(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210972784.9 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 钟德云　王李管　贾明涛　毕林　 胡建华　 (74)专利代理 机构 长沙瀚顿知识产权代理事务 所(普通合伙) 43223 专利代理师 吴亮　朱敏 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) E21F 1/00(2006.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 矿井通风系统风量全局调节方法、 装置及设 备 (57)摘要 本申请公开了一种矿井通风系统风量全局 调节方法、 装置及设备。 该方法包括： 获取矿井通 风系统的通风网络模型； 基于通风网络解算方法 对通风网络模 型进行风量分配计算， 并基于风量 分配计算结果调整通风网络模型， 直至通风网络 模型中风机的模拟工况与实际工况匹配； 基于井 下通风风量需求和矿井通风系统对应的设定优 化模型， 生成至少一个待选的风量调节方案； 基 于至少一个待选的风量调节方案与井下通风风 量需求， 确定最佳的风量调节方案； 其中， 设定优 化模型为多目标全局优化模型。 如此， 可 以得到 矿井通风系统在多目标优化下的最佳风量调节 方案， 进而实现了矿井通风系统的全局优化控 制， 可以全面满足矿井通风系统的综合风量调节 需求。 权利要求书3页 说明书20页 附图2页 CN 115186509 A 2022.10.14 CN 115186509 A 1.一种矿井通 风系统风 量全局调节方法， 其特 征在于， 包括： 获取矿井通 风系统的通 风网络模型； 基于通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算， 并基于风量分配计算 结果调整所述 通风网络模型， 直至所述 通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配； 基于井下通风风量需求和所述矿井通风系统对应的设定优化模型， 生成至少一个待选 的风量调节方案； 基于所述至少一个待选的风量调节方案与 所述井下通风风量需求， 确定最佳的风量调 节方案； 其中， 所述设定优化模型为多目标全局优化模型， 包括以下优化目标： 最小通风能耗目 标、 按需分风需求目标、 最佳调节位置目标、 最佳调节方式目标、 最小调节个数目标及最大 有效风量 目标； 所述设定优化模型 的决策变量包括： 所有未知风量分支的风量和所有分支 的调节风压值； 所述风量调节方案包括： 通风构筑物的调节措施， 所述通风构筑物包括以下 至少之一： 井下风机、 风门和风窗。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于通风网络解算方法对所述通风网 络模型进行风量分配计算， 并基于风量分配计算结果调整所述通风网络模型， 直至所述通 风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配， 包括： 采用基于回路风量的通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算， 得到 风量分配计算结果； 基于阻力测定方式对巷道风阻参数进行调整， 直至所述风量分配计算结果与实测巷道 风量的对比误差在设定阈值内； 基于所述 风量分配计算结果得到所述 通风网络模型中风机的模拟工况； 判断风机的模拟工况与实 际工况是否匹配， 若否， 则调整所述通风网络模型的模型参 数， 直至所述 通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述设定优化模型如下 所示： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186509 A 2其中， Z为优化目标， ω1为第一权重系数， ω2为第二权重系数， ω3为第三权重系数， ω4 为第四权重系数， ω5为第五权重系数， ω6为第六权重系数， ω7为第七权重系数， N为通风网 络的分支数， qj为第j条按需分风分支的风量， rj为第j条分支的风阻， Δhj为第j条分支的风 压调节值， hN， j为第j条分支的自然风压， Nd为所有按需分风分支的集合， 为第j条按 需分 风分支按需分风范围上限偏差量， qj为第j条按需分风分支按需分风范围下限偏差量， nj， a 表示是否需要对第j条分支进行调节， sj为第j条分支的调节级数， nj， c表示是否需要对第j 条分支进行增能调节或降阻调节， nj， b表示是否需要对第j条分支进行增阻调节， qt为矿井 总进风量， Δh ′j为Δhj的绝对值， J为通风网络的节点数， aij表示节点与 分支的关系， bij表 示分支与回路的关系， hj为第j条分支风压的代数和， qj， min为第j条按需分风分支允许风量 下限， qj， max为第j条按需分风分支允许风量上限， vj， min为第j条分支允许风速下限， vj， max为 第j条分支允许风速上限， Sj为第j条分支的巷道断面面积， ρ ′j表示第j条分支允许忽略的增 能或降阻调节 量， ρ″j表示第j条分支允许忽略的增阻调节 量， Δhj， min为第j条分支可调节风 压下限， Δhj， max为第j条分支可调节风压上限， Na为通风网络中允许调节分支的个数， ρj表 示第j条分支允许忽略的调节量， nmax， a为第一正常量， nmax， b为第二正常量， nmax， c为第三正常权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186509 A 3