《矿井通风系统优化原理与设计计算方法》

1 矿井通风系统1

1.1 矿井通风系统类型及构成要素1

1.1.1 拟定矿井通风系统的一般原则1

1.1.2 统一通风与分区通风3

1.1.3 进风井与排风井的位置5

1.1.4 主扇工作方式及安装地点6

1.1.5 通风网络8

1.2 矿井通风系统的评价12

1.2.2 定量评价13

1.2.1 定性评价13

1.3 通风系统优化选择的专家咨询系统15

1.3.1 专家系统概述16

1.3.2 矿井通风系统选择的专家系统知识库18

1.3.3 专家系统的推理机制20

1.3.4 人机接口22

1.3.5 系统应用23

2 矿井风道断面优化27

2.1 井巷费用计算27

2.1.1 井巷基建费27

2.1.3 通风动力费30

2.1.2 维护费(经营费)30

2.2 风道断面优化31

2.2.1 风道最优断面31

2.2.2 风道合理断面34

2.3 多排风井系统井筒最优断面及个数38

2.3.1 数学模型39

2.3.2 过渡限值计算分析42

3 矿井通风网络46

3.1 基本概念及特性46

3.1.1 分支和节点46

3.1.3 回路、通路、树与割集48

3.1.2 网络及类型48

3.2 通风网络拓扑关系的数学表达52

3.2.1 通风网络图53

3.2.2 邻接矩阵D53

3.2.3 基本关联矩阵A54

3.2.4 树及其棵数55

3.2.5 独立回路矩阵B56

3.2.6 独立割集矩阵C58

3.2.7 通路矩阵P60

3.2.8 通风网络中各矩阵之间的关系62

3.3.1 网络基本参量65

3.3 网络参量及基本方程65

3.3.2 网络基本方程66

3.4 通风网络平衡图70

3.4.1 平衡图的基本性质70

3.4.2 平衡图与网络图的关系73

4 矿井通风网络风量自然分配75

4.1 回路风量法75

4.1.1 数学模型76

4.1.2 牛顿法77

4.1.3 Scott-Hinsley法81

4.1.4 线性代换逼近法82

4.1.5 回路圈划与风机特性曲线拟合86

4.2 割集风压法88

4.2.1 数学模型89

4.2.2 牛顿法91

4.2.3 PSH法94

4.3 节点风压法96

4.3.1 牛顿法96

4.3.2 JSH(主节点风压偏微分近似法)99

4.3.3 线性代换法102

4.4 风网解算方法的比较分析104

5.1 自然分风网络107

5 矿井通风网络优化107

5.2 控制型分风网络110

5.2.1 关键路径法(Critical Path Methad)111

5.2.2 通路法120

5.2.3 回路法123

5.2.4 平衡图调节法125

5.2.5 典型调控方案比较128

5.3 一般型通风网络130

5.3.1 简单角联网络的调节分析131

5.3.2 一般型通风网络的可分解条件137

5.3.3 用非线性规划技术进行全局优化150

6 扇风机优选164

6.1 机站最优工况的确定164

6.1.1 通路风压的分配164

6.1.2 机站的局部阻力166

6.2 风机优选168

6.2.1 扇风机数据库168

6.2.2 风机筛选171

附录1：矿山井巷立体图消隐计算源程序及说明174

附录2：非线性规划全局优化源程序及说明201