基于Lyapunov 的矿井大角联巷道风流稳定性控制研究

章达宾

【摘 要】本文针对两翼独立进、回风系统大角联运输大巷风流不稳定问题，在角联通风特性和判别式的基础上，分析并提出了大角联运输大巷风流控制措施。应用Lyapunov稳定性理论，分析了角联分支相邻巷道风阻调节后的角联分支风流变化规律，以实际煤矿实测数据为例，进行了试验。结果表明，当分支风阻R变化达到临界值时，风流停滞;超过临界值，风流发生反向，且反向风量继续增大。同时也验证了提出的控制措施的有效性、可靠性，对同类型矿井通风系统管理具有良好的借鉴作用。

【关键词】 大角联巷道;通风稳定性 ;矿井通风模拟;阻力实测;风流控制

【中图分类号】 TD724 【文献标识码】 A

【文章编号】 2096-4102（2020）01-0015-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

随着两翼独立进、回风系统大角联风路矿井较普遍存在，对于其风流稳定性的研究成为通风系统研究的一大热点。目前，對于两翼独立进、回风系统大角联风路稳定性研究，主要有：谢中朋、宋晓燕等对大角联风路边缘风路的分支风阻的扩巷降阻或增加并联巷道，再利用通风网络解算软件，得出系统的运行状态。徐瑞龙建立单角联以及T型、V型和Y型角联网络中角联分支的风流方向判别式。高磊等对大角联风流稳定性的影响因素进行分析。王从陆等对三角型通风网、间隔式通风网中角联分支初步建立了角联分支的风向判别式。辛嵩等利用Ventsim软件解算多组数据，总结角联风量与风阻间的各组规律，提出了新的判定指标。这些研究，为矿井大角联风路风流控制提供了控制方法和理论指导，但由于两翼独立进、回风系统大角联风路的复杂性，还未有人从根本上完整揭示其特性和规律性，本文从通风系统实测数据出发，应用Lyapunov稳定性理论对两翼独立进、回风系统大角联风流控制的规律性和特性进行研究，并提出了风流稳定性控制措施。

1大角联运输大巷风流判别式及控制措施

1.1大角联运输大巷风流判别式模型

矿井由两个以上有独立进、回风系统构成，在井底车场巷道网由运输大巷连通，构成两翼分区式通风矿井大角联风路，其通风系统结构图和网络图，如图1所示。

4结论

由于风井Ⅰ所负担的通风区域至风井Ⅰ风机入口的风阻R2和风井Ⅱ所负担的通风区域至风井Ⅱ风机入口的风阻R4随采掘工作面的推进、增减等生产情况而变化，不易进行精确的风阻调节，所以调节大角联运输大巷的风向，一般采用调节两进风井口至井底车场巷道网之间风阻R1和R3，更加精确和可靠。

当调节风门面积达到一定变化值时，调节分支风阻变化到一定风阻值，运输大巷风流出现停滞，继续减少调节风门面积，运输大巷风流发生反向，且反向风量继续增大。

矿井通风系统是一个复杂的大系统，任何参量的变化都会导致系统发生漂移。可建立调节后引起通风系统风流变化趋势方程，进行进一步研究。

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