目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 礦井智能通風(fēng)研究的背景及意義 1
1.2 礦井智能通風(fēng)研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 智能通風(fēng)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 巷道斷面風(fēng)流場研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 巷道斷面風(fēng)速研究現(xiàn)狀 6
1.2.4 傳感器選址研究現(xiàn)狀 7
1.2.5 礦井通風(fēng)故障診斷研究現(xiàn)狀 8
1.2.6 網(wǎng)絡(luò)解算研究現(xiàn)狀 10
1.2.7 智能控制研究現(xiàn)狀 12
1.2.8 通風(fēng)系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀 12
1.2.9 礦井智能通風(fēng)與礦井熱動(dòng)力災(zāi)害防控研究現(xiàn)狀 15
1.2.10 研究現(xiàn)狀分析 16
1.3 礦井智能通風(fēng)理念及本書主要研究內(nèi)容 17
1.3.1 礦井智能通風(fēng)理念 17
1.3.2 本書主要研究內(nèi)容 19
1.4 研究方案 20
第2章 礦井通風(fēng)參數(shù)精準(zhǔn)智能獲取 22
2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與可靠性 22
2.1.1 礦井通風(fēng)參數(shù)“測不準(zhǔn)”原因假說及證實(shí) 22
2.1.2 礦井通風(fēng)參數(shù)“測不準(zhǔn)”影響因素分析 22
2.1.3 無外部擾動(dòng)的巷道通風(fēng)參數(shù)測量實(shí)驗(yàn) 24
2.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 27
2.2 巷道斷面風(fēng)流場 31
2.2.1 巷道斷面風(fēng)流場數(shù)值模擬 31
2.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果 32
2.3 巷道斷面點(diǎn)風(fēng)速與平均風(fēng)速關(guān)系理論 41
2.3.1 巷道斷面平均風(fēng)速 41
2.3.2 巷道斷面點(diǎn)風(fēng)速與平均風(fēng)速的關(guān)系 41
2.3.3 實(shí)驗(yàn)測試 41
2.4 風(fēng)速傳感器選址算法分析 45
2.4.1 最小樹原理算法 45
2.4.2 可變模糊優(yōu)選算法 46
2.4.3 靈敏度矩陣與模糊聚類算法 50
2.4.4 割集原理算法 52
2.4.5 算法分析 53
2.5 風(fēng)阻自適應(yīng)理論及計(jì)算 53
2.5.1 風(fēng)阻自適應(yīng)理論 53
2.5.2 風(fēng)阻自適應(yīng)實(shí)例計(jì)算 54
2.6 測風(fēng)求阻理論 56
2.6.1 節(jié)點(diǎn)壓能法 57
2.6.2 回路阻力平衡法 60
2.7 災(zāi)變時(shí)期通風(fēng)參數(shù)獲取的數(shù)據(jù)融合理論 62
2.7.1 數(shù)據(jù)融合概念 62
2.7.2 數(shù)據(jù)融合層次 62
2.7.3 數(shù)據(jù)融合算法 63
2.7.4 不確定數(shù)據(jù)融合 64
2.8 礦井通風(fēng)故障智能診斷理論與技術(shù) 64
2.8.1 阻變型故障理論 64
2.8.2 阻變型故障診斷 64
本章小結(jié) 69
第3章 礦井通風(fēng)實(shí)時(shí)智能計(jì)算 71
3.1 有源風(fēng)網(wǎng)理論 71
3.2 實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)解算理論 74
3.2.1 質(zhì)量守恒定律 74
3.2.2 能量守恒定律 75
3.2.3 通風(fēng)阻力定律 76
3.2.4 Cross法實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)解算數(shù)學(xué)模型 76
3.3 礦井火災(zāi)煙流動(dòng)態(tài)傳播理論 78
3.3.1 井巷火災(zāi)的過程 78
3.3.2 井巷火災(zāi)污染區(qū)域 79
3.3.3 火災(zāi)燃燒狀態(tài)及其風(fēng)流流動(dòng)狀態(tài) 79
3.3.4 污染范圍的確定 80
3.3.5 火區(qū)最高溫度的確定 81
3.3.6 火災(zāi)時(shí)期高溫?zé)熈鲃?dòng)態(tài)蔓延模擬方法 82
3.3.7 污染范圍內(nèi)巷道煙流溫度分布 83
3.3.8 通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的溫度計(jì)算 83
3.3.9 火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)仿真計(jì)算模型 84
3.4 礦井瓦斯爆炸沖擊波與通風(fēng)動(dòng)力耦合理論 85
3.4.1 瓦斯爆炸模擬條件假設(shè) 86
3.4.2 瓦斯爆炸沖擊波與通風(fēng)動(dòng)力耦合模型 86
3.5 礦井瓦斯爆炸沖擊波與通風(fēng)動(dòng)力耦合數(shù)值模擬 87
3.5.1 幾何模型及監(jiān)測點(diǎn) 88
3.5.2 邊界條件和初始條件 88
3.5.3 數(shù)值模擬結(jié)果 89
3.6 瓦斯煤塵爆炸機(jī)理 98
3.6.1 瓦斯爆炸機(jī)理 98
3.6.2 煤塵爆炸機(jī)理 102
3.6.3 沉積煤塵參與爆炸條件 105
3.6.4 煤塵顆粒受力分析 105
3.6.5 單相爆炸與混合爆炸對比 108
3.7 瓦斯煤塵在復(fù)雜管網(wǎng)中爆炸傳播特性實(shí)驗(yàn) 109
3.7.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建 109
3.7.2 瓦斯爆炸沖擊波、火焰波傳播規(guī)律 110
3.7.3 瓦斯煤塵混合爆炸沖擊波、火焰波傳播規(guī)律 118
3.7.4 瓦斯及瓦斯煤塵混合爆炸對比分析 131
本章小結(jié) 133
第4章 災(zāi)變時(shí)期礦井通風(fēng)智能控制理論 134
4.1 智能控制理論 134
4.1.1 智能控制的主要方法 134
4.1.2 智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 135
4.1.3 智能控制系統(tǒng)的特征 136
4.1.4 智能控制系統(tǒng)的功能 137
4.1.5 礦井通風(fēng)的智能控制理論 137
4.2 風(fēng)機(jī)變頻控風(fēng)理論 141
4.2.1 智能變頻局部通風(fēng)系統(tǒng) 142
4.2.2 局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)能原理 143
4.3 災(zāi)變時(shí)期應(yīng)急控災(zāi)理論 144
4.3.1 避災(zāi)路線的確定 145
4.3.2 最佳避災(zāi)路線數(shù)學(xué)模型及程序 146
本章小結(jié) 149
第5章 礦井通風(fēng)參數(shù)快速調(diào)節(jié)理論 150
5.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)量變化影響因素分析 150
5.2 風(fēng)量靈敏度與靈敏度衰減率 150
5.2.1 風(fēng)量靈敏度 151
5.2.2 風(fēng)量靈敏度矩陣 151
5.2.3 風(fēng)量靈敏度矩陣特性 152
5.2.4 風(fēng)量靈敏度衰減率 153
5.3 風(fēng)量靈敏度與靈敏度衰減率算法 153
5.3.1 風(fēng)量靈敏度算法 153
5.3.2 風(fēng)量靈敏度衰減率計(jì)算 155
5.4 風(fēng)壓靈敏度 155
5.5 礦井通風(fēng)參數(shù)快速精準(zhǔn)調(diào)節(jié) 156
5.5.1 礦井通風(fēng)參數(shù)快速調(diào)節(jié)的意義 156
5.5.2 風(fēng)量快速精準(zhǔn)按需調(diào)節(jié) 156
本章小結(jié) 164
第6章 礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性理論 165
6.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性算法 165
6.1.1 可靠性計(jì)算與可靠性評價(jià) 165
6.1.2 可靠性計(jì)算算法 165
6.2 通風(fēng)系統(tǒng)可靠度 167
6.2.1 風(fēng)路可靠度計(jì)算 167
6.2.2 通風(fēng)機(jī)可靠度計(jì)算 173
6.2.3 構(gòu)筑物可靠度計(jì)算 176
6.2.4 通風(fēng)系統(tǒng)可靠度計(jì)算 176
6.2.5 通風(fēng)系統(tǒng)可靠度計(jì)算中存在的問題 177
6.3 基于截?cái)嗾`差理論和網(wǎng)絡(luò)簡化技術(shù)的不交化最小路集算法 178
6.3.1 直接構(gòu)造不交化通路集 178
6.3.2 ESR算法原理 181
6.3.3 網(wǎng)絡(luò)簡化技術(shù) 182
6.3.4 網(wǎng)絡(luò)簡化在可靠度計(jì)算中的應(yīng)用 185
6.3.5 ESR算法計(jì)算過程 185
6.4 礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)可靠性計(jì)算 186
6.4.1 礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)可靠度計(jì)算原理 186
6.4.2 礦井火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)系統(tǒng)可靠性計(jì)算實(shí)例 186
本章小結(jié) 190
參考文獻(xiàn) 191