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复杂矿井通风网络解算及参数可调度研究

作　者: 王从陆
导　师: 吴超
学　校: 中南大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 矿井通风网络分析软件数值实验参数可调度性耗散结构理论
分类号: TD724
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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引　用: 8次
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内容摘要

人类的一切活动都是在一定的环境下进行的。在采矿业中，特别是地下开采，大气环境质量对职工安全和健康的影响尤为突出，而矿井通风的目的正是为井下工作面提供一个满足卫生标准的小环境。自俄罗斯罗蒙诺索夫提出矿井空气自然流动理论和斯科钦斯基创立矿井空气动力学以来，矿井通风理论和技术的研究就一直持续不断。多年来，许多科技工作者对矿井通风做了大量的研究，新理论和先进的工具极大丰富和推动了该学科的发展。 1953年，Scott和Hinsley首先使用计算机来解算通风网络问题。在我国，矿井通风网络解算软件的开发和应用较晚，已开发的网络解算软件的界面、操作方法同当今商业软件相比，功能、界面相差较大；同时对网络参数变化对整个网络的影响研究甚少。因此，作者瞄准复杂矿井通风网络解算及特征参数可调度研究这一新方向。在系统检索，分析和评述国内外已有成果基础上，自行开发了通风网络解算软件，并用于矿山通风系统的改造上；同时对网络特征参数的可调度性进行了探索性的研究，并运用耗散结构理论对研究结果作了理论分析。本文主要包括： 1．系统检索了有关矿井通风网络解算软件的已有研究成果，特别是统计分析了近十年的国内矿井通风网络解算软件的操作平台、用户界面、开发语言、数据存储形式、软件主要结构及功能等，在此基础上提出了本文的研究内容。 2．用相关的实际通风网络数据作为权值，并加以相应的约束条件，把实际的矿井通风网络转化为抽象的数学网络图，再根据矿井通风网络数值解算理论，应用Visual_c++语言开发了基于windows的矿井通风软件，实现了界面完全可视化，操作简单，极大的方便了用户。 3．结合科研课题“大冶有色金属公司丰山铜矿矿井通风系统优化研究”，给出了复杂矿井通风网络解算的实例，应用本软件对该矿山通风系统改造的几个备选方案进行选优，从而到达对通风网络改造、优化的目的。 4．在实际案例数据的基础上，采用单因子法对网络的特征参数进行分析研究。分析对象主要为各分支的风阻、初始迭代风量、初始给定的迭代精度，风机工况数据的准确性以及网络本身的复杂程度。通过改变上述的参数，利用网络解算，得到参数变化对整个系统的影响。同时对网络解算结果进行了误差分析，论证了网络解算结果的有效性。 5．把通风系统看成一个远离平衡的、有序的开放系统，用耗散结构理论对系统各参数进行探讨，试图用于矿井通风系统优化与控制的计算机模拟和为日常通风管理工作提供指导。

全文目录

前言  3-4
中文摘要  4-5
英文摘要  5-7
目录  7-9
第一章复杂矿井通风网络解算研究现状综述  9-16
  1.1 矿井通风系统  9-10
  1.2 近十五年国内外矿井通风网络分析成果评述  10-15
  1.3 综述结论与建议  15-16
第二章矿井通风网络分析基本理论  16-29
  2.1 基本术语  16
  2.2 通风网络中风流流动的基本规律  16-18
  2.3 网络解算迭代技术  18-21
  2.4 网孔选择  21-22
  2.5 矿井火灾实时模拟理论  22-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章矿井通风系统网络解算软件开发  29-42
  3.1 矿井通风系统网络解算的必要性  29-30
  3.2 矿井通风系统网络解算软件开发过程  30-39
  3.3 简单算例  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章矿井通风系统网络分析的应用实例  42-52
  4.1 概述  42-44
  4.2 矿井通风系统测定与评价  44-47
  4.3 矿井通风系统优化改造设计  47-49
  4.4 矿井通风网络解算  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章矿井通风网络参数可调度研究  52-71
  5.1 分支风阻变化对通风系统(主风机工况)的影响  52-64
  5.2 网络解算中迭代次数的影响因素  64-67
  5.3 矿井通风系统网络解算结果可靠性分析  67-69
  5.4 本章小结  69-71
第六章耗散结构与通风网络特征参数研究  71-78
  6.1 矿井通风系统耗散条件与网络特征参数  71-74
  6.2 矿井通风系统耗散行为与网络特征参数  74-76
  6.3 本章小结  76-78
全文总结  78-80
参考文献  80-85
致谢  85

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