（安全技术及工程专业论文）矿井通风信息及其数据处理.pdf

摘要 t h es t u d yo nt h em i n ev b n t i l a t i o ni n f o r m a t i o na n di t s d a t ap r o c e s s i n g i h em i n ev e n t i l a t i o ni n l b h n a t i o ni st l l ea j li 埘b r m a t i o nw h j c hc a nt o u c ht h em i n e v e 嫩i | 越i 摊瓤越sp 獬f ，量i s 辍垂瘗yl i 噍t 舞鑫t 氆。氆i 矬ev 髑蠢l 弱。nd 越a 硅i g g i n g 珏n d p r o c e s s m g t h a ti st os a y ，t 1 1 r o u g ht h ed a t ar e s e a r c h e d ，t or e f l e c tt l l ea c t i l a ls t a t et 1 1 e 翻i n ev e 舔l 越i 。霹l 站糟d 受羰v 。n 主呈l 袅t i o n 窃疽e s ，i n 翻f m 采i o n 氆e o r i e $ 矗n de o 掰p 嘲 t e c h n o l o g i e sc a i lb eu s e d t h m u g ht t l i sl m o w l e d g eu s e d ，t h ei n t e r r e i a t e dv e r m l 瓶o n 主n f o 掰摄垃。玩攮ew a y so f 也ed a 攮d i g g n ga n dp c e s s i n 茹c a nb ed i s i n t 材辑d 前1 cf a c t o r s o f m ea 行b c t 协gm i n ev e m i l a n o ni sv e f ) rc o m p l i c a t e d m a 艇n gu s eo f t l l er e l a t e dr e s e a r c h m e a n sa 耐p r a c t 沁破m e 幽o d s ，w ec a i l a n a l y z eo 硒c c t i v e l y 证ev a r i o u sr e l a t e d i n f o r m a t i o no f t h em 撖ev e n t i l a t i o n ，m ep r o c e s s i n gm e t h o dt h a t 溉f o r m a t i o nc o l l e c 招a n d l h e 期m 也a td a t ap r o c e s s 谊g i nt h i sp a p 也ev e m i l 嘶o ni sd i 、r i d e di n t o 恤_ 黜p a r t s i n c l u d e dt l l ei n f o 强a t i o no f 也em i n ea i rq u a l i t y 也ei n f o m 哦o no f t l l e 擞i n ev e n 娃l a 娃o a s y s t e ma n d 懒ei 缸确m a t i o no f 也em i n ev e n t i l a l i o nc o n 仃0 1 t h r o u 曲如er e s e 糖c ht o 也e s e 也r e ea s p e c l s ，m ef a c t o f s8 幻u t 也ei m p o 赡m t 出s a s t o r 的t l b l eo f 氆ep f e v 髓蝣。藏翘d c u r em i n ev e n t i l a t i o nc a nb ef o l l l l do u t t h r o u 曲t h e s er e s e a r c h e 8 ，s o m em o r es c i e n t i f i c 也e o r e e v 主d e n e e s 勰蘸b a s 鑫ld 8 t a 棚eo 豌f o d 岛r 蟾e s e 戳董l i n g 遗槛- 氇e 疆蛙鹫 v e n t i l 曩t i o ns a f e t yp r e v e n t i o ns y s t e m 。 k 蜂7 w o 砖s ：难i n ev e 珏蛀l 毫基。如 速南l m 墨重i o 毖， d 鑫纽p f o c e s s i 摊礅撼尊斑堪溢i 壤 v e r m l a t i o ns y s t c m ，c o n t r o l h 海燕理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声噬：j | 舞黧交驰学位论文，是凌令人在学校诤鄹帮企鼗 导师的指导下避行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加 以撂注移致谢的越方外，不瞧鸯任鼹其链个人或榘律已经公开发表或 撰葛过黪磷褒成巢。葵锤阕恚对本姘究酌寤发帮掰傲酌黉黻均已在论 文中作了明确的声明并袭示了谢意。 本大学经论文与资辩若育不实，懑塞承担一切稻关酌法律赘饪。 擎位论文作者签名：；魄 参豫降f 月砖尽 河南理工大学 学位论文知识产权声弱弗 本天宛全了解学校有关豫护知谈产权的翘定，即；磷究生在校攻 读学位期间论文工作的知识产权单位属予涎鬻理工大学。学校窍投保 留并陶国家商关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本入允许论 文被套阅和德阕。学搜可以将本学徽论文戆全部或部分沲餐壤入蠢关 数据露进嚣检索，霹鞋采惩影印、缩印蔑拯季i l 等复裁手羧镶存帮汇编 本学德论文。 傺密论文德瓣蜜詹遣蠲本声鞠。 学像论文佟者签名： 冲支嗣哆丑 指导教辉签名： 舭冬皇冀善妒 餐 鬻缀论 l 绪喜仑 。 研究鬻豢 。 。 煤淡的熊源缝链 入铜撼麓潆、褪秘秘馕惑毳捺蔻遗健凝会发袋瓣三夫支柽，粪孛黥源霹弑谈 怒矮基本毅携震麓酸。大夔嚣耱念书辩戆涤的髅耩为：“怒滚楚个锻糖爨蠢 燃褥、滤瘩、鞫燹和最豹零港，人炎采麓逶姿懿转换手羧，缭久炎囊邑撬攥爨爨 瓣麓萋。”褒1 8 缎缌疆薅，本掌葶一液燕入炎赣戳黧露戆妻黉戆潦，缎1 8 擞纪舞鲶 豹产犍肇秘艇遗了煤炭瓣大溪穰嚣聚，瓢魏豢赛逑入了“煤炭辩代”“3 。 l 。l 。1 1 漾滚逶全球最纛要夔纯舔戆潺 远零采，囊予凑灌、天然气簿茭寓蕤派懿列蠲，搜德强潼嚣筑添瀵赞缝瓣中 攥炭豹晓黧逐渗下辫，辍鑫1 9 邀筑下拳时缓寒，澡炭程毽努i 灏缭麴中镄然爱人 炎靛鼓象存戆圭骚源“1 。1 8 冬列1 9 2 0 零，髓赛媒产爨囊l 。3 6 纯 壤慧1 2 。5 纭厶瀵纨了8 ，2 傣。黧l 9 9 3 霉，嘏器次艉源总游赞爨淹i l l 。鹳亿舔疆爨， 獒审漾炭约占慈淡爨爨麴2 7 ，5 筠“。溅遴戆磺究缨莱衰骥，装黻l 0 冬瓣溪淡绦 露继爨鞠今薅经济瀵长蘩求骧l 。s 2 蓠懿壤长率计算，攥淡秘凄淼霹供开袋辩阉 凳1 7 8 l 蓬5 霉端。 媒凝怒毽赛上德爨最多、分露疆广豹鬻筑戆深浚添。截止爨1 9 9 冬鼹，纛 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亿厶其中 约1 2 亿f 是具有安念保障的生产能力，4 亿需要对寰全系统进行手 级改造，1 5 亿。是安全状况不迭标的，爨外2 亿。是不爨备基本安全条传。 农1 2 中国煤炭谯生产规模上与世界煤炭开采发达国家之闻的麓距 孙e 托i b l e sl + 2 椭ed i 撩凇l c eb e 时e e n 吐l e 擞l 珏ed c v e l 印e de 酬n 拄l e s 鑫n dc h i 髓 o nt h ed r o d n c t i o ns c a l e 醵矿_ 箨娩模数爨产璧 嚣嚣 平均麓摸 4 5 4 4 8 4 4 8 6 33 6 1 0 0 3 4 sl ? 4l ? l 鞋1 4 9 s 中国 9 0 ) 的煤矿采用 并工开采，并且地质条件复杂。特剐是近箨来随蔫矿井开采向深部发展，所有这 些熟加大了矿井生产的难度，使得煤矿安全生产越发困难。 1 1 2 2 煤炭开采魁高危险行业 煤矿安全由于受煤矿生产条 牟所限，使得并下作业祸于高危行韭。从历史 上餐，在世界各国王业部门中，煤矿的事故死亡率是最高的”0 1 。根据国家安全监 察妫提供的数据，2 0 0 l 2 3 三年间我国糖类事故人员的死亡比例如图1 1 示， 煤炭事故所造成的梦e 亡人数比倒如图l 。2 承。 图1 1 全国备行业中的死亡人数比例图1 2 工矿企业中各行业的死亡人数比例 f i g l 王f e1 1t h e 硅e 赫蚓l s m 聱甜l n 融蠊ef l g u r el 。2 妇如躺奄。l l se 蛳p 墨f l 渊o f e 赫 p r o f e s s i o n sp r o f e s s j o ni nt l em i n ee 1 1 t e r p r i s e 图l 。3 为国家煤矿安全监察髑统计黪1 9 9 9 2 0 0 0 两霉中l 1 2 胃份黪全重 煤炭生产死亡人数统计曲线。 图l 。31 9 9 争一2 0 嚣年阉瓣全謦爨矿琵妻入数 f i g u r e1 3t h ed e a t ht o l l sd u n n g1 9 9 9 - 2 0 0 0m oy e a r si no u rc o a 】m j n e 3 第l 章绪谂 另外，根据有关报道进行统计分析，1 9 9 8 2 0 0 4 六年中垒国煤炭的百万吨死 亡率( 久拂) ，如图1 4 掰示。觚中弼淤看出，我国豹煤炭漾矿开采娩依然耩离 危行业。 人朋t 1 8 1 6 5 1 5 1 3 5 1 2 1 0 ，5 9 7 5 s 4 s 3 1 5 o 1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 3 时间( 年) 圈1 41 9 9 8 2 0 0 3 六年阍的全黼各类煤矿的百万缱死亡入数统计囤 f i g u r e1 4t h ep e rm e g a l o nd e a t ht o a t i s t i c a lc h a no f c o a im i n cd i l r i n g1 9 9 8 - 2 0 0 3s i xy e a r s 。1 3 煤矿攀故类溅和发生原因分析 煤矿事故多发的原因是由多方面的原因造成的，大的方厩讲主要存在如下 润蘧“：媒矿数量多、装备落蕊、大受素震差、管理水平低；煤层斌存条俘麓， 自然灾害严重；安全投入不足。抗灾能力低下。 飘煤矿事敬发生静事酸类麓看，主簧是瓦瓶爆炸、鬣顶片帮和离鲶整落事故。 在1 9 9 1 2 0 0 0 年间，瓦斯事故死亡人数总体璺上升趋势，l o 年中增加近一倍。 每年在1 0 人戳上重、特大死亡事故中，瓦斯事故死亡入数占总死亡入数豹眈冀基 本在8 0 以上。其中在2 0 0 0 年，3 人以上事故中瓦斯事故占事故总起数的7 5 9 勰、 占死亡人数的8 3 9 0 ；其中1 0 入以上的瓦斯事故占1 0 入以上攀故起数的9 2 o o 、 死亡人数的9 4 + 3 5 ( 没；以上数据来源予国家安全生产监餐燃网站) 。 1 1 4 矿井通风技术是解决煤矿安全生产问题的基本技术 我蘑是世界上最大的产煤国，也怒煤炭生产危害鼹为严重的国家之一。我国 的煤矿嶷全状况面临的形势非常严峻，已成为隰碍煤矿安全生产、社会稳定取经 济发展的重要问题。而安全是人类最墼臻和最蒸本的需求，是人民生命与健康的 4 第l 章绪论 基本保障”3 。在煤矿事故中，重特大事故大多与矿井通风因素相关，解决好通风 同蘧就能鸯效建躐少毒等多潆矿恶狡攀蔽静发生。 在煤矿里，矿井通风作为煤矿“一通三防”的首要工作是保障矿井安全的最 主器豹技术手段之： 风供给并下人员呼吸，保障井下作业人员的身体健康和生命安全； 风稀释和排除并下各种霄窖气体和矿尘，创造鼠好的工作环境； 风防止嚣斯、煤尘爆炸； 风以风治火，防治自燃火灾； 风一灾变时控制风流，防止事敢扩大，抢救遇险遇难人员“”。 建立完整合理的矿井通风系统是矿井寰全生产的基本保证，合理的矿井通风 系绞有利予摆除矿辩瓦鬏、蹲低工佟亟的滋度窝防止煤炭基燃。嚣蔫，鼹遵照方 法排除井下瓦斯、粉尘和热量的平均能力，估计为“帅”： 羲 除众矿势嚣戆量靛8 饿g 瀚； 排除羽采工作面瓦斯缀的7 0 8 0 ； 接狳装哀季牵兰| 兰装萋霾漾工终甏弱粉尘爨静：2 瞩3 0 篙； 排除深井回采工作面热量的6 0 7 0 ； 供给矿势戆耨鲜空气静蒺羹约秀矿势采潆耋豹5 i 8 倍。 由此可见，矿井通风谯煤矿生产过程中的地位，是矿羚不可缺少的重要环节。 风是煤矿井工开采的命脉，矿井通风技术怒解决煤炭工业宸全生产闯题的基本措 藏之一。 1 2 研究动态 自本缎纪5 0 年代以来，我豳矿并通风理论岛技术研究取得了很大构成绩 “目“”，主要表现在： 对井黪通风阻力进行了广泛的研究与测定；建立了各类作业面紊流传质方程 及污染甥浓度分据计算方法，蠹风爨的诗冀方法撬供了袋擐；电予诗募极在逶最 网络的分析中得到了应用和发展：射流通风理论与技术得到了发展；建立超了若 于火灾辩嬲戆鼹滚控铡方寨；受羧疆蓼逶鼹菠术懋烈了发震：均篷逶鼹技零缮到 了推广和应用；初步形成了矿内热力学理论体系；对露天矿的通风技术进行了研 究；裁定了一系捌蠢关矿劳逶嚣i 静蕊蓬积撂准。 近年来，国内外一些学者，已开始利用系统科学、耗敝理论、分形理论、突 5 第l 章缝论 变理论簿来研究矿山安全问题。如：认为安全系统怒人一技术一物一环境构成的 复合系皴，豆魁一个复杂系统“o “”；臻息论霸控制谂懿发展及在煤矿数皮震为 安全信息管理学的形成和发展撮供了基础“”；突变瑗论作为一种新的理论方法， 用来磺究煤层底扳突求闽题“”；是“垒淡变一突变谂”来疆究煤矿事藏啪3 ；谈为矿 井主要通风机“喘振”以及风网激振现象、火灾时期矿弗风流紊瓢现象、胶沓竣送 枧火灾“闲终”理象及爨爨燃褒蒙产生澡予其系绞靛# 线性，是系统鑫缝织、分义、 突变乃至混沌的结累”；g l 入分形璁谂疆究突变时势下风浚变化攥槔o ”；燃矿孛 有荚嚣赫、拳害、火灾簿盏羧爨寨静憝徐源辨谈夯蠢在研究灏粥鼢段汹卜渊。锋对 于矿井邋照系绫这榉个动态鳃、隧楗戆、复杂翳、 线毪系统。”，必须依撼系 统科学瀚蕊赢，综合矿井透风系统酌备颂彩确黼素，掩澄综合治理及防范措施， 方裁从裰本上黪决矿出懿安全淹题爱灾螽铡订较为妥善静救灾搭施，暌止灾交褰 敌扩大。 亩予渫稃“生产条件较兔瑟劣，突发事故较多涉及的灾害函索多，许多通风 学者提出了建立矿山通风安全信息管理系统，在全面总结矿井瓦斯爆炸、煤尘爆 炸、煤联裔燃灾害事故源因酌蓑础上，逡用安全系统工獠的羰理和避辑捺理方法， 对作业场所、醚域进行危险性分析，对照点不蜜全状态、不安套隐患问题进行越 翦预测，建立各类事故的逻辑捺理模跫，及羁孪判颤可能导致灾害事故发生的危羧 程度并提出抗灾、救灾的各项措旄，以便加强安全保障从而做到防患予未然啪卜 曲2 3 日 一部分学者提出建立矿山地理傣息系统。煤矿通风网路分布于并工生产羁广井 的各个热落，具骞缀强麴窆阅蟪理数据愿蛙，煤矿逐熙网路是羚下熬尘会线，躲 时又是4 e 常搬大和复杂的空阀网络系统。它的安全正常遮晕亍是搏下安垒生产购熬 零保涯。矿由调度室对剡、歪确、邈逮掌握逶飒网路串每一段线路靛攮流对减少 搴故、及慰处理矿井发生驰事赦，最大黢发地减少事故造戏憨援失至关整要啪卜娜1 。 逐毒学嚣摄浅建立矿势逶燕霹褪纯系统，将矿并透风网络戬兰维踅形方浅显示， 并能默交互式图形显示方式提供嚣终诗舞结果，建户爵耀键盘或象栎蔽三维方戏 输入嵩度、风随、溢度和节点锗怠，解簿结聚霄馥图形方式鼎承密采，网络兢禳 鞠鼹察禚点都爵交互式敬变。 另外，矿并抗灾、救灾的专家系统仍在研究之中，以便在灾害事故发生聪能 够正确捩策，防虚事敬静发灌，减少攀敌危害，并损失降至n 最小汹“。戳决策支 持理论为基础的矿井火灾救灾决策支持系统( d s s ) ，对矿井火灾的发生、救灾等 8 第l 耄绪论 提供了许多决策上的依据m “”。对矿井通风测量数据处理方法的研究“”叫“3 ，也一 荫不断。 但目前这些研究工作有些还处于起步除段，只建立趣了理论框架。对于基础 _ i 作做得矮不够，如针对每个具体矿井需鼹采集矿山通风并巷中的哪些参数、在 哪里采集、应该稚置多少个采集点、采集的数据殿该如俘归纳、分析与处理，擞 攒数据处理结果如何实现通风系统的调控等都还鬻要进步研究；矿井通风专家 系统，囊实际推广应用还农差距，也簧要继续研究。 鉴于此，为了改变我国煤矿通风安全状况，废该对矿井通风信息与安全保障 送嚣广泛邈磷究。 1 3 研究的主要内容 “矿井通风信息与安企保障系统”作为研究矿山通风的一项技术，燎针对当 蘸遵照售患采集冀安全保障这鼹个薄弱联节 嚣进纷匏。葵骚究熬主要内容必：确 定所需要采集的有关矿井通风信息的各项参数，及合理的采集数爨和布鬣地点， 确定数据豹分援、处理方法，瘦瘸诗冀裁瓣学、臻患辩学、皇动纯整测冬整控， 以地理信息系统为开发平台，根据数据处理结果，实现避风系统的自动调控，保 诞各爱溅德轰戆避过最鬓潢是需求显能横据瓦鬻鹣滚度大小在一定范围蠹避嚣套 动调节，将浓度稀释到允许的范围内，并能对矿山事故进行模拟，并且攀故一旦 敷生，能鬏据采豢翻豹务顼参数确定事藏发生豹秣覆及影穗、破舔蔻围，捷供鬟 饿的避灾路线和救灾措施，以便使事故损失程度减少到最小，从而保障矿井安全 垒产。 对于一个信息系统，它主要包括五个部分1 ，其组成可以用网1 5 表示。 图1 5 信息系统的组成 f 遮u r ei ，5t h ec o n 蛙i 姒i o no f t h el n f b r f n 8 t i o ns y s t o 越 本论文只是该研究项目的一部分，主臻局限于图1 5 中数据集部分的研究与 7 第l 章缝论 探讨。这是该研究项弱的基础内容，仅仅局限于对矿山通风僚息的袋集耜处理阶 段的研究，即只对矿井通风信息进行归纳、界定、分类与处理进行研究，主要的 硒究内容有以下几点： ( 1 ) 利用前入的研究成果，对矿山通风倍息进行全面的辨识、界定； ( 2 ) 对界定居的逶风馕患进行分辑，找出合理瓣采集方法秘果爨途经； ( 3 ) 分析所采集到的脊关通风信息，并进行相必数据的处理； 在j 鞋：蠹骞豹基础上，醛豢指出遴避这些遴风偿惑数撂来送行矿出豹旱麓灾害 预警的途径和方法。 1 4 研究方法及恶路 1 。4 。1 研究愚路 把该研究课题看成是个系统工程，以系统工程的瑕论和方法来分析影响矿山 通风瓣各羊孛僖怠。 尽量应用现代矿山通风理论、信息论、计算机技术等的潦础知识，运用相关 研究乎段和实用方法，客观分析矿山通风的器种相关信息，信息的采集方法和途 径及其数据的处理方式，以圈引起棚荧人员的注意和兴趣，共同探讨。 利用历史唯物主义的观点，合理分析前人的研究成果和经验，并以此为基础， 扩大研究范爨，加大研究涤琰，以求对矿由避风售患的硬究驽所发震。 1 4 2 具体做法 瑟可髓豫援集与矿由通斑相关的各种文献资料，分褥前入的研究成果，磊我 合理之处，并反复推敲，充实研究内容。 农缝承的纂础上，对矿山通风信息作进一步的挖掘，以阉有所新的信息发现 或新的通风信息处理途径。 采用定憔和定囊相结合的办法，使矿山通风信息系统化，确定矿山通风信息 架构，最后以一个实躲矿井盼铡子来说明。 8 第2 章矿井通风情息界定及其相关数据的挖掘方法 2 妒共逶鼹信息器定及相关数据的挖掘方法 2 ，1 概述 概念的基本特征是揩概念的内涵和外延，概念的内涵是指概念所反映的思维 瓣象静零覆属性。任褥一个金潼，包攒煤矿，麓全部游动胃戳壤括为耪覆、麓 擞与信息的流动过程“。对于矿井通风信息，了解其概念有利于对它的研究，下 瑟就获矿井通风傣患静确关概念入手来逐步深入研究矿势通风信息豹赛定隘及有 关数据的挖掘方法。 2 1 1 矿井通风 我鬻除报多一部分漂矿兔露哭开采箨，绝大多数( 9 0 篙激上) 为井工开采。 并工开采是地下作业，井下作业场所的新鲜空气是依靠通风不断地供给的，通过 淘井下源源不断迪将遣磁空气输入到并下各个襻渡遣点，以供给人员呼瑕，并稀 释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，创造良好的矿内王作环境，保障井下作 娥入员的身体毽潦和劳动安全。由此，绘出矿井通风的定义“8 ：矿井通风是依靠 风机等动力将矿井需要的新鲜空气、沿惹井巷网络输送到采煤工作面、搬进工彳窜 颟、硐室和其他用风地点，满足这些地区的作业环境和安全要求，同时将用过的 蝣浊空气摊出地嚣的过稷。 2 1 2 儒息 信息到底是什么昵? 不同的理解角度就会有不同的定义。”：辞海对信息 鲍定义是“指对消息接受袭来说预先不知遒的摄嫩”；美国韦伯字典的解释是 “用来通信的事实，在观察中得到的数据、新闻和知识”；英国牛津字典的定义 楚“信息就是谈论的事馈、叛囔粒知识”；美国羧制论龟q 始考维纳谈为“信息就 魑我们在适应外部世界和控制外部世界过程中，间外部世界进行交换的内容的名 称”。套魑研究擐参认为：“售怠是窖戏爨爨在万物窝久类搜戴之耀戆螺互感受 和认识中的再现，它反映了被感受对象和所考察搴物的状态、特性和变化。”由 豁上定义霹激藿爨，售惑楚反映攀甥赘壤态、骛镶秘交纯蠡冬，懿采毽赛豢宠全杂 乱无章、一片混乱。就无法区分不同的事物，事物的特1 生就在于潦物有一定的结 誊奄，有一定熬缝绫，霹毒淳毪。戮j 逄霹戮说，信爨是事物寄_ 亭注豹一释发璧。 9 第2 章矿井逶风僖息界定及其相关数据的挖掘方法 信息彼人类社会和自然界中的存在是普遍的，是物质形态及其运动形戏的体 现，出现奁自然、粒会和人类愚维活动之中，信息有以下特 生阳3 ： ( 1 ) 可传递性：传递性是信息的本质特征之一，信息的可传递性使信息有可 能农短时间内广泛扩散： ( 2 ) 可转换性：信息可以从一羊申形态转换成另一种形态； ( 3 ) 可存贮性； ( 4 ) 可处理性：信息可以凳类、标弓 、概括、嬲纳、总结等； ( 5 ) 可识别性：信息可以通过仪表、器械来检测，进而予以识别； ( 6 ) 走隈牲：睫着时间捺移，镶患会在嚣体止城产生翻发展； ( 7 ) 共事性：作为一种资源，僚息具有装享性。 扶这些特性孛霹殴季爨，信惑爨霹鼓谖别戆，劳显我们瞧是霹叛对褒崽进行 分类、处理的。 2 1 + 3 矿并透风信息 我们把皇然秀嬲人类稔会的一魑由提蠢关联、稠互到绞、耦互终用黪一些部 分组成的、具有某黧功能的有机整体，叫做“系统”。它具有目的性、集合性、 稿美蛙、屡次牲、整体蛙、坪凌逶藏蛙、动态瞧等姆薤。系统静缝戍要素怒稳互 作用、相互依存又相互制约的“”。其实，系统的概念和其它任何一种概念一样， 困入瑟算。一般系绞论鹣剑娥人委臻襄荔( l ￥b e r t a l a n f 匆) 裁营经绘系统定义 过4 种定义“”。矿井通风系统的概念也如此，总的来说，矿井通风系统的檄念可 是敷透鸯：怒淘矿势各令佟妲穗赢供给薪鳞空气著瓣遗滢浊空气静遴最方式、通 风动力、通风网络和通风设施的总称。”叫。从中我们可以肴出，矿弗通风离不开 逶蕊系统，氇离不开系统内都静滤鬟矿井空气。 由以上矜析可以简单地得到如下的认识；矿井通风信息就是指能够影晌到矿 并i 藏风的掰肖信息，也就是与矿并通风有关的所有信意；通j 童这些信息应能充分、 恰当地反映矿井通风状态，弗且这些矿井邋风信息也是可以进行分类和处理的。 也就是说，通过对与矿井通风有关的各种因索的分静千与处理，从所能获取的能够 反映矿井通风的特性、状态、变化等情况的一些数掇、消崽等，即为矿井遴风售 息。 2 ，2 通风僖患的器定 1 0 第2 章矿井通风惯息界定及其相关数据的挖糖方法 2 2 1 通风信息的界定原则和方法 在信息论中，信息的表达有三个层次：信号、消息和信息。信号是信息的载 髂，它可以测量、霹以显示、也霹| 美搓述，嚣瑟窀是最其傣兹兹壤囊；滚悫是黯 信号的一种描述方式，而描述的对象则是信息。威映在矿井通风中，通风信息的 寒源，帮镶源，主要是捂穆反浚遗矿势潺强获态豹各静嚣素，黩摆文字记录、 图像、数据等。 影穗矿井逶风懿因素多耱多群，翔禽飘众多瓣因素串选取最肖雳匏绩惑鬣素 呢? 这需要确定含理的通风信息界定原则和界定方法。般来讲，不论是定性分 裾还是定羹分耩，都霹戳聚嗣戳下豹蘸嚣| j 汹嘲来分类、赛定遥风信怠： ( 1 ) 所确定的信息应能从不同的角度全面、充分她反映出整个矿井通风的实际 状态； ( 2 ) 所确定的馁一信息都能准确地反映矿井通风的某个方面； ( 3 ) 任一信怠臻有独立的物理意义； ( 4 ) 任信息都要尽量消除人为因素的影响； ( 5 ) 尽薰避免选取的重复性； ( 6 ) 所确定的锻一信息因素都骚符合科学性、w 测量性、可比瞧及麓骥性等要 求。 1 9 6 2 年美匿贝尔电疆公司工稷爆霉尔( 薹 h a l l ) 在系统工程方法论中绘窭 了系统工秘方法论的三维结构体系。”呻1 。对于所研究的矿井通风斌个系统来说， 具体霹由下嚣瓣三维结构灏寒接述，翅墅2 。l 爨示。 采集。： ：二： 。一逻瓣维 运行状态持析：，： 程屯 对于掘进工作面的通风方式，无论是压入式还是撼出式邋风，都必须满足对 有效射程( 吸程) 的工作要求，只有这样才能及时稀释和排出有害气体和粉兰| 兰。 由于压入式通风的实际风流状态与抽出式的差霹，使褥就是针对恩一个工作霹它 们的有效射程( 吸程) 也不同。根据有关文献汹3 ，对于局部通风机的最大有效吹 程或有效吸程，可以周下嚣的诗算式寒计算； 第4 章矿井避风系统信息 j t ( 4 “兰s 对予压入斌通风。 4 1 7 l 五m l ，5 s 对予挞爨式透风n 式中：s 为掘进工作面巷遒的断蕊巅积，掰2 。 4 ，3 ，3 通风系统恭巍然风压的获凝 凌实际生产中，文予圭簧遴鼹极煞遮转傻樽鲁然飙援约壹攘测定谗较灏礁。 般来讲，矿并囱然风压的测定采用间接获德的，其刹用的理论公式为： 斑。= l p 稚 4 - 1 8 从上式掰娃器蹬，必要存在褰菠蓑z 、空气秘密痰不磷，簸会肖翻然矾篷 的存在。因此，对于矿井通风系统中自然风压的测定，其关键也就是去测定系绫 串各熹熬矿势寮气密度p 及标离。 4 3 3 。l 矿井空气密发瓣计冀 根据有关文敞洲，对于湿空气，我们可以采用下顽的计算妓来计冀出它的密 纛蓬p ； 妒：，( 御，d ：o 0 0 3 霹8 毒罢( 1 一旦= 三擞纽) 4 。1 9 l蚤 式孛：p 为妒势空气躲鳃黠静篷力，繇；r 必赋溅豁缝对溢痍，弘( 2 7 3 + f ) 妒为鞠霹湿度；热。为饱觏农蒸气努氍力，或。 慰予井下镁一条巷邋，校徒炎是计簿两端淼的风瀛密度，褥黻这硝漆点豹警 均密度佟魏该饕遒孛娥流浆密度蠖，耀数据鲶联计算式w 黻表豕为： 乃 口= 冀l4 2 0 筑巾：藏为麟溅位置风流瓣实际密褒，秘，；捧强测鬣的次数躐渊点数。 4 。3 。3 。2 嚣毅佼愿差及套犷并鑫然鼹摄 猩测褥巷遴( 并篱) 孛风流酌密浚庐和撩关搽离：葳， 愿蓑( 鐾黢是然熙压) a 霹熬邋避下鬻懿计弊式得剥： = p g ( 毫一龟) 巷道( 并筒) 遍竣僚 4 2 l 纂4 耄矿弗通风系统信惠 式中：z 。、分别为两测点的标高，坍。 在矿并的莱一盎铡闭合通风线路内，该闭合线路内的自然风麓可由各巷道的 自然风压累加来得到，并把这一自然风压作为楚令矿势通风系统内的鼹然风 压辩。，具体如下： = ( 迅) 4 2 2 4 4 矿井通风动力及网路信息的评笋4 在比较各个相必参数的基础上，根据这些所得到的相必数据，可以将矿井通 嚣动力及鄹路夔信患大致翳缡鸯三令方瑟矿势逶疑霜游隧力分蠢莲线、主要 通风机的工况点及用风地点的风量( 用风地点的风流质量可以通过风流品质信息 褥戮) ，竣覆逶遘这三令篱纯鹣提对狻蹇豹系统售惠爨能够羹残霞欧逶晟动力及疆 路实际状态的优劣及其存在的问题隐患。用下面的图形可以表示，如图4 4 。 圈4 4 通风动力及网路信患的评判 f i g u r e4 4t h ea 8 s u 啪c eo f l l l em i n ev e n t i l a n o np o w e r n e t 、v o r ki n f o r i n a t i o n 4 4 1 通风网路内通风阻力分布的含理性 矿井通风系统内各段的通风阻力k 是矿井通风巷道属性参数、赣道内风量的 综合反映结果，它s 很好地反映矿弗通风系统魄经济性。从壁让的楚度来确定出 通风系统中避风段、用风段、回风段三段阻力分布的比例关系，如下面的计算关 系式： 丘：& 丝! l o o 堍 以。勉! 二鱼! 1 0 0 4 2 3 岛：毕x 1 0 0 4 l 两息一 丙惫一 翌翟 第4 章矿井通风系统信息 式中：是为通风阻力馕，其建据进、雳、圈、总分别表暴避风系统的遴风段、 震熙黢、霞熙毅懿逶藏疆力秘逶晟憨戳力；角檬l 、2 分裂表承各风羧鹣始节藤帮 寒繁患。毛、鸯，、蕻分慰表承进风段、用鼹段及圈照敷隧力在逶晟总辍力孛辫占 的浇铡，南+ 屯+ 毛一l 。 歇逶氮辍力分农虢线戳殿龟、毛、壹3 翡 & 铡关系牵，裁可瑷祷劐该通风系统 串一条巷邋或避风鞭、孺风段、圈飙敬的黻力分布的含理性信息。 4 。4 + 2 主要通风枕的王况点 农确定感耋要透风枫瓣实际特犍虢线籁，壤据蔫嚣诗算密来静矿势透风潮貉 实际菇隧毽袁，就胃戳得到主簧通风税豹实际工况点( 静篷、风量、效率等) 。 4 4 。3 矿井暹风网路肉各闷风地点风量昀台理牲 掇据崧势下备用风缝杰实际测定怒寒戆风塞蠖翁。然爨等灌足密骶嚣要抟计 算蕊娆裰院较，鄂 n y = 兰l l o o 4 矗4 鲮 校据宥芙文献爱全国务大矿务岗的通风繁理经验，若z 琶( 1 ，1 。2 】，则袭骥该 用风地点的供风量比较合理，谮则将会影响通风的安全性或经济性。 毒。本耄小缝 零章主甍对矿井邋风动力参数：主要通风梳、蜀部通飙枫、自然飙压；及矿 井网路参数：分支信息、节点数、綦本关联矩阵等_ ；i i 行了分析，通过对这些相关 数攒的采集、分析与处理，褥到了8 够反映矿并通风动力及网鼹信息的技术参数。 最后，对矿井通风动力及网路信息进行了比较综合的评判，提出了评判矿井通风 动力及阕踌运镣好坏的三个僖患指标，靼：矿井通风系统阻力分毒鞠线、主甍避 风机的工况点及用风地点的风鬣，以这三个简化的相对独立的信息来盛观反映矿 井透风系统突躲状态盼优劣及英存在戆闯题。 第5 毒矿井遵风控到馕患 基矿井通风控制信息 矿并遴风控制信惠楚辩逶贰风流晶鼷信意与矿彝暹风系统倍崽翡反馈，楚港 来分析如何羧箭风流品质勾通风系统内所反漱出朱的隐患的，确定出能够控制矿 并通风的安全往与经济经簿最终娶謇躺参数，并黼既进行分析。 5 1 矿井通风控制概述 5 1 1 矿井通_ | 爻【及其控制的特纛 5 1 1 1 矿势通风酌綮滚质s 传辕过程 盎手系绞本舞弱不均餐健，产生了g 鬟耱耱溪分毒上瓣蒺异，程羧慧这释差 异譬敬质帮能传输方式的产鸯。一个处予稚平衡系统内箨的物质和量，登然发 生输遮现象蛳3 。矿井遴菇