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矿井掘进工作面长压短抽通风除尘系统参数优化研究 被引量：1
1
作者 沈浩 金瑞雯 +1 位作者 高科 马恒 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2666-2676,共11页
为降低井下掘进机在掘进过程中产生的粉尘污染,改善井下空气质量,结合粉尘运移模拟仿真及现场实测的方法,通过对鸡东煤矿-600左6D回风巷掘进期间长压短抽除尘系统的性能分析,对不同抽压风筒位置、不同风量配置条件下的掘进工作面粉尘控... 为降低井下掘进机在掘进过程中产生的粉尘污染,改善井下空气质量,结合粉尘运移模拟仿真及现场实测的方法,通过对鸡东煤矿-600左6D回风巷掘进期间长压短抽除尘系统的性能分析,对不同抽压风筒位置、不同风量配置条件下的掘进工作面粉尘控制效果进行了有序研究。结果表明,在抽风筒距掘进迎头3 m、压风筒距迎头8 m、压风量为612 m^(3)/min和压抽比为1.6时除尘效果达到最佳。通过模拟仿真优化后的巷道,掘进面迎头粉尘质量浓度为25.47 mg/m^(3),距迎头57 m处粉尘质量浓度为34.72 mg/m^(3),现场实测结果进一步验证了这一优化方案,掘进面迎头粉尘质量浓度为28 mg/m^(3),距迎头57 m处粉尘质量浓度为35 mg/m^(3),实际除尘效率达到94.5%。优化后的除尘系统显著改善了工作面环境质量,为井下掘进工作面粉尘控制提供了有效的技术方案。 展开更多
关键词 安全卫生工程技术 长压短抽 除尘系统 数值模拟 除尘效率
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矿井通风机切换过程供给风量智能优化控制方法
2
作者 胥海东 和树栋 +1 位作者 张文军 姚亚虎 《能源与环保》 2025年第5期214-218,226,共6页
调整矿井通风机切换过程中供给风量变化时,最优控制方案会存在早熟问题,供给风量波动较大,为此提出矿井通风机切换过程供给风量智能优化控制方法。应用基尔霍夫风压定律和风量定律,结合其在矿井通风机切换过程中的运动特点,建立一个风... 调整矿井通风机切换过程中供给风量变化时,最优控制方案会存在早熟问题,供给风量波动较大,为此提出矿井通风机切换过程供给风量智能优化控制方法。应用基尔霍夫风压定律和风量定律,结合其在矿井通风机切换过程中的运动特点,建立一个风量变化动态模型;采用闭环控制思想,设计包含反馈校正模块的模型预测智能控制器,并以最小控制离散误差为目标构造优化控制目标函数,通过IPSO-TS算法对目标函数进行模型迭代求解,得到最优控制参数取值方案,实现供给风量智能优化控制。结果表明,该控制方法实施后,供给风量波动最大值为0.9%,能够较好地降低优化控制后供给风量的波动,完成供给风量智能优化控制,辅助提升矿井通风机切换效率。 展开更多
关键词 矿井 通风机切换 供给风量 IPSO-TS算法 模型预测控制
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基于PSO−SVR的掘进工作面风温预测 被引量：1
3
作者 李延河 万志军 +6 位作者 于振子 苟红 赵万里 周嘉乐 师鹏 甄正 张源 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期183-191,共9页
随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预... 随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,矿井开采深度日益增大,热害问题也随之加剧。采掘作业空间是井下的主要热害场所,对其进行热害防治是矿井安全高效生产的重要基础。矿井热害治理的前提是明确其冷负荷,因此对采掘作业空间风温进行精准预测意义重大。建立了基于PSO-SVR(基于粒子群的支持向量回归)的掘进工作面风温预测模型,利用模型中的惩罚因子C和核函数参数g对模型进行了寻优。通过现场实测及文献调研,建立了掘进工作面风温预测训练样本集。通过与最小二乘法估计MLR模型和经“试错法”标定参数的常规SVR模型进行对比,分析了PSO-SVR算法的优势。将PSO-SVR算法模型应用于平煤十矿己-24120保护层风巷风温预测,并依据风温预测结果,指导了制冷机组的选型和降温方案设计。结果表明:PSO-SVR模型预测性能最优,模型绝对误差百分比仅为1.85%,较常规SVR模型减小了55.9%,可见PSO优化模型参数对于提高SVR拟合度、泛化性及预测精度具有重要作用。巷道每掘进100m,工作面风流平均温升0.16℃,掘进至2000m时巷道迎头风温升至35.8℃。己-24120保护层风巷需冷量为1083.28kW,设计制冷机组总制冷量为1085 kW。己-24120保护层风巷实施降温后,工作面平均温降8.6℃,降温效果显著,表明了PSO-SVR掘进工作面风温预测模型的可靠性和可行性。 展开更多
关键词 掘进工作面 风温预测 粒子群 支持向量回归 矿井降温
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融合断层势场的复杂煤层地质体隐式自动建模方法 被引量：1
4
作者 钟德云 王李管 《煤炭学报》 北大核心 2025年第3期1705-1716,共12页
在煤炭透明地质系统建设中,对具有复杂交叉断层网络的煤层地质体进行自动建模及模型动态更新是一项极具挑战性的任务。为解决具有复杂断层网络的煤层地质建模问题,在非平稳地质统计理论和隐式建模势场插值理论的基础上,创新性地提出了... 在煤炭透明地质系统建设中,对具有复杂交叉断层网络的煤层地质体进行自动建模及模型动态更新是一项极具挑战性的任务。为解决具有复杂断层网络的煤层地质建模问题,在非平稳地质统计理论和隐式建模势场插值理论的基础上,创新性地提出了一种融合外部漂移的径向基函数(RBF)插值理论和融合断层势场的煤层地质体三维自动建模方法。提出的隐式建模方法分为以下步骤:在断层插值约束方面,通过推导融合外部漂移的径向基函数插值式,提出了融合断层势场的径向基函数插值理论与方法。在断层势场表示方面,引入断层线势场来定义断层影响范围,可以插值不同类型断层与煤层间的不连续插值趋势和光滑过渡趋势。在断层网络定义方面,基于图论的思想采用有向图来表示断层网络之间相互影响的拓扑关系,并进而构造断层势场组合关系来定义断层网络之间的截断交叉关系。在模型曲面重构方面,采用保证几何精度的约束Delaunay三角剖分(CDT)方法实现断层线的保特征插值和保特征重构,以确保隐式曲面重构得到几何精度可靠的三角不规则网络(TIN)模型,无需进行网格后处理操作。基于以上方法,开发了面向煤炭地质保障系统的三维煤层地质体模型自动建模系统。系统支持复杂断层网络拓扑关系的自动构建,可以极大提高煤层地质体隐式建模的效率。为了测试融合外部漂移的径向基函数插值方法的插值效果和融合断层势场的煤层地质体建模方法的建模效果,以多个矿山真实数据集为基础,验证了融合复杂交叉断层的煤层地质体隐式建模方法的可靠性。所提方法可以对具有大量不同类型交叉断层网络的复杂煤层地质体进行高效自动建模,并满足断层运动特征和断层影响范围等地质规则约束,对煤层地质精准建模具有重要应用价值。 展开更多
关键词 煤层建模 地质保障系统 地质建模 空间插值 隐式建模 径向基函数
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基于改进人工蜂群算法的矿井风量按需调控智能决策 被引量：1
5
作者 张浪 雷爽 +1 位作者 李伟 刘彦青 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期131-137,共7页
针对现有元启发式算法求解矿井风量调控无约束优化数学模型存在收敛速度较慢的问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法(ABC)的矿井风量按需调控智能决策方法。以矿井调节分支风阻为决策变量、各分支实际风量与需风量相符合为约束条件,以... 针对现有元启发式算法求解矿井风量调控无约束优化数学模型存在收敛速度较慢的问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法(ABC)的矿井风量按需调控智能决策方法。以矿井调节分支风阻为决策变量、各分支实际风量与需风量相符合为约束条件,以目标用风分支风量与理想风量差距最小为目标,建立了矿井风量按需调控智能决策模型;运用拉格朗日松弛方法优化模型的约束条件,采用冲突数方法优化模型的目标函数,利用随机搜索方法和启发式算法优化模型的搜索策略。针对人工蜂群算法(ABC)利用能力不足的问题,提出了一种改进ABC算法,并将其用于求解矿井风量按需调控智能决策模型。该算法在采蜜蜂局部寻优时引入群体历史最优解引导采蜜行为,并利用一般反向学习策略保存侦查蜂的搜索经验,良好地平衡了算法的探索和利用能力。实验结果表明:与粒子群优化(PSO)算法、ABC算法、基于全局最优的人工蜂群(GABC)算法和基于一般反向学习的人工蜂群(GABC-GOBL)算法相比,改进ABC算法能更加快速、稳定地求解出矿井风量按需调控最优方案,且风量调控精度可达0.49 m^(3)/s。 展开更多
关键词 矿井通风 风量按需调控 风量智能决策 人工蜂群算法 风阻
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多风机联合高效运转按需调风策略及实验研究
6
作者 蔡春城 吴征艳 +4 位作者 郝海清 祝令锦 邵昊 蒋曙光 王凯 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期39-49,共11页
针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e... 针对煤矿多风机联合运转时存在的通风效率低、能耗高及供需不匹配等问题,分析了多风机相互扰动的影响特性,提出了矿井复杂通风网络风量协同调控策略。通过构建复杂通风管网实验平台,以风机F1所属区域的分支e_(8)和风机F2所属区域的分支e_(13)为调控对象,风量分别降低0.05、0.10 m^(3)/s,利用复杂通风管网实验平台进行风机与通风调节设施的协同调控实验。实验结果与计算值的最大相对误差仅为5.65%,调节准确度超过85%,验证了风量智能化按需协同调控策略在复杂通风管网实验平台的可行性。 展开更多
关键词 多风机 联合运转 按需调风 复杂通风管网 调风策略
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煤矿灾害精准预警与矿井智能通风系统架构及建设内容 被引量：3
7
作者 胥海东 和树栋 +1 位作者 苏明强 姚亚虎 《能源与环保》 2025年第3期1-10,共10页
矿山智能化建设作为践行国家能源战略发展规划的重大科技项目,聚焦于矿井安全与信息化的深度融合,旨在促进地下资源的绿色、高效及清洁利用。针对煤矿行业的安全智能化建设需求与生产背景,重点围绕灾害预警与智能通风两大核心领域,设计... 矿山智能化建设作为践行国家能源战略发展规划的重大科技项目,聚焦于矿井安全与信息化的深度融合,旨在促进地下资源的绿色、高效及清洁利用。针对煤矿行业的安全智能化建设需求与生产背景,重点围绕灾害预警与智能通风两大核心领域,设计了一套三级递进式的建设路径。依托透明地质技术,综合考量水害、火灾、矿压等多种灾害因素,构建了灾害信息的精准感知、预测预警及灾害控制的智能化防控体系。该体系有效解决了数据融合集成、综合分析及融合分级预警等复杂问题,实现了对多灾种因素的全面监控与精准预警。在矿井通风系统的智能化改造方面,从参数感知、技术决策、设施设备控制及通风感知系统4个维度,详细阐述了矿井通风管理与安全监测的核心建设内容。并在此基础上,以信息化基础设施的升级为支撑,构建了一个集智能通风与灾害预警精准防控于一体的综合信息平台,实现了煤矿智能化体系的统一管理与融合联动,为煤矿行业的安全生产与可持续发展奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 矿井智能化 灾害防控 矿井通风 智能化系统
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深井采场装配式对流-辐射制冷系统降温效果分析
8
作者 韩巧云 李谋伟 +4 位作者 曹轩 杨晓杰 李孔清 庞杰文 游波 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第10期201-212,共12页
人工制冷降温技术是目前深井热害治理的最有效的方法之一。目前降温方法以全空气型降温为主导,暴露出降温效果“近冷远热”、能耗巨大等诸多问题,与国家绿色矿山发展战略相悖离。装配式对流-辐射制冷系统是一种集支护-降温为一体的局部... 人工制冷降温技术是目前深井热害治理的最有效的方法之一。目前降温方法以全空气型降温为主导,暴露出降温效果“近冷远热”、能耗巨大等诸多问题,与国家绿色矿山发展战略相悖离。装配式对流-辐射制冷系统是一种集支护-降温为一体的局部降温装置,可安装在工作面需冷区域,营造局部舒适热环境。为了研究装配式对流-辐射制冷系统的降温效果,采用理论分析及计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)模拟方法,得到系统供冷量的数学模型;分析系统降温机理,优化运行工况;以张双楼矿7119工作面为例对系统的降温效果展开了评价。结果表明:装配式高温矿井对流-辐射降温系统与侧帮支护系统结合,可实现巷道开采、支护与环境改善同步进行,提高生产效率与环境舒适度;装配式高温矿井对流-辐射降温系统最优运行工况为:冷媒流速为0.2 m/s,入口风速为0.6 m/s,出风口高度设定为60 mm,系统供冷量为269 W;装配式高温矿井对流-辐射降温系统的降温效果(满足舒适需求)相较巷道全空气型降温方法提高了31%,可满足采深2 000 m以内采场的适应性工人舒适环境需求,系统能够最大程度保证矿工的热安全。与此同时,可根据现场的降温需求,调整设备安装间距,进行局部环境控制,极大程度节约降温能耗。该研究可用于指导矿井采场的局部环控、智能少人工作面高效精准降温、矿工职业健康保障,充分地响应了国家绿色矿山发展战略,助力国家“双碳”目标的实现。 展开更多
关键词 深部矿井 装配式对流-辐射制冷系统 降温效果 湿黑球温度 计算流体力学
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采煤巷道下方岩层注水风流降温效应数值模拟
9
作者 张小艳 李临川 +2 位作者 刘浪 王璇 李星格 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期744-755,共12页
为了研究采煤巷道下方岩层注水对风流降温的影响,利用三维有限元数值模拟,建立岩层注水风流降温的多物理场耦合模型,分析不同注采通道布置和注水参数对巷道内风流温度的影响以及围岩的温度变化,对比相同条件下不同注水时间下的降温效应... 为了研究采煤巷道下方岩层注水对风流降温的影响,利用三维有限元数值模拟,建立岩层注水风流降温的多物理场耦合模型,分析不同注采通道布置和注水参数对巷道内风流温度的影响以及围岩的温度变化,对比相同条件下不同注水时间下的降温效应。结果表明:在注水通道垂直距离上,注水通道离巷道越近,降温范围到达巷道附近围岩的速度越快,垂直距离从15 m到25 m时,1号巷道末端风流温降从25.24℃减少到24.85℃;方案2巷道内右侧风流的降温效应最优,注水10 a时巷道风流平均温度下降到28℃左右;当注水流量从5 kg/s到15 kg/s时,巷道末端风流温度相差1.37℃,注水温度从15℃到25℃时,巷道末端风流温度相差2.08℃;随着注水时间的增加,巷道进风侧的低温区域沿风流方向不断向回风侧扩展,巷道内风流温度的下降集中在注水前期,注水2 a时温降占整体温降的90%左右。研究成果为矿井岩层注水风流降温提供了理论参考。 展开更多
关键词 矿井热害 巷道降温 数值模拟 岩层温度 岩层注水
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溜井卸矿冲击气流与诱导粉尘控制研究现状及展望
10
作者 常德强 孙照宾 +3 位作者 赫伟东 林秀丽 王俊杰 柳静献 《金属矿山》 北大核心 2025年第8期165-174,共10页
溜井卸矿过程中高速冲击气流诱导的粉尘扩散是金属矿山井下作业环境污染与职业健康的主要威胁之一。系统梳理了溜井卸矿冲击气流的形成机制及其与粉尘的协同运动规律,总结了密闭控尘、泄压井分压、喷雾降尘、通风除尘、泡沫降尘与除尘... 溜井卸矿过程中高速冲击气流诱导的粉尘扩散是金属矿山井下作业环境污染与职业健康的主要威胁之一。系统梳理了溜井卸矿冲击气流的形成机制及其与粉尘的协同运动规律,总结了密闭控尘、泄压井分压、喷雾降尘、通风除尘、泡沫降尘与除尘器除尘6类主流控尘技术的原理及适用性。研究表明,现有技术虽能有效缓解粉尘污染,但由于溜井结构限制,部分降尘手段应用困难,存在风流控制措施有限、喷嘴可靠性低、除尘器能耗高、设备维护频繁及风流与粉尘协同控制不足等瓶颈问题;尤其缺乏对气流—粉尘耦合作用机制的系统研究。针对当前瓶颈问题,提出了深化多因素耦合的理论与试验研究,优化溜井断面尺寸与支岔溜井角度、长度,开发高效气流控制技术,研发符合溜井卸矿产尘特征的降尘技术与装备,以及构建“气流卸放—封闭隔离—粉尘净化”多元协同控制体系等未来研究方向。通过上述研究与实践,有望进一步提升溜井粉尘控制水平,为矿山作业人员创造更健康、更安全的工作环境。 展开更多
关键词 矿山溜井 冲击风流 诱导粉尘 协同控制 降尘技术
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基于集成学习强化BPNN的掘进工作面温度预测模型
11
作者 马恒 张世龙 高科 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期88-94,158,共8页
针对现有掘进工作面温度预测方法存在预测模型泛化性不强、鲁棒性较差,且对非线性多维数据的预测能力有限的问题,提出了一种基于集成学习强化反向传播神经网络(BPNN)的掘进工作面温度预测模型,即t−SNE−BPNN−AdaBoost。首先采用t−分布随... 针对现有掘进工作面温度预测方法存在预测模型泛化性不强、鲁棒性较差,且对非线性多维数据的预测能力有限的问题,提出了一种基于集成学习强化反向传播神经网络(BPNN)的掘进工作面温度预测模型,即t−SNE−BPNN−AdaBoost。首先采用t−分布随机邻域嵌入(t−SNE)非线性降维技术,将通风机前风量、温度、相对湿度等7项高维特征降至3维,保留数据局部结构并去除噪声。然后将降维数据输入BPNN作为基分类器,经迭代训练得到初步模型。最后通过自适应推进算法(AdaBoost)集成学习,迭代训练多个BPNN弱分类器并加权组合为强分类器,增强模型泛化能力。将60组掘进工作面实测数据按8∶2划分为训练集与测试集,经5折交叉验证确定AdaBoost最优弱学习器数量为30。实验结果表明:①t−SNE−BPNN−AdaBoost预测曲线和真实值贴合度最优,整体误差小,在温度突变区段适应力强,稳定性远超SVM,BPNN和t−SNE−BPNN。②t−SNE−BPNN−AdaBoost的预测相对误差最小,几乎在5%以内,表现出最优的预测精度。③在测试集上,t−SNE−BPNN−AdaBoost的决定系数为0.9784,较SVM,BPNN,t−SNE−BPNN分别提高了60.3%,17.2%,8.1%;平均绝对误差为0.1676,均方误差为0.0567,平均绝对百分比误差为0.9640,指标均显著优于SVM,BPNN和t−SNE−BPNN,在温度突变区段适应性更强。 展开更多
关键词 掘进工作面温度预测 t−分布随机邻域嵌入 BP神经网络 t−SNE 自适应推进算法 AdaBoost集成学习 5折交叉验证
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矿井通风系统异常诊断研究进展与展望
12
作者 魏连江 沐兴旺 +2 位作者 唐琳 魏筱乐 王凯 《中国矿业》 北大核心 2025年第4期116-125,共10页
矿井通风异常诊断有利于争取更多时间进行预警、修复通风系统,将事故消灭在萌芽状态,有利于风流的智能调控和避灾救灾。矿井通风系统异常快速可靠诊断一直是矿井智能通风面临的难题,其前提和基础是对诊断指标和诊断方法的深入研究。本... 矿井通风异常诊断有利于争取更多时间进行预警、修复通风系统,将事故消灭在萌芽状态,有利于风流的智能调控和避灾救灾。矿井通风系统异常快速可靠诊断一直是矿井智能通风面临的难题,其前提和基础是对诊断指标和诊断方法的深入研究。本文阐述了近20年来矿井通风异常诊断领域所开展的工作和取得的成绩。分别从异常诊断特征指标、异常诊断方法、传感器优化布置三个方面系统总结了矿井通风系统异常诊断研究进展。异常诊断指标方面:主要有风量特征、风量-风压复合特征、风门压差特征,有从单一特征到复合特征再到多元复合特征的发展趋势;诊断方法方面:以有监督的机器学习诊断方法为主,诊断准确性高度依赖于传感器数量和布置密度;传感器优化布置方面:从不同角度对风速、风压传感器的优化布置进行了大量研究,取得了较好效果,但对风门压差传感器的优化布置研究尚处于初期阶段。结合研究现状和发展趋势,认为应进一步基于易于准确监测的特征参数进行异常特征研究,融合其他特征参数,基于多元信息融合进行矿井通风系统异常诊断,以提高诊断可靠性;为降低成本、维护工作量、提高诊断可靠性,对多元传感器进行综合优化布置研究;在以上基础上,针对大量异常数据获取困难,有监督的机器学习诊断方法需要不断重新训练学习、在线诊断难度大的问题,进行图论、规则库专家系统、无监督学习等方面的诊断方法研究,提高诊断效率和可靠性。 展开更多
关键词 矿井通风 通风网络 异常诊断 诊断指标 诊断方法
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综掘面不同人员活动区降尘风流智能调控研究
13
作者 龚晓燕 李宇杰 +5 位作者 常虎强 刘壮壮 陈龙 付浩然 王新雨 王帅 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第1期204-211,共8页
目前传统的综掘面“通风总量”控制方式不能动态调控降尘,而且降尘过程中没有考虑人员活动区通风环境,造成了工作区粉尘聚集。因此,建立了风流与粉尘气固耦合的有限元计算模型并进行井下验证。根据粉尘运移分布规律及井下人员活动范围,... 目前传统的综掘面“通风总量”控制方式不能动态调控降尘,而且降尘过程中没有考虑人员活动区通风环境,造成了工作区粉尘聚集。因此,建立了风流与粉尘气固耦合的有限元计算模型并进行井下验证。根据粉尘运移分布规律及井下人员活动范围,划分了不同的人员活动区。模拟获取不同风流智能调控方案的粉尘质量浓度样本数据,利用K-means算法对数据进行离散化处理。基于免疫遗传算法,将降尘方案作为抗体,不同人员活动区粉尘质量浓度作为抗原,开发了不同人员活动区的风流智能调控降尘方案获取算法。以陕北某矿为研究对象,获得了人员处于粉尘聚集区(5~15 m)的最优降尘方案:出风口口径1.2 m、水平偏转5°、距迎头5 m。对该方案的降尘效果进行测试验证,结果表明:在试验平台应用该方案后,粉尘聚集区的平均粉尘质量浓度由原来的163.77 mg/m^(3)降至91.32 mg/m^(3),降低了44.24%,司机位置处粉尘质量浓度由原来的161.94 mg/m^(3)降至78.90 mg/m^(3),降低了51.28%。在井下应用该方案后,粉尘聚集区的平均粉尘质量浓度由原来的182.81 mg/m^(3)降至113.94 mg/m^(3),降低了37.67%,司机位置处粉尘质量浓度由原来的179.65 mg/m^(3)降至101.27 mg/m^(3),降低了43.63%。 展开更多
关键词 综掘面 风流智能调控 人员活动区 粉尘质量浓度 免疫遗传算法
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基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断
14
作者 李兵磊 孙妍 +3 位作者 张化进 宋方家 龙翼 蔡和 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期195-203,共9页
通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构... 通风阻变型故障会导致矿井风流供需失衡,影响矿山生产安全。针对目前机器学习易误判和陷入局部最优解的问题,提出了基于贝叶斯优化集成学习的矿井通风阻变型故障诊断方法,提升模型的准确性和稳健性。基于矿井通风网络故障诊断数据集,构建了6种代表性集成学习模型,并通过贝叶斯算法优化其超参数,最后系统分析了集成学习在矿井通风阻变型故障诊断中的可行性和适用性。仿真试验结果表明:贝叶斯优化集成学习方法可有效辨识和诊断矿井通风阻变型故障,其中极度随机树、XGBoost、LightGBM模型诊断准确率为100%,明显优于常见的机器学习模型。综合模型准确性和确定性程度看,推荐采用XGBoost与Light GBM算法进行矿井通风阻变型故障诊断,其诊断准确率高,不确定性程度低,可为矿井智能化通风提供理论依据与方法指导。 展开更多
关键词 矿井通风 故障诊断 机器学习 集成学习 贝叶斯优化
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基于L-M神经网络的高温矿井进风井筒风温预测方法
15
作者 韦家正 覃晓 《中国矿业》 北大核心 2025年第9期209-215,共7页
高温矿井进风井筒风温受多种因素共同影响,这些因素间存在复杂且动态的非线性关系,导致风温预测模型需具备实时更新和适应新数据源及条件的能力。然而,这种动态性变化增加了模型学习训练的难度,进而影响了预测结果的准确性。为解决这一... 高温矿井进风井筒风温受多种因素共同影响,这些因素间存在复杂且动态的非线性关系,导致风温预测模型需具备实时更新和适应新数据源及条件的能力。然而,这种动态性变化增加了模型学习训练的难度,进而影响了预测结果的准确性。为解决这一问题,提出基于L-M神经网络的高温矿井进风井筒风温预测方法。采用DEMATEL方法对这些复杂且动态的影响因素进行筛选和确定,以确保所选指标能够准确反映矿井环境对风温的影响。基于筛选出的输入指标,构建井筒风温预测模型。为进一步提升模型的学习与拟合能力,应用L-M算法对神经网络进行优化。实验结果显示,该预测方法的最大预测误差不超过2℃,拟合系数稳定在0.95左右,充分证明了该方法在高温矿井进风井筒风温预测中的准确性和可靠性。与其他传统预测方法相比,该方法不仅显著提高了预测精度,还为矿井通风管理提供了更为可靠和科学的决策依据。因此,基于L-M神经网络的高温矿井进风井筒风温预测方法为实现精确的风温预测提供了一种有效且实用的手段。 展开更多
关键词 L-M算法 神经网络 输入指标 进风井筒 风温预测
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矿井回风与进风重力热管系统关键参数设计计算方法研究
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作者 翟宇 赵旭 董志峰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期19-26,共8页
矿井回风取热与进风加热重力热管热交换系统在不同工况下热管结构参数的设计基本相同,导致矿井回风余热利用效率低且无法满足进风温度的设计要求。为解决该系统及热管组件关键参数设计缺乏针对性的理论支持的技术难题,基于重力式热管系... 矿井回风取热与进风加热重力热管热交换系统在不同工况下热管结构参数的设计基本相同,导致矿井回风余热利用效率低且无法满足进风温度的设计要求。为解决该系统及热管组件关键参数设计缺乏针对性的理论支持的技术难题,基于重力式热管系统热交换模型,提出了一种矿井回风与进风重力热管系统关键参数设计计算方法。应用该方法于银川某矿,并与其他三个典型重力热管煤矿的热交换效果进行了对比分析,结果表明,该矿重力热管热交换系统将进风温度从-31.5℃提升至4.1℃,满足了煤矿安全规程中进风温度≥2℃的要求,相较其他项目改善效果更为明显,这些结果证实了该方法的有效性与实用性。 展开更多
关键词 矿井回风取热 矿井进风加热 重力热管 设计计算方法 热交换特性
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响应面法优化喷洒型爆破烟尘抑制剂配比研究
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作者 陆瑶 肖梦辉 +1 位作者 杜翠凤 王远 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第6期1023-1034,共12页
为提高矿山爆破掘进施工环境的安全性与环保水平,以某金属矿山爆破掘进产生的粉尘及有毒有害气体为研究对象,利用响应面法(RSM)优化烟尘抑制剂的配方,通过Box-Behnken设计(BBD)建立二次回归模型,并探讨了不同因素对表面张力、失水率、C... 为提高矿山爆破掘进施工环境的安全性与环保水平,以某金属矿山爆破掘进产生的粉尘及有毒有害气体为研究对象,利用响应面法(RSM)优化烟尘抑制剂的配方,通过Box-Behnken设计(BBD)建立二次回归模型,并探讨了不同因素对表面张力、失水率、CO净化效率和NO_(2)净化效率的交互作用,最终研制出一种喷洒型爆破烟尘抑制剂。结果表明:此配方表面张力为26.09 mN/m,失水率为80.64%,CO净化效率为47.26%,NO_(2)净化效率为89.69%,能够显著降低矿山爆破粉尘及有毒有害气体浓度,为金属矿山的安全施工提供了新的技术方案。 展开更多
关键词 烟尘抑制剂 响应面 粉尘治理 有毒气体净化 爆破掘进
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基于Ventsim和AHP的矿井通风系统优化与评价
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作者 王文洋 史秀志 +5 位作者 许杨丰 欧阳剑 田志刚 邱贤阳 陈新 李小元 《采矿技术》 2025年第5期95-98,共4页
为解决凡口铅锌矿受复杂多因素影响的深部通风问题,提出结合三维通风仿真模拟(Ventsim)和层次分析法(AHP)的综合评价方法。基于通风系统测定数据,利用Ventsim软件对四种通风优化方案进行数值模拟,分析了各方案技术可行性、经济合理性和... 为解决凡口铅锌矿受复杂多因素影响的深部通风问题,提出结合三维通风仿真模拟(Ventsim)和层次分析法(AHP)的综合评价方法。基于通风系统测定数据,利用Ventsim软件对四种通风优化方案进行数值模拟,分析了各方案技术可行性、经济合理性和安全稳定性。基于AHP方法,构建了包含13个指标的评价体系,确定了各指标的权重并进行综合排序。研究结果表明,采用增加进、回风措施井并设置多级机站的优化方案综合权重最高,在风量分配、风压稳定性和经济性等方面表现最优,被选为深部通风系统的优化方案。基于Ventsim-AHP的通风方案评价方法能够有效平衡技术、经济和安全多重因素,为矿井通风系统优化提供科学依据。 展开更多
关键词 通风系统 层次分析法 指标权重 优化评价 VENTSIM
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基于吸引-排斥算法的精准分风方案决策
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作者 倪景峰 陈敦炜 刘玉娇 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期28-35,43,共9页
为解决井下生产作业过程中由于矿井通风设施和风网结构变化导致的通风系统分支风量波动,进而引发的用风地点风量不足问题,提出了一种基于吸引-排斥算法(AROA)的精准分风方法。以通风机功耗最小化为优化目标,工作面与备用面的需风量为约... 为解决井下生产作业过程中由于矿井通风设施和风网结构变化导致的通风系统分支风量波动,进而引发的用风地点风量不足问题,提出了一种基于吸引-排斥算法(AROA)的精准分风方法。以通风机功耗最小化为优化目标,工作面与备用面的需风量为约束条件,建立矿井通风系统数学模型。采用AROA,通过精准调控通风机及井下既有通风设施,迭代生成优化解。优化过程中,融合改进布朗运动、三角函数变换、随机解选择机制与记忆型局部搜索算子,对候选解实施动态筛选与精准调优,最终实现通风运行成本最优的精准分风方案。性能测试结果表明:与遗传算法(GA)、模拟退火-改进粒子群算法(SA-IPSO)和单调盆地跳跃算法(MBH)相比,AROA在综合寻优性能方面优势显著;在求解Ackley函数时,其获取最优解与平均最优解所经历的迭代次数均少于GA,SA-IPSO和MBH。实例分析结果表明:采用基于AROA的精准分风算法所确定的精准分风方案后,风窗面积调节量达50.4%;左翼通风机功率从131.72 kW降至97.95 kW,降幅达25.6%;右翼通风机功率从188.22 kW降至146.62 kW,降幅达22.1%;总节能率达23.56%。某煤矿实际应用结果表明:采用基于AROA的精准分风算法所确定的精准分风方案后,通风机风量降低了11.2%,通风机风压下降了10.1%,功率降低了20.7%。 展开更多
关键词 矿井通风 精准分风 吸引-排斥算法 分窗面积 通风机风压 通风机分量
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矿井智能通风研究进展与前沿展望
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作者 高科 戚志鹏 +3 位作者 唐志强 石连增 袁可一 吕航宇 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期17-23,共7页
矿井通风系统是煤矿安全生产的核心保障。随着智能化技术的发展,通风系统正向精准、高效方向演进。综述了矿井智能通风的关键技术进展,包括风阻风量感知、实时网络解算、故障诊断及按需调控,并探讨了提升通风系统智能化水平及灾害适应... 矿井通风系统是煤矿安全生产的核心保障。随着智能化技术的发展,通风系统正向精准、高效方向演进。综述了矿井智能通风的关键技术进展,包括风阻风量感知、实时网络解算、故障诊断及按需调控,并探讨了提升通风系统智能化水平及灾害适应能力的技术路径。针对矿井灾害通风安全问题,提出矿井韧性风网概念,以增强系统稳定性和抗干扰能力;构建热动力灾变动态应急导航模型,以优化矿工避灾逃生路径;基于数字孪生技术构建高镜像度矿井通风系统,实现精准建模与智能调控。研究表明,结合智能感知、优化控制和仿真计算,可提升风量预测精度,实现通风系统智能调控,并增强灾害环境下的通风稳定性和应急响应能力。未来,矿井通风将进一步融合智能感知、数字孪生与优化控制技术,推动煤矿安全生产向智能化发展。 展开更多
关键词 智能通风 韧性风网 应急导航 按需调控 数字孪生
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