[發明專利]一種復雜礦井通風網絡的模擬分析方法

有效

• 申請號: 202210247214.3
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114611428B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 盧新明;郭英;尹紅
• 申請（專利權）人: 山東藍光軟件有限公司;兗礦能源集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/18
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種復雜礦井通風網絡的模擬分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立復雜礦井通風網絡拓撲結構圖并編號，形成原風網；

具體的，所述復雜礦井通風網絡拓撲結構圖包括多個實際節點和多個實際風道；其中，風流相交匯地點形成一個所述實際節點；按照風流流動方向，兩個實際節點的連線形成一條所述實際風道；

對各個所述實際節點和各個所述實際風道依次編號，形成原風網；

在原風網中，具有M條實際進風井風道，W條實際進風風道，K條實際用風風道、G條實際回風風道和N條實際回風井風道；

其中：

K條實際用風風道表示為：

N條實際回風井風道表示為：

M條實際進風井風道構成進風井區；W條實際進風風道構成進風區；K條實際用風風道構成用風區；G條實際回風風道構成回風區；N條實際回風井風道構成回風井區；

在每個實際回風井風道的井口安裝一臺通風機，因此，共安裝N臺通風機；

步驟2，對所述原風網進行簡化，生成簡化風網；

步驟2.1，生成一條虛擬進風井風道V₁¹：

將M條實際進風井風道和W條實際進風風道合并，形成一條虛擬進風井風道V₁¹，虛擬進風井風道V₁¹的起始節點表示為虛擬節點終止節點表示為虛擬節點

步驟2.2，生成N條虛擬回風井風道，表示為：

步驟2.2.1，將G條實際回風風道合并形成一個虛擬節點，表示為虛擬節點

步驟2.2.2，N條實際回風井風道其實際終止節點為：

將每個實際終止節點在簡化風網中等效為虛擬節點

則：虛擬節點到虛擬節點的連線，形成與實際回風井風道對應的虛擬回風井風道

由此生成N條虛擬回風井風道

步驟2.3，生成K條虛擬用風風道，表示為：

以虛擬節點為起點，以虛擬節點為終點，在虛擬節點和虛擬節點之間，并列繪制K條虛擬用風風道，得到K條虛擬用風風道

其中，每條虛擬用風風道與實際用風風道對應；

步驟2.4，由此生成簡化風網；

在簡化風網中，具有N+3個虛擬節點，分別為：虛擬節點其中，j＝1,2,...,N；

在簡化風網中，具有1+K+N條虛擬風道，分別為：

1條虛擬進風井風道V₁¹；

N條虛擬回風井風道

K條虛擬用風風道

步驟3，對簡化風網進行模擬分析：

給定每臺通風機的風機特性曲線，采用簡化風網進行分風解算，得到每條虛擬用風風道的風量與采用原風網進行分風解算，得到每條實際用風風道的風量等效；

其中，步驟3具體為：

步驟3.1，在原風網中，選定每臺通風機的一種風機特性曲線作為風機特性參考曲線；

將原風網中每臺通風機調節到風機特性參考曲線的工況；在此種工況下，結合原風網和簡化風網，確定簡化風網中每條虛擬風道的虛擬風阻，即：確定虛擬進風井風道V₁¹的虛擬風阻R(V₁¹)、確定虛擬回風井風道的虛擬風阻確定虛擬用風風道的虛擬風阻作為簡化風網基礎數據；

步驟3.2，以簡化風網基礎數據作為已知固定值，給定每臺通風機的風機特性曲線作為測試曲線，進行分風解算，得到簡化風網中每條虛擬用風風道的風量

2.根據權利要求1所述的一種復雜礦井通風網絡的模擬分析方法，其特征在于，步驟3.1具體為：

步驟3.1.1，在K條虛擬用風風道中，選擇任意一條虛擬用風風道為風阻已知虛擬用風風道，假設選擇虛擬用風風道為風阻已知虛擬用風風道，其虛擬風阻為

均為風阻未知虛擬用風風道；

步驟3.1.2，采用下式，確定虛擬用風風道的風阻

其中：

為實際用風風道的風阻，在將原風網中每臺通風機調節到風機特性參考曲線的工況時，實際測量得到；

步驟3.1.3，采用下式，確定每條虛擬回風井風道的風阻

其中：

表示實際回風井風道的風阻，實際測量得到；

步驟3.1.4，采用下式，確定虛擬進風井風道V₁¹的風量Q(V₁¹):

其中：

分別為N條實際回風井風道的風量，實際測量得到；

步驟3.1.5，采用下式，確定虛擬用風風道的風量，分別為：風量

...

其中：

實際用風風道的風量，實際測量得到；

實際用風風道的風量，實際測量得到；

步驟3.1.6，采用下式，確定原風網中每一臺通風機，在風機特性參考曲線的工況時的風機風壓：

其中：

h_fj代表第j臺通風機在風機特性參考曲線工況時的風機風壓；

A_j代表第j臺通風機在風機特性參考曲線工況時的特性曲線二次項系數，為已知值；

B_j代表第j臺通風機在風機特性參考曲線工況時的特性曲線一次項系數，為已知值；

C_j代表第j臺通風機在風機特性參考曲線工況時的特性曲線常數項系數，為已知值；

q_fj代表第j臺通風機在風機特性參考曲線工況時的所在風道的工況風量，實際測量得到；

由于原風網中每一臺通風機的風機風壓，與簡化風網中通風機的風機風壓相同，由此確定簡化風網中每一臺通風機的風機風壓；

步驟3.1.7，根據步驟3.1.2到步驟3.1.6確定的工況數據，反算簡化風網中風道風阻，包括：虛擬進風井風道V₁¹的虛擬風阻R(V₁¹)，虛擬用風風道的虛擬風阻另外，虛擬用風風道的虛擬風阻為已知值，由此確定簡化風網中所有虛擬風道的虛擬風阻。