Vo
1.
23
No.3
Sept.
2008
湖南科技大学学报{自然科学版}
Journal of
Hunan
University of Science & Technology( Natural Science Edition)
第
23
卷第
3
期
2
∞
8
年
9
月
存在凤阻未知分支的大规模复杂通凤网络解算方法
陆秋琴，黄光球，姚玉霞
(西安建筑科技大学管理学院，陕西西安
71
∞
155)
摘
要:在一个复杂的地下矿通风网络中，通常存在风阻或风量无法直接通过工程的方法事先测量出来的分之，为复杂通风网
络中分支风流特征突然改变的原因推断带来了相当大的困难.为了解决此问题，利用通风系统节点风量平衡定律、回路风压平衡定
律和通风系统中其风阻位或风量值可事先测量出来的部分分支的信息，重新构建了通风系统风网解算模型.通过对该模型的严密
理论推导，获得了一种新的风网解算方法.该算法还可进行通风系统漏风点辨识.图
1
，参
9.
关键词:矿井通风;通风系统;风网解算:漏风点辨识
中图分类号:1D
725;TPI8
文献标识码
:A
文章编号:
1672-9102(2008
)03-0090-04
假设风量已知(可事先测量出来)的分支编号集
合为
:A=
{jt.
h
，
…
，
ju}
，
集合
A
中的分支称为风量观测
分支
，
jj
为风量观测分支的编号
，
U
为风量观测分支数.
各风量观测分支所测得的风量集合为
{Q/lj
ε
A}.
(3)
另外，还能事先测定通风网络中部分分支的风
阻，其编号集合为
:B={
儿
，
k
2
，
…
，
kv}
，
集合
B
中的分支
称为风阻观测分支
，
k
j
为风阻观测分支的编号
，
V
为风
阻观测分支数.各风阻观测分支所测得的风阻集合为
{R/ljeB}. (4)
其它分支称为可调分支，可调分支可能仅风量未知、
仅风阻未知或风量和分阻均未知.
假设通风网络的余树分支编号集合
D
为
:D={r
t.
巧，…
，
rM}
，
式中凡为回路
k
的余树分支编号.
式(1)和
(2)
可构成
N
个方程，其中式(1)确定
J-l
个独立方程，式
(2)
确定
M=N-J+l
个独立方程.这是一
个大型非线性方程组，可用台劳公式将其线性化才可
求解阴.式
(2)
可转化为
地下矿经过长达数十年开采后，其通风系统变得
非常复杂.在通风系统中，通风巷道(又称分支)因破
损而漏风，会引起通风系统中风流失去稳定性.由于
风网中各分支间固有的相互联系，某条通风分支出现
上述问题，将会影响其它通风分支的风流变化.当这
种有问题的分支较多而又分散时，通风系统中分支的
风流特征(即风流大小和流向)会发生根本性变化.然
而，当通风系统复杂时，利用人工的方法要找到通风
系统中分支风流特征发生变化的原因往往非常困难，
到目前为止在国内外该问题仍未得到很好的解决问.
迄今为止，所有的通风网络解算方法均假定所有分支
的风阻均为已知值.现在的问题是，如何求解一个既
包含已知风阻值和风量值的分支，又包含未知风阻值
和风量值的分支的通风网络呢?
通风系统风网解算统一模型
根据文献
[4
，
5]
可得风量平衡方程和风压平衡方程:
N
Zα
ijQj=
旧
，
2
，'''，
J.
l
工业
AQf)+
工业
ARf)4
，
i=LL·-1·(5)
抖，
MOa
J
jfh
矶
、
IJ
唱·且
'''飞
五
=ZbAG|G|4
月
(Q)]=O
，
i=1
,2
,'"
,
M.(2)
收稿日期
:2
∞
8-03-17
基金项目:教育部博士点基金资助项目
(2
∞
70703
∞
9);
陕西省自然科学基金资助项目(∞，
7E217);
陕西省教育厅专项基金资助项目
(07JK076)
作者简介:陆秋琴(1
966
斗，女，广西武鸣人，副教授，博士生，从事矿业系统工程的研究.
90
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