基于Lyapunov 的礦井大角聯巷道風流穩定性控制研究

章達賓

【摘 要】本文針對兩翼獨立進、回風系統大角聯運輸大巷風流不穩定問題，在角聯通風特性和判別式的基礎上，分析并提出了大角聯運輸大巷風流控制措施。應用Lyapunov穩定性理論，分析了角聯分支相鄰巷道風阻調節后的角聯分支風流變化規律，以實際煤礦實測數據為例，進行了試驗。結果表明，當分支風阻R變化達到臨界值時，風流停滯;超過臨界值，風流發生反向，且反向風量繼續增大。同時也驗證了提出的控制措施的有效性、可靠性，對同類型礦井通風系統管理具有良好的借鑒作用。

【關鍵詞】 大角聯巷道;通風穩定性 ;礦井通風模擬;阻力實測;風流控制

【中圖分類號】 TD724 【文獻標識碼】 A

【文章編號】 2096-4102（2020）01-0015-03 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

隨著兩翼獨立進、回風系統大角聯風路礦井較普遍存在，對于其風流穩定性的研究成為通風系統研究的一大熱點。目前，對于兩翼獨立進、回風系統大角聯風路穩定性研究，主要有：謝中朋、宋曉燕等對大角聯風路邊緣風路的分支風阻的擴巷降阻或增加并聯巷道，再利用通風網絡解算軟件，得出系統的運行狀態。徐瑞龍建立單角聯以及T型、V型和Y型角聯網絡中角聯分支的風流方向判別式。高磊等對大角聯風流穩定性的影響因素進行分析。王從陸等對三角型通風網、間隔式通風網中角聯分支初步建立了角聯分支的風向判別式。辛嵩等利用Ventsim軟件解算多組數據，總結角聯風量與風阻間的各組規律，提出了新的判定指標。這些研究，為礦井大角聯風路風流控制提供了控制方法和理論指導，但由于兩翼獨立進、回風系統大角聯風路的復雜性，還未有人從根本上完整揭示其特性和規律性，本文從通風系統實測數據出發，應用Lyapunov穩定性理論對兩翼獨立進、回風系統大角聯風流控制的規律性和特性進行研究，并提出了風流穩定性控制措施。

1大角聯運輸大巷風流判別式及控制措施

1.1大角聯運輸大巷風流判別式模型

礦井由兩個以上有獨立進、回風系統構成，在井底車場巷道網由運輸大巷連通，構成兩翼分區式通風礦井大角聯風路，其通風系統結構圖和網絡圖，如圖1所示。

4結論

由于風井Ⅰ所負擔的通風區域至風井Ⅰ風機入口的風阻R2和風井Ⅱ所負擔的通風區域至風井Ⅱ風機入口的風阻R4隨采掘工作面的推進、增減等生產情況而變化，不易進行精確的風阻調節，所以調節大角聯運輸大巷的風向，一般采用調節兩進風井口至井底車場巷道網之間風阻R1和R3，更加精確和可靠。

當調節風門面積達到一定變化值時，調節分支風阻變化到一定風阻值，運輸大巷風流出現停滯，繼續減少調節風門面積，運輸大巷風流發生反向，且反向風量繼續增大。

礦井通風系統是一個復雜的大系統，任何參量的變化都會導致系統發生漂移。可建立調節后引起通風系統風流變化趨勢方程，進行進一步研究。

【參考文獻】

[1]高磊，祝凌甫，徐紅杰.大興礦兩翼分區域通風運輸大巷風流穩定性研究[J].煤礦開采，2017，22（3）：104-105.

[2]謝中朋，宋曉燕.復雜礦井通風系統穩定性研究[M].北京：首都經濟貿易大學出版社，2018：54-57.

[3]辛嵩.角聯巷道風流安全評判指標研究[J].煤炭技術，2018（2）：134-136

[4]魏引尚，賈玉泉，王奕博，等.礦井通風系統分級控制研究[J].工礦自動化，2018，44（12）：30-33.

[5]郭建偉，陳開巖.復雜通風網絡角聯風流安全穩定性評價與控制[J].礦業安全與環保，2010，37（5）：35-38.

[6]尹里剛，周煥明.自然風壓在井下通風系統的應用與研究[J].工業安全與環保，2017，43（11）：35-37.

[7]盛建紅，譚星宇.區域單元+兩翼對角混合式通風系統應用研究[J].礦業研究與開發，2018，38（2）：44-47.

[8]崔國宏.煤礦瓦斯抽采系統管路摩擦阻力計算優化及應用[J].山西能源學院學報，2018（6）：32-33.