(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 20221097310 0.7 (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) E21F 1/00(2006.01) (54)发明名称 矿井通风系统风量混合调节方法、 装置及设 备 (57)摘要 本申请公开了一种矿井通风系统风量混合 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； 设定优化模 型为风量调控混合优化模型， 且 该风量调控混合 优化模型为线性混合整数规划模 型， 极大地降低 了模型的变量规模和求解复杂度， 进而提高了井 下通风调节的可靠性。 权利要求书3页 说明书18页 附图2页 CN 115329571 A 2022.11.11 CN 115329571 A 1.一种矿井通 风系统风 量混合调节方法， 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风量调控混合优化模型， 所述风量调控混合优化模型为线 性混合整数规划模型， 包括以下优化目标： 最小通风能耗目标、 最佳调节位置目标、 最佳调 节方式目标及最小调节个数目标； 所述设定优化模型 的决策变量包括： 所有分支的调节风 压值和表征按需分风分支的风量与该分支的多个风量值的对应关系的0 ‑1整型变量； 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 115329571 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， F为所有风机分支f的集合， Kf表示风机分支f风量取 值的个数， qf， k为表示风机分支f第k个风量取值， nf， k为0‑1整型变量且表示风机分支f风量 取值是否为qf， k， hf为风机分支f的风机风压， N为通风网络的分支数， 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， Δh ′j为Δhj的绝对值， Δhj为 第j条分支的风压调节值， J为通风网络的节点数， aij表示节点与分支的关系， Kj表示第j条 分支风量取值的个数， qj， k为表示风机分支j第k个风量取值， nj， k为0‑1整型变量且表 示风机 分支j风量取值是否为qj， k， bij表示分支与回路的关系， hj为第j条分支风压的代数和， 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， Δ hj， 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为第三正常量， qf为风机分支f的风机风量， a0， a1， a2为风机特性曲线拟合系 数。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述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， 包括： 根据井下通 风风量需求， 设定所述设定优化模型的各权 重系数以及决策变量； 基于设定的权重系数以及决策变量， 利用所述设定优化模型求解出至少一个待选的风 量调节方案 。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115329571 A 3