矿井智能通风联动调控理论与供需匹配实验研究

作者：王凯; 裴晓东; 杨涛^*; 陈瑞鼎; 郝海清; 蒋曙光; 孙勇

来源：工程科学学报, 2023, 45(07): 1214-1224.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2022.05.05.003

• 智能通风
• 调风模型
• 变频调节
• 分支调阻
• 元胞自动机

鉴于矿井通风系统动态匹配自动化调节的现场需求，分析了风量供需匹配原理与联动调控方法，建立了多元特征融合的主通风机调频、关联分支调阻及联合调节的数学模型.提出了通风网络分支供需匹配调控模型和稳定性判定方法，基于有毒有害气体涌出(排放)预测的需风模型，开发了矿井通风供需偏离的智能化应急调控软件.实现了通风供需失衡选择变频调节时，自动计算通风机最佳工作频率；选择关联分支风阻调节时，运用元胞自动机模型计算出最佳调节巷道，并通过风网反演计算模型获取调节风阻值；当单一调节方式失效时，生成风机变频与分支调阻联合调控方案；通过风网超前模拟分析实现风量供需匹配的可靠调节.运用典型矿井通风系统建立了风网分支需风量自动化调节实验模型，以现场有毒有害气体超限统计规律为分支需风量调控导向模型开展调风稀释实验，结果表明：三种调节方式下分支风量严格按照调控理论模型变化，调风过程中CO2浓度变化延时明显，风机变频调节的风网波动较小，分支风阻调节对局部风网影响大，联合调节风网波动性大.实验验证了矿井通风供需匹配智能化调控系统的实用性和可行性，为矿井通风联动调控提供理论和应用指导.

• 单位
  华北科技学院; 中国矿业大学（北京）; 煤矿安全技术国家重点实验室; 中国矿业大学