[发明专利]矿井通风系统风量全局调节方法、装置及设备

权利要求书

1.一种矿井通风系统风量全局调节方法，其特征在于，包括：

获取矿井通风系统的通风网络模型；

基于通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整所述通风网络模型，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配；

基于井下通风风量需求和所述矿井通风系统对应的设定优化模型，生成至少一个待选的风量调节方案；

基于所述至少一个待选的风量调节方案与所述井下通风风量需求，确定最佳的风量调节方案；

其中，所述设定优化模型为多目标全局优化模型，包括以下优化目标：最小通风能耗目标、按需分风需求目标、最佳调节位置目标、最佳调节方式目标、最小调节个数目标及最大有效风量目标；所述设定优化模型的决策变量包括：所有未知风量分支的风量和所有分支的调节风压值；所述风量调节方案包括：通风构筑物的调节措施，所述通风构筑物包括以下至少之一：井下风机、风门和风窗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整所述通风网络模型，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配，包括：

采用基于回路风量的通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，得到风量分配计算结果；

基于阻力测定方式对巷道风阻参数进行调整，直至所述风量分配计算结果与实测巷道风量的对比误差在设定阈值内；

基于所述风量分配计算结果得到所述通风网络模型中风机的模拟工况；

判断风机的模拟工况与实际工况是否匹配，若否，则调整所述通风网络模型的模型参数，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定优化模型如下所示：

其中，Z为优化目标，ω₁为第一权重系数，ω₂为第二权重系数，ω₃为第三权重系数，ω₄为第四权重系数，ω₅为第五权重系数，ω₆为第六权重系数，ω₇为第七权重系数，N为通风网络的分支数，q_j为第j条按需分风分支的风量，r_j为第j条分支的风阻，Δh_j为第j条分支的风压调节值，h_N，j为第j条分支的自然风压，N_d为所有按需分风分支的集合，为第j条按需分风分支按需分风范围上限偏差量，q_j为第j条按需分风分支按需分风范围下限偏差量，n_j，a表示是否需要对第j条分支进行调节，s_j为第j条分支的调节级数，n_j，c表示是否需要对第j条分支进行增能调节或降阻调节，n_j，b表示是否需要对第j条分支进行增阻调节，q_t为矿井总进风量，Δh′_j为Δh_j的绝对值，J为通风网络的节点数，a_ij表示节点与分支的关系，b_ij表示分支与回路的关系，h_j为第j条分支风压的代数和，q_j，min为第j条按需分风分支允许风量下限，q_j，max为第j条按需分风分支允许风量上限，v_j，min为第j条分支允许风速下限，v_j，max为第j条分支允许风速上限，S_j为第j条分支的巷道断面面积，ρ′_j表示第j条分支允许忽略的增能或降阻调节量，ρ″_j表示第j条分支允许忽略的增阻调节量，Δh_j，min为第j条分支可调节风压下限，Δh_j，max为第j条分支可调节风压上限，N_a为通风网络中允许调节分支的个数，ρ_j表示第j条分支允许忽略的调节量，n_max，a为第一正常量，n_max，b为第二正常量，n_max，c为第三正常量。