目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 礦井智能通風研究的背景及意義 1
1.2 礦井智能通風研究現狀 2
1.2.1 智能通風研究現狀 2
1.2.2 巷道斷面風流場研究現狀 5
1.2.3 巷道斷面風速研究現狀 6
1.2.4 傳感器選址研究現狀 7
1.2.5 礦井通風故障診斷研究現狀 8
1.2.6 網絡解算研究現狀 10
1.2.7 智能控制研究現狀 12
1.2.8 通風系統(tǒng)可靠性研究現狀 12
1.2.9 礦井智能通風與礦井熱動力災害防控研究現狀 15
1.2.10 研究現狀分析 16
1.3 礦井智能通風理念及本書主要研究內容 17
1.3.1 礦井智能通風理念 17
1.3.2 本書主要研究內容 19
1.4 研究方案 20
第2章 礦井通風參數精準智能獲取 22
2.1 監(jiān)測數據準確性與可靠性 22
2.1.1 礦井通風參數“測不準”原因假說及證實 22
2.1.2 礦井通風參數“測不準”影響因素分析 22
2.1.3 無外部擾動的巷道通風參數測量實驗 24
2.1.4 實驗結果分析 27
2.2 巷道斷面風流場 31
2.2.1 巷道斷面風流場數值模擬 31
2.2.2 數值模擬結果 32
2.3 巷道斷面點風速與平均風速關系理論 41
2.3.1 巷道斷面平均風速 41
2.3.2 巷道斷面點風速與平均風速的關系 41
2.3.3 實驗測試 41
2.4 風速傳感器選址算法分析 45
2.4.1 最小樹原理算法 45
2.4.2 可變模糊優(yōu)選算法 46
2.4.3 靈敏度矩陣與模糊聚類算法 50
2.4.4 割集原理算法 52
2.4.5 算法分析 53
2.5 風阻自適應理論及計算 53
2.5.1 風阻自適應理論 53
2.5.2 風阻自適應實例計算 54
2.6 測風求阻理論 56
2.6.1 節(jié)點壓能法 57
2.6.2 回路阻力平衡法 60
2.7 災變時期通風參數獲取的數據融合理論 62
2.7.1 數據融合概念 62
2.7.2 數據融合層次 62
2.7.3 數據融合算法 63
2.7.4 不確定數據融合 64
2.8 礦井通風故障智能診斷理論與技術 64
2.8.1 阻變型故障理論 64
2.8.2 阻變型故障診斷 64
本章小結 69
第3章 礦井通風實時智能計算 71
3.1 有源風網理論 71
3.2 實時網絡解算理論 74
3.2.1 質量守恒定律 74
3.2.2 能量守恒定律 75
3.2.3 通風阻力定律 76
3.2.4 Cross法實時網絡解算數學模型 76
3.3 礦井火災煙流動態(tài)傳播理論 78
3.3.1 井巷火災的過程 78
3.3.2 井巷火災污染區(qū)域 79
3.3.3 火災燃燒狀態(tài)及其風流流動狀態(tài) 79
3.3.4 污染范圍的確定 80
3.3.5 火區(qū)最高溫度的確定 81
3.3.6 火災時期高溫煙流動態(tài)蔓延模擬方法 82
3.3.7 污染范圍內巷道煙流溫度分布 83
3.3.8 通風系統(tǒng)內節(jié)點的溫度計算 83
3.3.9 火災時期通風仿真計算模型 84
3.4 礦井瓦斯爆炸沖擊波與通風動力耦合理論 85
3.4.1 瓦斯爆炸模擬條件假設 86
3.4.2 瓦斯爆炸沖擊波與通風動力耦合模型 86
3.5 礦井瓦斯爆炸沖擊波與通風動力耦合數值模擬 87
3.5.1 幾何模型及監(jiān)測點 88
3.5.2 邊界條件和初始條件 88
3.5.3 數值模擬結果 89
3.6 瓦斯煤塵爆炸機理 98
3.6.1 瓦斯爆炸機理 98
3.6.2 煤塵爆炸機理 102
3.6.3 沉積煤塵參與爆炸條件 105
3.6.4 煤塵顆粒受力分析 105
3.6.5 單相爆炸與混合爆炸對比 108
3.7 瓦斯煤塵在復雜管網中爆炸傳播特性實驗 109
3.7.1 實驗平臺搭建 109
3.7.2 瓦斯爆炸沖擊波、火焰波傳播規(guī)律 110
3.7.3 瓦斯煤塵混合爆炸沖擊波、火焰波傳播規(guī)律 118
3.7.4 瓦斯及瓦斯煤塵混合爆炸對比分析 131
本章小結 133
第4章 災變時期礦井通風智能控制理論 134
4.1 智能控制理論 134
4.1.1 智能控制的主要方法 134
4.1.2 智能控制系統(tǒng)的結構 135
4.1.3 智能控制系統(tǒng)的特征 136
4.1.4 智能控制系統(tǒng)的功能 137
4.1.5 礦井通風的智能控制理論 137
4.2 風機變頻控風理論 141
4.2.1 智能變頻局部通風系統(tǒng) 142
4.2.2 局部通風機變頻調速的節(jié)能原理 143
4.3 災變時期應急控災理論 144
4.3.1 避災路線的確定 145
4.3.2 最佳避災路線數學模型及程序 146
本章小結 149
第5章 礦井通風參數快速調節(jié)理論 150
5.1 礦井通風系統(tǒng)中風量變化影響因素分析 150
5.2 風量靈敏度與靈敏度衰減率 150
5.2.1 風量靈敏度 151
5.2.2 風量靈敏度矩陣 151
5.2.3 風量靈敏度矩陣特性 152
5.2.4 風量靈敏度衰減率 153
5.3 風量靈敏度與靈敏度衰減率算法 153
5.3.1 風量靈敏度算法 153
5.3.2 風量靈敏度衰減率計算 155
5.4 風壓靈敏度 155
5.5 礦井通風參數快速精準調節(jié) 156
5.5.1 礦井通風參數快速調節(jié)的意義 156
5.5.2 風量快速精準按需調節(jié) 156
本章小結 164
第6章 礦井通風系統(tǒng)可靠性理論 165
6.1 礦井通風系統(tǒng)可靠性算法 165
6.1.1 可靠性計算與可靠性評價 165
6.1.2 可靠性計算算法 165
6.2 通風系統(tǒng)可靠度 167
6.2.1 風路可靠度計算 167
6.2.2 通風機可靠度計算 173
6.2.3 構筑物可靠度計算 176
6.2.4 通風系統(tǒng)可靠度計算 176
6.2.5 通風系統(tǒng)可靠度計算中存在的問題 177
6.3 基于截斷誤差理論和網絡簡化技術的不交化最小路集算法 178
6.3.1 直接構造不交化通路集 178
6.3.2 ESR算法原理 181
6.3.3 網絡簡化技術 182
6.3.4 網絡簡化在可靠度計算中的應用 185
6.3.5 ESR算法計算過程 185
6.4 礦井火災時期通風系統(tǒng)可靠性計算 186
6.4.1 礦井火災時期通風系統(tǒng)可靠度計算原理 186
6.4.2 礦井火災時期通風系統(tǒng)可靠性計算實例 186
本章小結 190
參考文獻 191