[發(fā)明專利]基于風(fēng)阻-風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣的故障巷道確定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611020847.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN108090235A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘競(jìng)濤;趙丹;王長(zhǎng)祿;張輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

基于風(fēng)阻?風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣的故障巷道確定方法，屬于礦井通風(fēng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域；包括如下步驟：構(gòu)造待檢測(cè)故障巷道的風(fēng)阻?風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣A；根據(jù)A確定待檢測(cè)故障巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中影響第j條巷道風(fēng)量的巷道初始集合W'(j)；根據(jù)報(bào)警傳感器所在巷道j及其巷道集合W(j)進(jìn)行巷道檢測(cè)，確定故障巷道；本發(fā)明提出風(fēng)阻?風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣，建立巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)故障巷道范圍庫(kù)，即當(dāng)某一條或多條安設(shè)風(fēng)速傳感器的巷道的風(fēng)速超限報(bào)警時(shí)，確定可能引起此巷道風(fēng)量變化的巷道集合，大大縮小了故障巷道的范圍；使用巷道靈敏度法對(duì)巷道進(jìn)行排序，使故障巷道排查效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦井通風(fēng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于風(fēng)阻-風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣的故障巷道確定方法。

背景技術(shù)

我國(guó)各大、中小型礦井陸續(xù)安裝了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，然而，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用基本停留在以甲烷為主的單一數(shù)據(jù)的測(cè)量上。通過(guò)甲烷監(jiān)測(cè)值判斷瓦斯超限位置較易，而通過(guò)風(fēng)速超限值判斷通風(fēng)系統(tǒng)的故障源很難且目前研究尚屬空白，其相關(guān)研究主要是對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的故障診斷，包括通風(fēng)機(jī)和提升機(jī)等。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，引起礦井風(fēng)流變化的因素很多，歸根結(jié)底是由于巷道風(fēng)阻的改變。因此，井下巷道通風(fēng)系統(tǒng)的故障都可以歸結(jié)為巷道風(fēng)阻的變化。井下巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體，網(wǎng)絡(luò)中任一巷道風(fēng)阻發(fā)生變化，其他巷道的風(fēng)量也相應(yīng)變化。復(fù)雜井下巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的巷道可能有上千條，不可能具體分析每一條巷道風(fēng)阻變化對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，即每一條巷道都安設(shè)風(fēng)速傳感器。而且監(jiān)控系統(tǒng)給出的變化數(shù)據(jù)只能反映該條巷道的風(fēng)量發(fā)生了變化，至于這種變化是由該條巷道故障引起的，還是由其他巷道故障引起的，還是風(fēng)機(jī)故障引起的，故障源是單點(diǎn)還是多點(diǎn)都無(wú)從判斷。因此，不能憑借監(jiān)控系統(tǒng)中某一結(jié)點(diǎn)發(fā)出的警報(bào)，就判斷是傳感器所在巷道發(fā)生了故障。

礦井通風(fēng)系統(tǒng)故障源診斷最重要的是找到巷道風(fēng)量的變化與相關(guān)巷道風(fēng)阻之間的關(guān)系，目前主要利用靈敏度算法。然而，靈敏度算法只能確定巷道風(fēng)阻變化導(dǎo)致巷道風(fēng)量變化的靈敏程度，不能確定故障源位置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供基于風(fēng)阻-風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣的故障巷道確定方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

基于風(fēng)阻-風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣的故障巷道確定方法，包括如下步驟：

步驟1：構(gòu)造待檢測(cè)故障巷道的風(fēng)阻-風(fēng)流變化影響關(guān)系矩陣其中，i，j＝{1,2,3，…，n}，n為待檢測(cè)故障巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的巷道總數(shù)，aij取值采用如下方法：依次改變待檢測(cè)故障巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中第i條巷道的風(fēng)阻，其它巷道風(fēng)阻保持不變，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)解算得到所有巷道的風(fēng)量值，將風(fēng)量值換算成風(fēng)速值，并與《煤礦安全規(guī)程》中對(duì)應(yīng)巷道的允許風(fēng)速值范圍做對(duì)比，判斷第j條巷道的風(fēng)速值是否超出允許范圍，是，aij＝1，否則，aij＝0；

步驟2：根據(jù)A確定待檢測(cè)故障巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中影響第j條巷道風(fēng)量的巷道初始集合W'(j)＝{w'1j,w'2j,…,w'ij,…,w'nj}，其中，w'ij＝i*aij，刪除W'(j)中為0的元素，得到巷道集合W(j)，并存入巷道通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)故障巷道范圍庫(kù)；

步驟3：利用巷道風(fēng)速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巷道風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速傳感器超限報(bào)警時(shí)，根據(jù)報(bào)警傳感器所在巷道j及其巷道集合W(j)進(jìn)行巷道檢測(cè)，確定故障巷道：