我國現(xiàn)有煤層絕大多數(shù)都遠離地表,這些煤層都必須采用井下開采方式,而井下開采方式必須建立安全可靠的煤礦通風系統(tǒng)。通風系統(tǒng)是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要設(shè)施,也是煤礦企業(yè)的主要耗能耗資部分。煤礦通風系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效運行對煤礦安全生產(chǎn)、節(jié)能減排和降低成本都具有重要的意義。首先,分析了煤礦通風系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中的重要地位,闡述了優(yōu)化調(diào)控對煤礦安全、節(jié)能減排和提高管理水平重要意義。針對通風安全需求,提出穩(wěn)風倒機方法,建立主通風機側(cè)等效模型和穩(wěn)風倒機優(yōu)化控制模型;基于圖論,構(gòu)建了復(fù)雜通風網(wǎng)絡(luò)按需分風增阻能耗優(yōu)化調(diào)節(jié)模型,以及以調(diào)壓、調(diào)阻的混合型調(diào)控方式,提出了混合型復(fù)雜通風網(wǎng)絡(luò)能耗、建設(shè)投資成本以及改造利潤損失的多目標優(yōu)化調(diào)控方法,構(gòu)建了混合型復(fù)雜通風網(wǎng)絡(luò)多目標優(yōu)化調(diào)節(jié)模型。其次,針對傳統(tǒng)算法無法滿足復(fù)雜通風網(wǎng)絡(luò)這種大規(guī)模、多變量、多約束、多峰、非線性非凸的復(fù)雜問題求解,提出改進粒子群算法對復(fù)雜通風系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)控。借鑒集成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和生物行為異質(zhì)性,提出采用層次結(jié)構(gòu)和粒子異質(zhì)行為的新型擴展層次異質(zhì)粒子群算法EH²PSO,以“求精”“發(fā)現(xiàn)”因子擴展粒子探索能力,以分層結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

001～2016年我國煤礦特別重大事故類別分布統(tǒng)計圖

2煤礦通風系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行分析與優(yōu)化調(diào)控建模15耗。由此可見，建設(shè)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟可靠的通風系統(tǒng)對煤礦安全生產(chǎn)、節(jié)能減排具有重要意義。煤礦通風系統(tǒng)的構(gòu)成煤礦通風系統(tǒng)對于保證礦井安全非常重要，也是礦井生產(chǎn)必備部分，煤礦通風系統(tǒng)可分為井上提供通風動力的主通風機和井下的通風網(wǎng)絡(luò)兩個部分，且兩個部分又都是相互聯(lián)系不可分割的。它是一個復(fù)雜的、隨機的、非穩(wěn)定的動態(tài)系統(tǒng)[75,76]，處于地下的井巷通風網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)施以及處于地面的通風動力及其裝置是煤礦通風系統(tǒng)的兩個組成部分，其中通風動力及其裝置是指煤礦主通風機及其附屬設(shè)施，井巷通風網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)施是指井下由巷道構(gòu)成的通風網(wǎng)絡(luò)、風門以及局部通風機等設(shè)施。所以，可以將煤礦通風系統(tǒng)分為井上和井下兩個部分，井上有礦井主通風機及相應(yīng)輔助控制設(shè)施，主通風機是煤礦通風系統(tǒng)通風動力的主要來源，自然風壓也可以提供部分通風動力，但往往數(shù)值很小，所以所有礦井都必須配備通風機提供通風動力[77]，即機械通風。圖2-1為某礦井通風系統(tǒng)立體示意圖[78]。圖2-1煤礦通風系統(tǒng)立體示意圖Figure2-1Athree-dimensionaldiagramofthecoalmineventilationsystem煤礦主要通風機在煤礦正常生產(chǎn)期間，必須連續(xù)運行為通風系統(tǒng)提供通風動力，其耗能很高。鑒于煤礦通風系統(tǒng)對煤礦安全的重要影響，煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤礦主通風機須安裝在井上且必須能夠連續(xù)工作，為確保安全，必須同時裝備兩臺一備一用的同風力的主通風機。另外還要確保備用風機能夠隨時啟動，啟動耗時不得超過十分鐘。為確保兩臺通風機性能，必須每月一次輪換作業(yè)，也稱倒機，

2煤礦通風系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行分析與優(yōu)化調(diào)控建模19計算得到，其中L為百葉窗葉片總長，設(shè)有N葉片且平行于窗寬，窗寬為b(mm)，則L=N×b；S為百葉窗周長(mm)，設(shè)窗高為h(mm)，則S=2×(b+h)。風門關(guān)閉風門打開圖2-3煤礦主通風機不停風倒機系統(tǒng)百葉窗風門實物圖Figure2-3Theblindstypeairdoorsinthecoalminemainfansswitchoversystemwithoutblowing-out01020304050607080900100200300400500窗葉角度LaminaAngle（°）風阻系數(shù)（）ResistanceCoefficient1圖2-4百葉窗風阻系數(shù)-窗葉角度曲線Figure2-4ThematchedcurveoflouverRC-α圖2-5煤礦主通風機不停風倒機系統(tǒng)等效模型Figure2-5Equivalentmodelofcoalminemainfansswitchoversystemwithoutblowing-outR1sR0R2sR2cR1c1號風機2號風機

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3022352