēng)壓靈敏度及其矩陣S<'Hf><,R>的定義，推導(dǎo)了矩陣S<'Hf><,R>的解析計(jì)算式。研究了將矩陣S<'Hf><,R>應(yīng)用于預(yù)測

4、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓隨巷道風(fēng)阻變化的變化趨勢及降阻分支優(yōu)選的方法。
　　 從均壓防滅火的需求出發(fā)，提出了節(jié)點(diǎn)風(fēng)壓靈敏度及其矩陣SRP的定義。根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分析法數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了矩陣SRP的解析計(jì)算式。研究了將矩陣SRP應(yīng)用于預(yù)測節(jié)點(diǎn)風(fēng)壓隨巷道風(fēng)阻變化的變化趨勢、均壓防滅火中合理選擇調(diào)壓設(shè)施位置及估算風(fēng)阻調(diào)節(jié)量的方法。
　　 為研究井下熱源、空調(diào)系統(tǒng)、火風(fēng)壓、輔助通風(fēng)機(jī)等對通風(fēng)系統(tǒng)的影響，本文提出了輸入風(fēng)壓、風(fēng)量對輸入風(fēng)壓靈敏度及其矩

5、陣S<'Q><,Hin>的定義，推導(dǎo)了矩陣S<'Q><,Hin>的解析計(jì)算式。研究了根據(jù)矩陣S<'Q><,Hin>預(yù)測在某分支中輸入風(fēng)壓各巷道風(fēng)量變化規(guī)律及單需風(fēng)分支時(shí)風(fēng)量調(diào)節(jié)分支優(yōu)選及估算調(diào)壓量的方法。提出了分支與風(fēng)量調(diào)節(jié)需求符合程度的概念，將靈敏度與回路法及通路法結(jié)合解決了優(yōu)選風(fēng)量調(diào)節(jié)分支集合及計(jì)算調(diào)壓量的問題。提出了礦井火災(zāi)時(shí)期風(fēng)流逆轉(zhuǎn)臨界火風(fēng)壓及臨界溫度的估算方法。
　　 基于MATLAB、C＃開發(fā)了具有網(wǎng)絡(luò)解算、靈敏度