有限实测风量下矿井风网校准的二次规划模型
吴奉亮
王桐
西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;西安科技大学西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054
摘要：针对使用网络解算方法来校准矿井通风网络时需要人工反复调整风阻、模拟结果与实测结果吻合度不高的问题,建立了基于最优化理论的矿井通风网络校准模型.该模型是一个二次规划问题,它以初始风阻的修正量为决策变量,以对初始风阻的修正量最小为目标函数,以回路风压平衡方程为等式约束条件,以井巷风阻的下限值为不等式约束条件.基于最优化理论中的KKT条件分析了模型解的存在性,开发了相应的程序并在一个含有 35条分支的算例中进行了应用.研究结果表明:"加边法"动态找基本回路,保证了用有效集法求解此模型时的约束条件方程组线性无关;开发的软件可用于仅含有限个实测风量的矿井通风网络校准,算例风网经过 49次迭代得到最优解,迭代次数远小于最坏情况下需要试算的次数3.4×1010;仅考虑等式约束条件下的风网校准模型有可能得到极小、甚至为负的无意义风阻值,考虑了风阻下限值的模型可以将风阻限定在合理取值范围之内,避免了算例中 7条分支风阻被修正为负值;使用修正后的风阻进行网络解算,得到的解算风量、风机风压与实测值完全相同,该方法避免了网络解算法中手动调整风阻的繁琐操作.
关键词：矿井通风风阻通风网络校准有限实测风量二次规划
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：2024-12-25
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：11( 154-164 )
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