一、井巷通风系统能耗分析及节能措施(论文文献综述)
安会东[1](2019)在《林西矿通风网络简化及深部通风方案研究》文中指出林西矿始建于1879年,是一座已经开采了130多年的低瓦斯矿井,年生产能力为100万吨,具有巷道1836条,通风动力装置静压为3678.36Pa,当前矿井面临一系列复杂通风系统下的老矿深部开采问题亟待解决。首先,其通风系统内大量的风流仅仅被用于维持各个地点的最低风速,为提高通风系统风量利用率,有必要对系统进行通风系统简化。此外,林西矿目前开采到了十一水平,根据采掘计划要进入深部的十二水平进行开采工作,但通风动力装置静压已经超过了《煤矿井工开采通风技术条件》(AQ1028-2006)的相关要求且主要通风机已经达到最大工作能力,不能满足更深部的煤层开采工作,有必要对其进行通风保障及深部通风方案的研究。在对矿井实际普查的基础上,利用通风仿真软件MVIS对矿井通风系统现状进行了分析,提出了矿井通风网络简化方案:将远离采区的大巷及周围联络巷关闭;对支护破坏的巷道进行修复处理;对存在冒落的巷道进行冒落清理。在对通风网络简化的基础上,进一步提出深部通风方案,最后利用多因素分析法在多个方案中选出最优可行方案。上述问题的解决,对矿井通风网络简化、深部通风研究以及老矿深部开采时的通风系统改造具有借鉴意义。该论文有图37幅,表33个,参考文献50篇。
高涛[2](2020)在《深厚表土冻结立井井壁与风流的非稳态热湿耦合传递研究》文中进行了进一步梳理中国很多煤炭富集地区上覆深厚表土,在深厚表土中建设立井多采用冻结法,井筒建设完成后,在井筒四周形成径向厚度8~10m、温度小于-20℃的冻结壁。由于深厚表土中建设的立井深度较大,地温升高,井下掘进工作面会产生热害。针对冻结壁蓄存大量冷量及井下热害并存的状况,本文提出了冻结立井井壁冷却送风的降温新方法,并对冻结立井井壁与送风流间的非稳态热湿耦合传递问题展开研究。基于传热传质原理、热力学、冻土物理学等理论,搭建了物理试验系统,建立了冻结立井井壁与饱和湿空气热湿耦合传递的理论模型,并研究了降温的新方法应用于实际工程案例的效果,论文的研究对于深厚表土冻结立井冻结壁冷量利用以及通风降温治理热害具有十分重要的现实意义。主要工作如下:(1)建立冻结立井井壁与风流热湿耦合传递模型;基于传热传质原理、热力学、冻土物理学等理论,分析冻结立井及井壁内热湿传递规律,通过引入饱和湿空气的等效定压比热容与综合导热系数,建立了冻结立井井筒中送风为饱和湿空气及干空气时与冻结井壁非稳态热湿耦合传递的轴对称理论模型;模型中重力压缩热作为风流内热源考虑,湿空气视为不可压缩流体,直接将饱和湿空气与立井井壁的非稳态热湿耦合传递转化为传热计算,冻结壁冻土融化相变传热采用等效热容法,利用有限元法对风流与冻结立井井壁间的非稳态热湿传递过程进行全场耦合分析。(2)建立物理试验系统,试验验证冻结立井井壁与风流热湿耦合传递模型;基于相似理论,按照相似准则搭建了冻结立井井壁与风流的物理试验系统,分析自然风温通风风流与冻结立井井壁的非稳态热湿耦合传递;并且通过物理试验验证了湿空气相对湿度约60%与90%送风工况的饱和湿空气模型,结果表明两工况干球温度的计算误差均小于5%,并且相对湿度90%的干球温度计算误差小于1.6%、进出口焓差最大误差为13.7%,可见饱和湿空气模型适用于相对湿度约90%以上的湿空气。(3)风流与冻结立井井壁的非稳态热湿耦合传递规律的数值模拟研究;饱和湿空气与冻结立井井壁的热湿耦合传递中:从能量传递与转换的角度分析了湿传递的影响大于压缩热与显热,湿传递能够大幅提高总传热量且多数可提高50%以上,而压缩热可提高10%;当立井送风速度大于0.8m/s时自然对流传热较弱,立井送风速度、进口温度是影响立井内风流热湿参数、综合传热系数及风流总传热量的重要因素,且风速的影响最大,冻土含水率次之;含水率、风速、风温是影响冻结壁融化的关键因素。在此基础上,从能耗角度分析了利用冻结立井送风流获得冷量降温的节能效果。(4)季节性送风流与冻结立井井壁的非稳态热湿耦合传递规律及降温应用研究;研究了冬季冻结立井井筒防冻送风温度与立井壁面温度的变化规律,由此获得冬季不同送风工况下冻结立井井筒防冻的最低送风温度。研究了冻结立井井口恒温送风与自然风温送风两种工况下,井底风温与冻结壁温度的变化规律,分别获得了自然风温与恒风温送风时井底风温的温度区间频次特性以及区间分布规律,明确了第一年冻结立井送风可控制掘进工作面温度不高于26℃,并针对第二年冻结壁温度仍低于-3℃的特性,据此提出利用冻结壁冷量冷却立井送风的掘进工作面降温新方法,并论证了该方法在冻结立井建成后的2年内高效可行。该论文有图98幅,表26个,参考文献171篇。
陈浩[3](2018)在《基于Ventsim的金属矿山通风系统优化与环境控制技术》文中认为随着我国矿业资源的持续开采,浅层矿产资源已呈现出逐渐枯竭的状态。研究资料表明,我国已有超过1/3的矿井开始转入深部或复杂矿床的开采。随着矿井开采深度的增加,不仅对矿井开采工艺提出了更高的要求,由此引发的井下环境问题也日益突出,恶劣的井下环境已经成为制约我国众多金属矿山进一步发展的瓶颈。统计资料表明,粉尘与炮烟是造成大多数金属矿山井下环境问题的两个主要污染源。本文以安徽某金属矿为研究对象,针对该矿山存在的通风系统紊乱、风机装置效率低下、深部采区进风不足、独头作业面内炮烟滞留、溜破系统及深部采区粉尘污染严重等问题,提出了相应的解决方案。针对井下通风系统紊乱、深部采区进风不足的问题,运用矿井通风网络及风量调节理论,结合井下需风点分布状况与井下生产布局,从通风线路、通风构筑物布置、机站设置等方面对中段通风网络进行了重新设计,提出了三套通风优化方案。利用Ventsim对各方案优化效果进行了模拟,同时从技术性与经济性两个角度进行了对比分析,确保方案在技术上可行,在经济上合理;针对井下存在的环境问题,利用局部通风净化技术有效解决了井下独头作业面内的炮烟滞留问题,利用超声雾化抑尘技术实现了井下产尘点的就地抑尘。本课题针对六安某金属矿存在的通风与环境问题提出了完整的优化方案,后期检测数据显示,该矿山有效风量率、风质合格率、通风系统综合指标、机站平均效率等指标分别由41.2%、84.6%、78.7%、29.6%提升至90.2%、100%、91.9%、85.7%,井下各中段风量分配合理,各盘区形成了贯穿风流,井下各作业面工作环境得到显着改善,方案的环境改造、通风优化及系统节能效果十分显着。综上所述,本课题不仅有效解决了该矿山面临的通风与环境问题,也为后续同类矿山通风系统与井下环境改造提供了经验与参照。
李潇[4](2018)在《长距离矿井通风优化及阻力信息可视化管理研究》文中提出长期以来,由于煤矿的高强度生产以及资源整合等因素,造成矿井通风范围越来越大,通风路线逐渐增长,大部分矿井已形成长距离通风形式,通风问题已成为制约生产的主要因素。由于通风系统缺陷导致的瓦斯爆炸、粉尘爆炸等事故,不仅给矿井造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失,还破坏了企业形象,带来了恶劣的社会影响。因此加强通风系统优化研究,建立科学管理体系,对保证矿井安全生产,促进企业效益具有重大作用。本课题采用理论分析、现场测定、计算模拟、工程设计、模糊综合评价等方法进行矿井通风系统优化研究,主要研究内容及结论如下:(1)系统查阅、分析国内外有关矿井通风优化和管理技术的主要文献和相关研究成果,开展矿井通风系统优化理论研究,明确长距离矿井通风系统安全稳定性影响因素,为矿井通风系统的优化改造和可视化管理研究奠定基础。(2)对新安矿井通风系统进行测试分析,通过计算分析通风系统阻力、风量、主通风机工作性能等,确定制约矿井通风困难的因素为:长距离折返式通风、通风网路结构不合理、通风系统回风段阻力大、南北风机相互干扰。(3)以三维仿真系统为平台,构建矿井三维仿真通风系统模型,在上述通风优化研究的基础上,结合矿井开采和巷道布置规划,提出四种矿井通风优化方案。采用模糊综合评价与通风系统模拟论证相结合的方法对优化方案进行评价,确定方案4为最优方案。(4)鉴于矿井通风线路长,阻力信息存在测定困难、不易管理等问题,将监测系统与仿真系统进行结合,确定“关键阻力信息可视化路线”,将监测系统数据库中的数据融合到仿真系统中,通过设置测点ID号,实现仿真系统图形对象和数据库一一对应,最终实现通风阻力信息实时可视化显示,从而建立了一套科学、智能的阻力信息可视化管理体系。
周波[5](2018)在《兴隆庄煤矿复杂通风系统优化方法及应用研究》文中认为随着矿井采掘范围的不断扩大,井下老巷日趋复杂,矿井逐渐呈现出通风系统结构不合理、井下采掘地点风量不足、局部巷道通风阻力过大、风机超期服务效率降低等一系列问题。因此,需要以最经济的方式,向井下各用风地点提供足量的新鲜空气,提供适宜的温度、湿度,保持良好的气候条件,对提高通风系统的抗灾能力,保证矿井通风系统的稳定、可靠、安全和经济运行,具有极为重要的现实意义。本文针对兴隆庄煤矿两翼对角式通风系统的特点,确定基础数据的计算方法及方案设计的方法,从安全可靠、整体、经济、系统优化的观点出发,建立矿井通风系统方案的评判指标及评判指标相对重要性序列矩阵,进而确定矿井通风系统方案评判指标的权值。基于模糊综合评判法,结合兖矿集团公司兴隆庄煤矿的实际,从矿井通风系统优化目标出发,采用现场观测、理论分析等方法和手段,首先基于矿井测压系统理论对现有通风系统进行调查、阻力测定、风机鉴定、风量分配等方面的工作;对复杂通风系统实际情况进行整理和分析,查明通风系统存在的主要问题,解算得到矿井不同生产阶段的风网分配风量;根据通风系统存在的主要问题及未来生产阶段的需风量,运用矿井复杂通风系统优化方法,提出了更换西风井风机、施工新风硐,东风井风机维修、更换电机及井下巷道减阻增风等复杂矿井通风系统的改造方案。通过更换西风井风机,维修东风井风机以及进行降阻工程方案的实践工作,矿井总进风量增大到18059m3/min,总阻力降低到为1385.5Pa,矿井的等积孔增大到9.75m2,矿井的通风变得更为容易,保证了矿井的后续生产。此外,由于新主通风机性能先进而且工作在高效区,节电效果明显,东主通风机维修后漏风量减少,效率提高,也节约了部分电量,两者年节约电费达86万元。论文研究成果有效地保证了兴隆庄煤矿生产后期的正常通风需要,同时对矿井的通风系统优化改造具有一定的指导意义。
陈思源[6](2016)在《基于三维仿真系统的矿井通风能耗调节研究》文中认为受当下经济形势低迷的影响,矿业经济形势不景气已经是众所周知。而如何在如此艰难的处境下继续搞好矿山安全生产,确保生产的有序进行并取得效益,是企业需要解决的问题之一。在地下矿产资源开采过程中,矿井通风系统的成本投入所占比重较大,因此做好矿井通风能耗的控制,将有效降低矿石开采的成本,对矿山企业生产具有重要意义。论文针对矿山生产通风能耗问题,简述了课题研究的背景和意义,并提出了论文的整体思路及研究方法。然后对矿井通风能耗的分布情况进行分析,对井下通风能耗分布的主要消耗点进行系统的调查并介绍了 3D VS三维仿真系统软件的主要功能及如何应用矿井通风三维仿真软件对矿山通风系统进行数字化模拟,将自然风压、矿井通风阻力、风机运行等因素导入软件中,综合分析在各因素共同作用下通风能量的消耗情况。针对风流流动过程中主要的能耗消耗点,结合能耗分布及软件模拟结果,提出主要的解决办法。针对云南某大型缓倾斜钨矿山通风系统,应用矿井通风三维仿真软件进行模拟并分析井下风流流动过程中的通风能耗情况,提出有效的技术措施。最后对论文进行总结,并提出展望。希望能够让矿山企业在矿井通风管理及缩减成本方面有所启发,更好地适应当前经济状况。本文的创新点在于从通风能耗的角度来分析矿井开采过程中井下通风系统存在的井下采空区过多、巷道毁坏严重、通风能量无法有效集中的问题,通过软件模拟虚拟巷道并提出有效的优化调节措施,对类似矿山具有参考意义。在优化过程中还利用了硐室型风机解决了井下污风串联的问题的同时,确保了能量消耗最小化。
田俊刚[7](2014)在《浅析矿井通风能耗》文中研究指明通过分析矿井通风系统能耗,介绍了矿井通风系统主要由通风网络系统、通风动力系统和风流控制系统构成。矿山风机主要包括风扇叶片、风扇轮毂、电动机等3部分。其中,风扇叶片是主要耗能部件。阐述了井巷通风系统节能是一个动态过程,在通风系统安全可靠性的基础上,要达到节能的目的,可通过优化通风布局、优化矿井通风网络、优化巷道设计等措施进行。
杨娟[8](2014)在《煤炭矿区节能减排多目标优化决策研究》文中研究表明煤炭资源相对丰富的赋存条件决定了其在我国工业中的主导地位,然而以煤炭为主的能源消费结构导致能源利用效率低、污染物排放多,给生态环境的保护造成了极大的威胁。如今化石能源日渐枯竭,新能源的成本高且难度大。随着国际碳税的逐渐盛行,不采取节能减排措施就会被新的贸易壁垒阻碍其经济的发展。节能减排作为实现经济发展和保护环境双赢的有效途径,不仅是我国自身可持续发展的内在要求,也是为全球减缓气候变化做出的重要贡献。煤炭行业作为9大重点耗能产业之一,在节能减排工作中承担着重要的角色。“十一五”规划节能减排战略的实施,煤炭行业在提高能源效率和减少污染排放两方面都有很大的进展。为了达到“十二五”规划节能减排的目标,必须继续依靠先进科学技术的力量,改变以往高投入、高能耗、高排放的生产模式,提高能源利用效率,加强排放物的回收利用,发展循环经济。煤炭矿区资源配置系统错综复杂,在制定节能减排策略时需要考虑一系列的因素,例如经济、社会、环境、技术等。从可持续发展的角度,本文同时考虑经济效益、能源效益和环境效益三个目标,试图通过多目标优化决策的方法,对能耗和排放的关键工序进行节能设备改造,同时投资一定的项目来治理或综合利用排放物,优化配置矿区的煤炭生产计划。主要研究内容如下:(1)矿区节能减排潜力。在制定节能减排策略之前,需要首先掌握矿区目前的能源消耗结构、能源利用效率、污染物的回收和排放情况。针对“十一五”规划末的能源消耗和污染排放数据,确定投入产出指标体系,基于投入的CCR-DEA模型计算矿区的能源利用效率,评估节能减排的潜力。(2)静态多目标优化模型。选择“十二五”整个规划期的煤炭产量、关键工序设备节能改造投资、治理或综合利用项目投资作为优化的决策变量,确定经济效益、能源效益、环境效益的表达方式,描述矿区煤炭资源储量、投资资金和工序关系等约束条件,建立煤炭矿区节能减排静态多目标优化模型。(3)静态多目标模型求解算法。与单目标优化问题不同,多目标问题的优化不仅需要区分可行解和不可行解,而且还需要在多个目标之间辨别同类解的优劣。这些问题的解决依赖于约束条件的正确处理。由于多目标问题的最优解是由多个非支配解组成的Pareto解集,故在解空间内尽可能多的搜索到非支配解是得到高质量解的保证。结合NSGA-Ⅱ和PSO,充分发挥NSGA-Ⅱ的全局搜索能力和PSO局部寻优的特性,并验证PSO-NSGA-Ⅱ算法的收敛性、覆盖性、均匀性。(4)动态多目标优化模型。根据投资决策的时序性特点,以“十二五”规划期内的每一年作为优化对象,考虑节能减排的阶段性效果,将上一年的煤炭生产计划和投资决策作为下一年制定节能减排策略的依据,建立煤炭矿区节能减排动态多目标优化模型。(5)动态多目标模型求解算法。动态多目标模型的优化目标和约束条件随时间推移呈现动态变化的特点,决策环境不断发生改变,这就要求算法除了在固定的进化环境内尽可能多的搜索到Pareto解外,还要能探测到进化环境的任何微小的变化,并对环境变化做出正确的响应,确定新环境的进化参数。基于这些考虑,设计混合进化算法DNSGA-Ⅱ-PSO求解动态多目标模型,对算法探测环境变化、保持种群多样性、预测环境变化三个性能进行分析。(6)满意解的筛选。快速有效地决策是建立在少数有限的候选方案的基础之上的,所建立的多目标优化模型最终求得的是一组非劣的Pareto解集,候选方案的选取还需要对Pareto解集进行进一步筛选,这需要借助于多属性决策的方法。故运用混合聚类方法SC-MTD-GAM,在保证Pareto前端分布特性的基础上,尽量减少Pareto解集的大小,考虑决策者的偏好,选择有代表性的Pareto解作为候选方案。基于多目标优化模型和满意解筛选方法,以典型煤炭矿区超化矿的煤炭生产为应用对象,探讨矿区为了达到“十二五”规划节能减排目标如何安排煤炭生产计划,对哪些生产设备进行节能改造,投资多少项目对污染物进行治理或综合利用。得到如下结论:(1)通过对煤炭矿区能源消费结构和污染排放情况的分析,矿区主要消耗原煤、汽油、柴油、电力四种能源,对环境主要排放二氧化硫、矿井水、煤矸石三种污染物。运用CCR-DEA模型对矿区的能源效率和减排潜力进行评估,表明矿区当前处于最优的生产前沿,能源利用效率已达到最大化,进一步实施节能减排需要利用先进技术来提高生产效率。(2)建立的煤炭矿区节能减排投资多目标决策模型,满足了煤炭矿区节能减排投资的决策需要。该模型以原煤产量最大、能耗和污染排放最少为目标,考虑资源、工序、资金和环保等多个约束,较好地描述了中国现阶段典型煤矿节能减排投资的决策需要。(3)提出的PSO-NSGA-Ⅱ混合多目标求解算法,比NSGA-Ⅱ算法具有更好的收敛性、覆盖性、和均匀性。针对本文建立的多日标优化模型的决策变量类型前有0-1和实数的特点,提出一种混合PSO实数编码和NSGA-Ⅱ二进制编码的求解算法。通过质心距离、覆盖性、间隔距离三个性能指标与NSGA-Ⅱ的计算结果进行对比,说明PSO-NSGA-Ⅱ发挥了PSO和NSGA-Ⅱ两种算法的组合优势,具有更好的收敛性、覆盖性、均匀性。(4)提出的DNSGA-Ⅱ-PSO混合进化算法,比DNSGA-Ⅱ-A算法更能够探测到进化环境的任何微小的变化,保持种群多样性避免算法早熟而陷入局部最优,且能通过预测以响应环境的变化。根据动态决策的特点,本文将每个投资计划年作为决策阶段,建立含有实变量和0-1变量的动态多目标模型,提出混合算法DNSGA-Ⅱ-PSO,充分利用DNSGA-Ⅱ在全局的角度引导算法的搜索方向,PSO控制局部区域的快速寻优。此混合算法采用环境探测算子探测投资环境的任何变化,结合惯性预测、高斯分布、随机生成三种新个体产生方式完成对新环境的预测。通过对每个环境下的质心距离、覆盖性、间隔距离三个性能指标与DNSGA-Ⅱ的计算结果进行对比,说明DNSGA-Ⅱ-PSO对决策环境具有更好的探测性能和预测性。(5)运用混合聚类方法SC-MTD-GAM根据管理者的偏好对Pareto方案集进行筛选,最终得到经济偏好型、能源节约型、协调发展型三种节能减排方案。将矿区节能减排前后的煤炭生产情况进行比较分析:对于经济偏好型投资方案,矿区在达到“十二五”规划节能减排目标的前提下,保证最大的生产能力和充分利用投资资金,最大化煤炭产量;能源节约型投资方案偏重减少能源消耗量和污染物排放量,很大程度依赖于大量缩减煤炭产量的方式实现;而协调发展型方案通过降低煤炭产量、投资节能改造工程和减排项目三种方式达到节能减排的目标。无论是哪种方案,虽然煤炭产量有暂时降低的现象,但是随着节能设备的改造和综合治理利用项目的实施,节能减排的效果不断累积,煤炭产量最终呈增加的趋势,最终超过节能减排措施前的产量,说明矿区实施节能减排是一项非常必要和长期但有价值的工作,不仅能达成节能减排的目标,还从根本上优化了矿区煤炭生产的资源配置,促进矿区向“低能耗、高效率、零污染”的绿色生产模式转型。本文的创新点主要体现在以下三个方面:(1)建立了煤炭矿区节能减排多目标优化模型。同时以规划期内原煤产量最大、能源消耗和污染排放最少作为优化的三个目标,考虑资源、工序、资金和环保等多个约束,分别从静态和动态两个决策视角建立多目标优化模型,该模型较好地描述了中国现阶段典型煤矿节能减排投资的决策需要:在规划期内,为了达到既定的节能减排目标,矿区选择哪些节能设备和综合治理利用项目进行投资?何时进行节能减排投资?每个项目投资多少资金?(2)提出混合进化算法PSO-NSGA-Ⅱ和DNSGA-Ⅱ-PSO。针对建立的多目标优化模型的决策变量类型兼有0-1和实数的特点,本文提出一种混合PSO实数编码和NSGA-Ⅱ二进制编码的求解算法PSO-NSGA-Ⅱ;基于动态决策阶段性的特点,利用DNSGA-Ⅱ全局搜索性能引导解的进化方向,并通过PSO局部寻优的优点加速算法的收敛,提出DNSGA-Ⅱ-PSO。这两个混合进化算法有效地继承了NSGA和PSO二者的优点,能在解空间内尽可能大的范围内搜索到更多的非支配解,同时不断趋近真实的Pareto前端。(3)提出混合聚类方法SC-MTD-GAM。针对多目标算法求得的Pareto解集,考虑管理者偏好,在保证Pareto前端分布形状的基础上,选择具有代表性的解点作为矿区节能减排的候选方案,最终得到经济偏好型、能源节约型、协调发展型三种决策方案,对矿区制定节能减排投资计划提供科学的参考依据。
李印洪,邓沙宁,周英烈[9](2014)在《采空区在通风节能中的运用》文中进行了进一步梳理矿山进入深部开采后,其通风系统排风端风速高、阻力大,通常的做法是另掘通风井,降低风速,减少阻力,节能降耗,这样做投资大且时间长、见效慢,影响矿山正常生产。文章提出利用矿山上部采空区有效增加排风端通风断面,投入少见效快,并通过工程实例予以说明。
刘杰[10](2011)在《南温河钨矿通风系统井巷断面动态优化与通风节能的研究》文中研究指明矿井通风技术是矿山安全科学中最重要的领域之一。矿井通风系统与井下各作业地点相联系,是井下开采大系统中最重要的一个子系统,既依附又制约着矿井开采大系统,通风系统好坏对全矿的通风安全状况具有全局性影响。通风系统的好坏一般要从可靠性、技术性和经济性三个方面来评估。在通风系统优化方面,通风井巷断面的确定十分重要,每一个进、回风井巷确定多大的断面才最合理,而这合理性也是由可靠性、技术性和经济性等综合因素来考虑的。本文依托《文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司南温河钨矿复杂通风系统的优化研究》项目开展,目的是对通风井巷断面优化做出一些工作以减少矿山的通风费用,并为矿山生产下一步的通风问题做出有益的参考意见。在项目研究过程中发现,由于该矿山独特的地质情况,其岩石整体性较好,稳固性较好,因此通风井巷可选择较大断面,而由此造成的结果便是虽然通风阻力小带来了通风动力费少的效益,但同时也产生了较大的通风井巷基建费和维护费,因此选择合适的通风井巷断面,使经济效益达到最佳点以实现通风节能,即是本文的研究方向。通过南温河钨矿通风系统改造项目的实际情况,对新建回风井的断面进行优化,以确定最佳的数学优化方法,并结合优化方法建立了全矿动态优化模型,最终实现通风井巷断面优化。论文在总结和借鉴前人研究方法的基础上,做了如下工作:1、对通风系统优化理论的研究进行了总结,提出了问题研究的必要性,阐述了通风井巷断面优化在通风系统优化中的重要作用,并列举了前人对通风井巷断面优化所进行的工作,对比了前人所建立的比较典型的优化模型方法。本文认为优化模型不仅应考虑通风井巷的基建费和维护费,也要考虑通风动力费,并在可靠性和技术性等综合因素的约束条件下寻求最低的通风总费用。2、介绍了确定通风井巷的传统方法,分析传统方法的不足,将通风井巷断面的确定转为数学最优化问题。本文通过对比各种通风井巷费用模型,研究其合理性和准确性,最终推导出最优的通风井巷总费用的数学模型——即用最小二乘法拟合求解出合理的经验公式,同时考虑资金的时间价值,使模型具有通用性,并可用该模型研究单一通风井巷最优断面的确定。3、本文认为通风井巷网络的优化方法分为整体和分层优化以及静态和动态优化,对于复杂的矿井通风系统井巷断面优化问题而言,将系统考虑为一个阶段性发展的动态系统更为合理和有效,通过分析通风井巷断面与基建费、维护费和通风动力费三者的关系,建立出一个可以确定全矿通风井巷断面的数学模型,该模型可以通过迭代搜索确定出最优断面。4、本文根据对南温河钨矿的通风现状进行的调查和测定,得到研究所需的基础数据,提出需要解决的问题,对所发现的问题提出了思考方式,即如何对特殊地质条件下金属矿山大断面的通风井巷断面进行优化研究,再将所建立的通风井巷断面数学模型应用到南温河钨矿通风系统实际的优化改造中,对优化方法进行理论研究,研究南温河钨矿新建通风井巷最优断面的确定以及全矿通风井巷的动态优化过程。单一井巷最优断面的确定可以为矿山新建井巷断面的确定提供理论依据,而全矿动态优化则为新建矿山的井巷开拓及全矿的系统改造提供方法。5、对于用最小二乘法求解井巷费用的经验公式,本文用MATLAB编制了程序求解其拟合系数,而对于全矿动态优化模型,本文则在Visual Studio环境下编制了计算程序,通过用计算机程序搜索解决复杂迭代计算过程,简化计算量,确定出最佳通风井巷断面,以此选择出最优断面,以达到一定的节能效果。这些方法在一定程度上丰富了通风井巷优化理论,为通风井巷断面较大的矿山提出了确定断面方法的理论基础,也为通风方案的制定提供了科学依据。
二、井巷通风系统能耗分析及节能措施(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、井巷通风系统能耗分析及节能措施(论文提纲范文)
(1)林西矿通风网络简化及深部通风方案研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 通风系统改造及网络解算理论 |
2.1 通风网络简化 |
2.2 通风系统优化 |
2.3 通风网络解算 |
2.4 本章小结 |
3 林西矿通风管理信息系统 |
3.1 矿井概况 |
3.2 系统数据测定 |
3.3 构建矿井通风管理信息系统 |
3.4 通风系统分析 |
3.5 本章小结 |
4 矿井通风网络简化 |
4.1 简化方案研究 |
4.2 简化效果分析 |
4.3 本章小结 |
5 矿井深部通风方案 |
5.1 深部采区概况 |
5.2 深部方案研究 |
5.3 深部方案优选 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(2)深厚表土冻结立井井壁与风流的非稳态热湿耦合传递研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 深部开采与降温技术研究现状 |
1.3 深部热害矿井井巷围岩与风流的传热传质研究 |
1.4 冻结壁冻融耦合传热研究现状 |
1.5 研究内容 |
1.6 研究方法与技术路线 |
2 冻结立井井壁与风流非稳态热湿耦合传递理论研究 |
2.1 概述 |
2.2 冻结立井井筒内风流热湿耦合传递物理模型 |
2.3 冻结立井井壁与风流热湿耦合传递控制方程 |
2.4 冻结立井井壁与风流热湿耦合传递的数值计算 |
2.5 小结 |
3 冻结立井井壁与风流非稳态热湿耦合传递试验研究 |
3.1 物理模型试验原型 |
3.2 冻结井筒内湿空气流动传热传湿的相似准则 |
3.3 井壁及冻结壁相变传热的相似准则 |
3.4 物理模型试验系统设计及试验方案 |
3.5 物理模型试验分析 |
3.6 小结 |
4 冻结立井井壁与风流非稳态热湿耦合传递规律研究 |
4.1 概述 |
4.2 湿传递与压缩热对风流与冻结立井井壁热湿耦合传递的影响 |
4.3 冻结立井井壁与饱和湿空气热湿耦合传递的影响因素分析 |
4.4 深厚表土冻结立井送风工况的冻结壁融化规律 |
4.5 冻结立井井壁冷却恒温送风流降温的应用研究 |
4.6 小结 |
5 冻结立井井壁与季节性送风流热湿耦合传递规律及降温应用研究 |
5.1 冻结立井井筒冬季防冻送风的数值模拟研究 |
5.2 冻结立井夏季自然风温送风流与井壁热湿耦合传递分析 |
5.3 冻结立井通风降温研究 |
5.4 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)基于Ventsim的金属矿山通风系统优化与环境控制技术(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 课题来源与课题特色 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 课题特色 |
1.4 矿井通风系统优化技术研究进展 |
1.4.1 矿井通风网络优化设计 |
1.4.2 矿井通风动力 |
1.4.3 计算机技术在矿井通风中的应用 |
1.5 研究内容与技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
第二章 矿山基本概况及现状评价 |
2.1 矿山基本情况 |
2.1.1 矿山地理位置 |
2.1.2 矿山地质 |
2.1.3 矿山气候 |
2.1.4 开拓系统 |
2.1.5 开采方式 |
2.2 通风系统测定 |
2.2.1 矿井通风系统调研 |
2.2.2 测定目的 |
2.2.3 测点布置 |
2.2.4 测定方法 |
2.3 某金属矿通风系统现状 |
2.4 通风系统评价 |
2.5 现有问题及原因探讨 |
2.6 本章小结 |
第三章 矿井通风系统优化研究 |
3.1 矿井需风量计算 |
3.1.1 计算依据 |
3.1.2 计算方法 |
3.2 矿井总需风量核定 |
3.3 矿井通风系统优化方案研究 |
3.3.1 优化原则 |
3.3.2 优化方案研究 |
3.3.3 技术方案模拟分析 |
3.3.4 技术经济比较 |
3.3.5 优化方案选定 |
3.4 优化方案实施 |
3.4.1 进回风系统 |
3.4.2 井巷工程 |
3.4.3 风机选型 |
3.4.4 通风构筑物 |
3.5 风机的远程监控 |
3.5.1 监控方案 |
3.5.2 监控系统组成及运行原理 |
3.5.3 通讯网络布置 |
3.5.4 监控系统功能 |
3.6 本章小结 |
第四章 通风系统三维可视化研究与应用 |
4.1 Ventsim软件简介 |
4.1.1 解算软件简介 |
4.1.2 软件功能 |
4.2 “Hardy- Cross”迭代法分析 |
4.2.1 迭代法简介 |
4.2.2 风量修正值?q的推导 |
4.2.3 迭代原理 |
4.3 Ventsim在通风系统优化中的应用 |
4.3.1 三维通风系统网络模型的建立 |
4.3.2 数据库的建立 |
4.3.3 巷道各通风参数的录入 |
4.4 优化方案模拟结果与分析 |
4.4.1 优化方案模拟结果 |
4.4.2 模拟结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 井下环境优化控制技术研究 |
5.1 研究背景与目的 |
5.1.1 井下环境问题 |
5.1.2 研究目的 |
5.2 井下炮烟优化控制技术研究 |
5.2.1 局部通风方式 |
5.2.2 局扇选型 |
5.2.3 风筒选型 |
5.3 井下粉尘优化控制技术研究 |
5.3.1 抑尘方案选择 |
5.3.2 超声雾化抑尘技术原理 |
5.3.3 工艺流程 |
5.3.4 安装及配置 |
5.3.5 雾化装置自动控制 |
5.4 本章小结 |
第六章 优化效果验证 |
6.1 检测结果 |
6.2 优化效果评价 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
附录1 某金属矿原通风系统图 |
附录2 某金属矿优化改造后通风系统图 |
附录3 某金属矿通风系统Ventsim三维仿真模型 |
附录4 项目投资预算 |
致谢 |
(4)长距离矿井通风优化及阻力信息可视化管理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 课题研究目的、意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 项目的研究内容、方法和技术路线 |
2 长距离矿井通风系统稳定性分析及优化解算模型 |
2.1 长距离矿井通风系统安全稳定性影响因素 |
2.2 矿井通风网络优化解算数学模型 |
2.3 小结 |
3 新安矿井通风系统测试与分析 |
3.1 矿井概况 |
3.2 矿井通风阻力测定与基础参数计算 |
3.3 矿井主要通风机性能测定分析 |
3.4 矿井风量需求统计分析 |
3.5 通风系统试分析主要结论 |
3.6 小结 |
4 基于三维可视化的矿井通风系统优化研究 |
4.1 矿井通风系统优化目标及过程 |
4.2 矿井通风系统三维可视化模型构建 |
4.3 矿井可视化通风网络解算结果分析 |
4.4 矿井通风系统优化方案拟定 |
4.5 通风系统优化方案评价 |
4.6 优化方案技术论证 |
4.7 小结 |
5 长距离矿井通风阻力信息可视化管理研究 |
5.1 矿井通风信息可视化管理意义 |
5.2 通风阻力信息可视化管理体系构建 |
5.3 可视化阻力路线选择 |
5.4 监测站与传感器设置 |
5.5 监测数据可视化显示 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间主要成果 |
附录 |
附录1 北井通风系统阻力测定记录表 |
附录2 北井通风系统阻力测定计算表 |
附录3 南井通风系统阻力测定记录表 |
附录4 南井通风系统阻力测定计算表 |
(5)兴隆庄煤矿复杂通风系统优化方法及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题研究的目的与意义 |
1.4 研究内容及技术路线 |
2 矿井通风系统优化改造的基本理论及方法 |
2.1 通风系统优化基础数据 |
2.2 通风系统改造方案的前期准备与设计方法 |
2.3 通风系统优化评判指标 |
2.4 通风系统优化方案的选择方法 |
2.5 本章小结 |
3 矿井通风系统存在的问题与通风网络计算 |
3.1 通风系统存在的问题 |
3.2 通风系统改造范围 |
3.3 矿井未来生产阶段的划分 |
3.4 矿井未来生产时期风量计算 |
3.5 矿井未来生产时期的通风网络计算 |
3.6 本章小结 |
4 矿井复杂通风系统优化设计 |
4.1 通风系统优化方案的初步设计 |
4.2 通风系统优选方案的确定 |
4.3 本章小结 |
5 矿井通风系统优化方案的工程实践 |
5.1 更换西风井主通风机 |
5.2 风硐改造 |
5.3 东风井改造 |
5.4 自动控制及监测系统 |
5.5 井下通风系统降阻工程 |
5.6 节能效果分析 |
5.7 本章小结 |
6 主要结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果和获奖情况 |
(6)基于三维仿真系统的矿井通风能耗调节研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 矿井通风系统及能耗研究进展 |
1.2.1 矿井通风系统概述 |
1.2.2 能耗分析的研究进展 |
1.3 主要研究内容及其技术路线 |
1.3.1 主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 矿井通风系统中的能耗分析 |
2.1 自然风压对矿井通风能耗的影响分析 |
2.1.1 自然风压 |
2.1.2 自然风压的估算及测定方法 |
2.1.3 自然风压对矿井通风系统的影响 |
2.2 风流流动过程中的能耗分析 |
2.2.1 风流运动的能量方程 |
2.2.2 矿井通风阻力的能耗分析 |
2.2.3 矿井漏风 |
2.3 风机机站的能耗分析 |
2.3.1 风机机站的能量损失 |
2.3.2 工况点 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于矿井通风三维仿真系统软件的矿井通风能耗模拟 |
3.1 3D VS仿真系统软件 |
3.1.1 系统功能 |
3.1.2 系统仿真模拟的实现 |
3.2 通风能耗影响因素分析 |
3.2.1 自然风压 |
3.2.2 井巷风阻 |
3.2.3 风机性能 |
3.3 通风系统模拟分析方法 |
3.3.1 数据导入 |
3.3.2 风网解算 |
3.3.3 可靠性分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 矿井风流流动过程中能量的合理控制 |
4.1 矿井风量的确定与控制 |
4.1.1 总需风量的确定 |
4.1.2 矿井风量的合理分配与应用 |
4.2 风机效率的提高方法 |
4.3 矿井通风阻力调节方法 |
4.3.1 矿井摩擦阻力调节 |
4.3.2 矿井局部阻力调节 |
4.4 矿井漏风量的控制 |
4.5 本章小结 |
第五章 某矿山井下通风系统分析与能量调节 |
5.1 矿区基本条件 |
5.2 矿井通风系统的分析及评价 |
5.2.1 通风系统测定分析 |
5.2.2 通风系统评价 |
5.3 矿井通风系统节能研究 |
5.3.1 自然风压的影响 |
5.3.2 矿井通风网络中的能量调节 |
5.3.3 通风动力的优化 |
5.3.4 通风构筑物的合理布置 |
5.3.5 能耗经济分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)浅析矿井通风能耗(论文提纲范文)
1 矿井通风系统概述 |
2 矿井通风系统风机能耗分析 |
3 矿井通风系统井巷能耗分析 |
4 结论 |
(8)煤炭矿区节能减排多目标优化决策研究(论文提纲范文)
作者简介 摘要 ABSTRACT 第一章 绪论 |
§1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
§1.2 研究内容与技术路线 |
§1.3 创新点 第二章 国内外研究综述 |
§2.1 节能减排 |
§2.2 节能减排多目标优化 |
2.2.1 多目标优化 |
2.2.2 多目标在节能减排中的应用 |
§2.3 节能减排动态优化 |
2.3.1 多目标动态优化 |
2.3.2 多目标动态优化在节能减排中的应用 |
§2.4 多目标最优决策优选 |
§2.5 文献评述 第三章 煤炭矿区节能减排现状和潜力 |
§3.1 煤炭行业节能减排现状分析 |
3.1.1 节能减排现状 |
3.1.2 节能减排存在的问题 |
3.1.3 节能减排目标 |
3.1.4 节能减排基本路径 |
§3.2 典型煤炭矿区能耗和排放现状分析 |
3.2.1 超化矿区能源消费结构 |
3.2.2 超化矿区主要能耗分析 |
3.2.3 超化矿区污染排放与综合利用 |
§3.3 煤炭矿区节能减排潜力估计 |
3.3.1 节能减排潜力估计 |
3.3.2 超化矿区节能减排潜力估计 |
§3.4 本章小结 第四章 煤炭矿区节能减排静态多目标优化 |
§4.1 静态多目标优化模型的构建 |
4.1.1 目标和约束条件 |
4.1.2 模型简化 |
4.1.3 约束条件的处理 |
§4.2 静态多目标模型求解算法 |
4.2.1 NSGA-Ⅱ和PSO优缺点 |
4.2.2 PSO-NSGA-Ⅱ的算法步骤 |
§4.3 超化矿区节能减排静态多目标优化 |
4.3.1 问题背景和数据来源 |
4.3.2 模型输入参数 |
4.3.3 静态优化结果 |
4.3.4 算法性能分析 |
§4.4 本章小结 第五章 煤炭矿区节能减排动态多目标优化 |
§5.1 动态多目标优化模型的构建 |
5.1.1 目标和约束条件 |
5.1.2 约束条件的处理 |
§5.2 动态多目标模型求解算法 |
5.2.1 DNSGA-Ⅱ-PSO算子设计 |
5.2.2 DNSGA-Ⅱ-PSO的算法步骤 |
§5.3 超化矿区节能减排动态多目标优化 |
5.3.1 问题背景和模型输入参数 |
5.3.2 动态优化结果 |
5.3.3 算法性能分析 |
§5.4 本章小结 第六章 煤炭矿区节能减排最终决策方案 |
§6.1 混合聚类方法 |
6.1.1 减法聚类 |
6.1.2 多属性联赛决策 |
6.1.3 混合聚类算法 |
§6.2 静态决策方案 |
§6.3 动态决策方案 |
§6.4 本章小结 第七章 结论与展望 |
§7.1 结论 |
§7.2 展望 致谢 参考文献 |
(9)采空区在通风节能中的运用(论文提纲范文)
1 矿山通风主要节能技术 |
2 矿山空区的组成及其通风节能原理 |
2. 1 矿山空区的组成 |
2. 2 矿山空区通风节能原理 |
3 工程实例 |
4 结语 |
(10)南温河钨矿通风系统井巷断面动态优化与通风节能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究目的与意义 |
1.3 矿井通风井巷断面优化研究综述 |
1.3.1 矿井通风系统优化理论与技术发展概况 |
1.3.2 通风井巷断面优化研究的必要性 |
1.3.3 当前通风井巷断面优化理论研究概述 |
1.4 本文研究的主要内容及技术途径 |
1.4.1 论文研究的主要内容 |
1.4.2 论文研究的技术途径 |
第二章 通风井巷断面理论与优化问题 |
2.1 通风井巷断面概述 |
2.2 传统通风设计确定井巷断面尺寸的方法 |
2.3 最优化问题及数学模型概述 |
2.4 本章小结 |
第三章 通风井巷断面优化数学模型的建立 |
3.1 通风井巷费用模型的研究 |
3.1.1 通风动力费的推导 |
3.1.2 最佳半径方程确定法数学模型的研究 |
3.1.3 最小二乘法数学模型研究 |
3.2 通风井巷最优断面模型的研究 |
3.2.1 通风井巷费用考虑时间价值的计算方法 |
3.2.2 最优断面模型的建立及分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 通风井巷网络断面优化方法的研究 |
4.1 通风井巷网络断面优化的基本思想 |
4.1.1 整体和分层优化思想 |
4.1.2 静态和动态优化思想 |
4.2 长大独头平巷掘进通风的分阶段动态优化 |
4.2.1 动态优化基本模型 |
4.2.2 最优风筒直径的确定实例 |
4.3 通风井巷断面分层动态优化方法的模型建立 |
4.4 模型的求解方法 |
4.4.1 问题的提出 |
4.4.2 解算方法 |
4.5 本章小结 |
第五章 南温河钨矿通风井巷断面优化实例 |
5.1 南温河钨矿现有通风系统概况 |
5.1.1 矿山开采概况 |
5.1.2 现有井下通风系统状况 |
5.1.3 矿井通风系统亟待解决的主要问题 |
5.2 单一通风井巷断面优化研究 |
5.2.1 井巷掘进费的最小二乘法拟合 |
5.2.2 通风井巷断面优化节能分析 |
5.3 全矿动态优化 |
5.3.1 问题的分析 |
5.3.2 建立输入数据文件 |
5.3.3 优化结果汇总 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结 |
6.1 研究的主要结论 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A (攻读硕士期间公开发表的论文及参加的科研项目) |
附录B (有色金属工业矿山井巷工程预算定额) |
附录C (南温河钨矿井下通风系统现场实测数据) |
附录D (程序源代码) |
附录E (南温河钨矿两翼对角抽出式通风系统井巷施工布置图) |
四、井巷通风系统能耗分析及节能措施(论文参考文献)
- [1]林西矿通风网络简化及深部通风方案研究[D]. 安会东. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [2]深厚表土冻结立井井壁与风流的非稳态热湿耦合传递研究[D]. 高涛. 中国矿业大学, 2020(03)
- [3]基于Ventsim的金属矿山通风系统优化与环境控制技术[D]. 陈浩. 安徽工业大学, 2018(08)
- [4]长距离矿井通风优化及阻力信息可视化管理研究[D]. 李潇. 山东科技大学, 2018(03)
- [5]兴隆庄煤矿复杂通风系统优化方法及应用研究[D]. 周波. 山东科技大学, 2018(03)
- [6]基于三维仿真系统的矿井通风能耗调节研究[D]. 陈思源. 江西理工大学, 2016(06)
- [7]浅析矿井通风能耗[J]. 田俊刚. 山西焦煤科技, 2014(06)
- [8]煤炭矿区节能减排多目标优化决策研究[D]. 杨娟. 中国地质大学, 2014(11)
- [9]采空区在通风节能中的运用[J]. 李印洪,邓沙宁,周英烈. 湖南有色金属, 2014(01)
- [10]南温河钨矿通风系统井巷断面动态优化与通风节能的研究[D]. 刘杰. 昆明理工大学, 2011(05)