我國(guó)現(xiàn)有煤層絕大多數(shù)都遠(yuǎn)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(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行對(duì)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(fēng)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(duì)煤礦安全、節(jié)能減排和提高管理水平重要意義。針對(duì)通風(fēng)安全需求,提出穩(wěn)風(fēng)倒機(jī)方法,建立主通風(fēng)機(jī)側(cè)等效模型和穩(wěn)風(fēng)倒機(jī)優(yōu)化控制模型;基于圖論,構(gòu)建了復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)按需分風(fēng)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(fēng)網(wǎng)絡(luò)能耗、建設(shè)投資成本以及改造利潤(rùn)損失的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)控方法,構(gòu)建了混合型復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)節(jié)模型。其次,針對(duì)傳統(tǒng)算法無(wú)法滿足復(fù)雜通風(fēng)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(jìn)粒子群算法對(duì)復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)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(kuò)展層次異質(zhì)粒子群算法EH²PSO,以“求精”“發(fā)現(xiàn)”因子擴(kuò)展粒子探索能力,以分層結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

001～2016年我國(guó)煤礦特別重大事故類別分布統(tǒng)計(jì)圖

2煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jì)可靠的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)、節(jié)能減排具有重要意義。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成煤礦通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)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(fēng)系統(tǒng)可分為井上提供通風(fēng)動(dòng)力的主通風(fēng)機(jī)和井下的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)部分，且兩個(gè)部分又都是相互聯(lián)系不可分割的。它是一個(gè)復(fù)雜的、隨機(jī)的、非穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)[75,76]，處于地下的井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)施以及處于地面的通風(fēng)動(dòng)力及其裝置是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的兩個(gè)組成部分，其中通風(fēng)動(dòng)力及其裝置是指煤礦主通風(fēng)機(jī)及其附屬設(shè)施，井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和控制設(shè)施是指井下由巷道構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)門以及局部通風(fēng)機(jī)等設(shè)施。所以，可以將煤礦通風(fēng)系統(tǒng)分為井上和井下兩個(gè)部分，井上有礦井主通風(fēng)機(jī)及相應(yīng)輔助控制設(shè)施，主通風(fēng)機(jī)是煤礦通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)動(dòng)力的主要來(lái)源，自然風(fēng)壓也可以提供部分通風(fēng)動(dòng)力，但往往數(shù)值很小，所以所有礦井都必須配備通風(fēng)機(jī)提供通風(fēng)動(dòng)力[77]，即機(jī)械通風(fēng)。圖2-1為某礦井通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖[78]。圖2-1煤礦通風(fēng)系統(tǒng)立體示意圖Figure2-1Athree-dimensionaldiagramofthecoalmineventilationsystem煤礦主要通風(fēng)機(jī)在煤礦正常生產(chǎn)期間，必須連續(xù)運(yùn)行為通風(fēng)系統(tǒng)提供通風(fēng)動(dòng)力，其耗能很高。鑒于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)煤礦安全的重要影響，煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤礦主通風(fēng)機(jī)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(shí)裝備兩臺(tái)一備一用的同風(fēng)力的主通風(fēng)機(jī)。另外還要確保備用風(fēng)機(jī)能夠隨時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)耗時(shí)不得超過十分鐘。為確保兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)性能，必須每月一次輪換作業(yè)，也稱倒機(jī)，

2煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析與優(yōu)化調(diào)控建模19計(jì)算得到，其中L為百葉窗葉片總長(zhǎng)，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(zhǎng)(mm)，設(shè)窗高為h(mm)，則S=2×(b+h)。風(fēng)門關(guān)閉風(fēng)門打開圖2-3煤礦主通風(fēng)機(jī)不停風(fēng)倒機(jī)系統(tǒng)百葉窗風(fēng)門實(shí)物圖Figure2-3Theblindstypeairdoorsinthecoalminemainfansswitchoversystemwithoutblowing-out01020304050607080900100200300400500窗葉角度LaminaAngle（°）風(fēng)阻系數(shù)（）ResistanceCoefficient1圖2-4百葉窗風(fēng)阻系數(shù)-窗葉角度曲線Figure2-4ThematchedcurveoflouverRC-α圖2-5煤礦主通風(fēng)機(jī)不停風(fēng)倒機(jī)系統(tǒng)等效模型Figure2-5Equivalentmodelofcoalminemainfansswitchoversystemwithoutblowing-outR1sR0R2sR2cR1c1號(hào)風(fēng)機(jī)2號(hào)風(fēng)機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3022352