矿山井下防尘供水管网综合评价及优化方法与动态模拟研究

基本信息
批准号:51574016
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:蒋仲安
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈举师,王辉,张义坤,王明,彭亚,陈记合,史昌,胡文颖
关键词:
优化方法矿山井下防尘供水管网综合评价动态模拟
结项摘要

The prevention of dust in mine is mainly based on water, the project based on the characteristics of mine dust prevention water supply network in China, adopts multidisciplinary thinking and a variety of means of the integrated use of research methods. Through the field survey measured, using the theory of reliability analysis and evaluation, the comprehensive evaluation index system and evaluation method of performance of dust prevention water supply network are determined; Using the abnormal similarity theory, similarity model of dust prevention water supply network device is set up, which reveals the dynamic change law of main parameters of dust prevention water supply network, and the prediction model is established, to predict the mine water place volume size and water pressure; On the basis of similar experiments, data analysis and evaluation, prediction and optimization model, structure model and analysis model of dust prevention water supply network are established, and converted to simulation model by programming, that dynamic simulation is carried out on running status of the dust prevention water supply network, and then performance evaluation, optimization method and dynamic simulation system of dust prevention water supply network is developed,which provides a feasible theory and technical methodsfor information management and optimization design of dust prevention water supply network in mine, and has the important theoretical significance and application valuefor improving the ability of mine disaster, to ensure the mine safety production.

矿井粉尘防治主要靠水除尘,项目立足我国矿井防尘供水管网的特点,采用多学科交叉渗透的研究思路和多种手段综合运用的研究方法。通过现场调研实测,运用可靠性分析和评价理论,确定防尘供水管网综合评价指标体系和评价方法;运用变态相似理论,建立防尘供水管网相似模型装置,揭示防尘供水管网主要参数的动态变化规律,并建立预测模型,预测矿井各用水地点水量和水压大小;运用城市供水管网优化相关理论,结合防尘供水管网的布置特点,建立防尘供水管网优化模型;在相似试验、数据分析及评价、预测和优化等模型的基础上,建立防尘供水管网的结构模型和量分析模型,并将其转换成计算机上编程的模拟模型,对防尘供水管网运行状态进行动态模拟,开发出防尘供水管网综合评价及优化方法与动态模拟系统,为矿井防尘供水管网的信息化管理和优化改造设计,提供一套切实可行的理论和技术方法,对提高矿井抗灾能力,确保矿井安全生产,具有重要理论意义和应用价值。

项目摘要

本项目针对我国目前矿井防尘供水管网的特点和存在问题,运用系统优化理论、可靠性分析、动态建模技术,通过现场数据实测、相似模型试验、理论模型建立和计算机模拟研究,确定防尘供水管网动综合评价指标体系,建立防尘供水系统的结构模型和量化分析模型,动态预测矿井各用水地点用水量和压力的变化状态,开发出防尘供水管网运行状态动态模拟系统。主要取得以下重要结果:.(1)依据流可靠度和基于阈级的单元重要度的理论,结合矿井防尘供水管网路径重要度和连通率,建立了基于Sobol序列拟蒙特卡罗法求解的防尘供水管网系统可靠度计算模型。立足矿井实况,构建矿井防尘供水管网安全可靠性三级预测指标体系,依据未确知数学理论和信息熵理论,建立了基于未确知测度的矿井防尘供水管网可靠性预测模型。.(2)基于水力学和管流变态相似理论,结合矿井防尘供水管网实际情况和实验室条件,建立了矿井防尘供水管网相似实验模型,对正常状态和故障状态下管网水力参数变化关系进行研究,得出管网用水点的水量与水压变化规律和用水点水压受故障影响的变化规律。.(3)通过MATLAB-EPANET混合编程,实现了矿井防尘供水管网的动态水力水质模拟。综合考虑矿井防尘供水管网结构布置、建造的经济性和运行的可靠性,确定了防尘管网经济性和可靠性的目标函数,以及相应的约束条件,构建了基于免疫算法的矿井防尘供水管网优化的数学模型。.(4)构建了矿井防尘供水管网用水点状态预警指标体系,并划分预警等级,用PSO算法优化权值和阈值来训练BP神经网络,建立矿井防尘供水管网用水点运行状态PSO-BP预警模型。基于Eclipse可扩展开发平台和JavaFX编程技术,开发了矿井防尘供水管网水力仿真与可靠性预测预警系统。.项目研究成果为生产矿井防尘供水管网改造方案设计提供一套切实可行的技术方法,为保证井下防尘供水系统可靠运行,提高矿井抗灾能力,具有重要的理论意义和实用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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