基于超声波全断面测风的矿井风网实时解算方法
宋涛1
王建文1
吴奉亮2
张国群3
陈菲1
冯雄1
李龙清2
1.陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司,陕西神木 7193002.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 7100543.西安奥文智联信息科技有限公司,陕西西安 710018
摘要：煤矿井下风流时刻在变化,矿井通风网络解算是一种静态解算方法,无法实时解算动态风流,需要用风速传感器获取动态风流数据.但目前风速传感器稳定性差、覆盖不全面.针对上述问题,提出了一种基于超声波全断面测风的矿井风网实时解算方法.利用超声波在两点间顺风、逆风传播的时间差实现巷道全断面测风,风速测定结果与声速无关,不受声速、温湿度和气压等参数影响,而且避免了传统风速传感器的风道易受矿尘堵塞的难题,测风装置的分辨率达0.03 m/s.通过不断采集主要通风机风量、风压实时工况和部分井巷实时风量解算风网,利用固定风量法将监测风量融入通风网络中,解算得到全风网实时风量,采用拉格朗日乘数法实时修正解算风量与风阻,以解决冗余风量监测分支引起的节点风量不平衡、风阻波动产生的回路风压不平衡问题.通过算例验证了该实时解算方法的解算结果与监测值高度吻合,同时又严格遵循回路风压平衡与节点流量平衡的约束.对柠条塔煤矿含1 319条分支、945个节点的风网进行实时解算,1次解算仅用时0.9 s,解算迭代收敛次数约为105,且解算结果随时间不断更新,验证了该实时解算方法的可行性.
关键词：矿井通风通风网络超声波全断面测风风网实时解算风网静态解算冗余风量固定风量法
分类号：TD722(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51974232)
论文发表日期：2022-04-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 114-120,141 )
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