[发明专利]一种矿井通风系统的状态识别方法

说明书

技术领域

本发明属于矿井通风与安全技术领域，具体涉及一种矿井通风系统的状态识别方法。

背景技术

矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面新鲜空气输送到井下各作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害的气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。

矿井通风的主要任务是根据井下各个地点的温度、湿度、有害气体和矿尘浓度实时保证供风质量，满足正常时期和灾变时期各用风地点按时按需供风。

但是，一般大中矿井的通风系统通常是由几百条、甚至上千条风道组成的非线性网络流体网络；因此，无论是通风系统模拟分析还是调风控风计算，不仅要借助计算机软硬件技术，更重要的是能够获取比较精确的计算基础参数，这些参数主要包括各风道的风阻、自然风压(或火风压或热力风压)和各风机的工作特性曲线。否则，无论是人工计算还是计算机解算都不可能得到正确的计算结果。

随着地面大气压和地温的变化、巷道的变形、掘进面和回采面的推进、通风设施的状态改变和各种车辆和设备的扰动，有许多风道的风阻和自然风压都是随时变动的，因此，由人工阻力测定工作获得的计算基础数据必然滞后矿井的实际情况。此种工作状况，不可能满足按时按需供风，更不可能满足火灾时期的均压灭火需要。

现有的解决方法一般是在风阻变化较大的风道中安装风速传感器，并在解算时将其设为固定风量风道，解算后，根据回路阻力平衡定律和风道阻力定律先后求出其阻力和风阻值。然而，该种方法存在下列问题：(1)固定风量风道中的实测风量值有时并不是由该风道的风阻决定的；(2)只用固定风量风道的实测风量和风机的特性曲线或风机的工况，并不一定能得到合理的或真实的固定风量风道的风阻值，特别是当固定风量风道的实测风量出现过大或异常时，用该方法解算出的固定风量风道的风阻值可能为负数，这显然不符合实际。也就是说，用该方法不能估计或验证变化的风道风阻；可用原始数据为表1的例子进行说明，对于该例子，用固定风量法反解风道1和风道2的风阻和各风道的风量和风压(阻力损失)，结果见表2。

表1原始数据表

表2固定风量风道法计算结果

由表2可知，在测得风道1和风道2的风量后，用固定风量风道法反解风道1和风道2的风阻为负值，这显然不合实际，计算结果和真实情况相差更远。也就是说，该方法一般无法用于通风系统状态估计。

综上所述，现有方法无法代替人工阻力测定工作，无法有效反解各风道风阻，即：无法精确识别通风系统状态。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种矿井通风系统的状态识别方法，不仅可以用较少的通风传感器代替人工阻力测定工作，而且可以实时精确估计矿井通风系统中各风道的状态参数，为矿井通风系统仿真模拟和实时调风控风提供准确的基础数据。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种矿井通风系统的状态识别方法，包括以下步骤：

步骤1，建立完整的矿井通风系统网络拓扑结构图并编号，具体为：

绘图步骤：按照实际工况，绘制所述矿井通风系统网络拓扑结构图，该拓扑结构图包括相互关联的节点和分支，其中，所述节点代表风流相交汇地点，每一条所述分支代表一条风道；

编号：将进风井口和回风井口这两个节点编制为同一个号；对于其他节点，按照风流流动方向，从始点到终点对各节点按从小到大顺序进行编号；另外，还编制各风道的风道号；

另外，每个节点均标明精确标高，并以标高最高的进回风井口为基点，其它进回风井口增加一段虚拟风道，使得所有进回风井口均有统一的虚拟标高；