[发明专利]矿井通风网络解算方法及矿井通风网络预测系统

权利要求书

1.一种矿井通风网络解算方法，其特征在于，包括：

S1.根据建立的含有N条分支、J个节点的通风网络图G，初始化通风网络及风网数据；

S2.将所述N条分支按一般类型巷道、风机巷道、固定风量巷道进行分类，按风阻值升序排列后存储在SeqEdges数组中；

S3.根据SeqEdges数组中存储的数据创建最小生成树，并按余树分支类型分类圈划独立回路，独立回路数为M＝N-J+1，需迭代回路数为IterM；

S4.遍历所有需迭代回路，判断每个需迭代回路的迭代精度，若所有需迭代回路的迭代精度均超过预设的迭代精度Rol，则结束迭代；否则，计算每个需迭代回路的风量迭代值，对每个需迭代回路中各分支进行风量修正；

S5.单次循环后再次判断每个需迭代回路迭代精度，若所有需迭代回路的迭代精度均超过预设的迭代精度Rol，则计算所有需迭代回路的压降，若所有需迭代回路的压降均接近于零，则结束正常迭代，执行S6；否则迭代异常，结束处理；若某个需迭代回路的迭代精度小于预设的迭代精度Rol，则判断迭代次数，若迭代次数大于预设的迭代次数MaxNum，则已达到最大迭代次数，结束处理；否则跳转至S4重新进行迭代；

S6.计算只在固定风量回路中的树枝风量；

S7.对于按需分风的固定风量回路，计算固定风量回路中每个分支的不平衡风压值；

S8.处理反向分支，根据网络中的总风压和总风量计算通风网路总阻力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按余树分支类型分类圈划独立回路包括：

采用基于生成树的网孔圈划法：通过定义余树分支添加到生成树上的次序来保证闭合环的独立性，然后利用Dijkstra算法搜索最短路径来保证搜索的是最小闭合环；具体地，创建一颗通风网络的生成树，将余枝逐一回代，添加到生成树上，每添加一条余树分支，得到一组闭合环，通过最短路径算法，计算该余枝两端点间的最短距离，同时比较所有余枝的最短距离，选择最短距离最小的余枝，优先添加到生成树上，直至所有余枝都添加完毕。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个需迭代回路中各分支进行风量修正包括：

第i个回路迭代式ΔQ_i的计算公式为：

式中：ΔQ_i为第i个网孔的风量增量值；Q_ij为第i个网孔中的第j条分支的风量值；R_ij为第i个网孔中的第j条分支的风阻值；F_ij为第i个网孔中的第j条分支上的风机工况风压值；N_ij为第i个网孔中的第j条分支的自然风压值；α_ij为第i个网孔中的第j条分支的上的风机特征曲线斜率；k为第i个网孔中的分支数。

4.一种矿井通风网络预测系统，其特征在于，包括：

预处理模块，用于根据建立的含有N条分支、J个节点的通风网络图G，初始化通风网络及风网数据；

排序存储模块，用于对所述N条分支按一般类型巷道、风机巷道、固定风量巷道进行分类，按风阻值升序排列后存储在SeqEdges数组中；

最小生成树创建模块，用于根据SeqEdges数组中存储的数据创建最小生成树，并按余树分支类型分类圈划独立回路，独立回路数为M＝N-J+1，需迭代回路数为IterM；

风量修正模块，用于在所有需迭代回路的迭代精度低于预设的迭代精度Rol时，计算每个需迭代回路的风量迭代值，对每个需迭代回路中各分支进行风量修正；

判断模块，用于判断每个需迭代回路迭代精度是否超过预设的迭代精度Rol；

计算模块，用于计算只在固定风量回路中的树枝风量；

所述计算模块，还用于对于按需分风的固定风量回路，计算固定风量回路中每个分支的不平衡风压值；

所述计算模块，还用于处理反向分支，根据网络中的总风压和总风量计算通风网路总阻力。