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摘 要 在当前的矿井通风系统中，普遍只运用安全监测监控系统，但这种方法监测出来的故障源还存在一定的不完整性，对于引起风向风速变化的原因，以及故障源的查找方面有所缺陷，因此，随着矿井通风技术力量的不断增强，学术界开始研究基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术。本文以该技术国内外的研究现状为基点，分析当前矿井通风系统故障源诊断技术中存在的问题，并做出简要的矿井通风系统故障源诊断技术研究。
关键词 网络分析；矿井通风系统；故障源诊断
中图分类号：TD725 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0054-01
煤矿资源一直以来都是我国工业能源的重要来源，而煤矿开采的过程相当危险，在矿井生产中，矿井通风系统是否可靠对矿井事故的发生有着很大影响，不仅关系到煤矿的经济利益，更涉及到井下作业工人的生命安全。
1 当前矿井通风系统故障源诊断技术中存在的问题
矿井通风系统中的分支出现故障之后会导致其风阻发生变化，最终导致分支风量出现变化，矿井通风系统故障源诊断就是通过分支中的风速传感器对风速进行检测，依据风速的变化情况对故障的位置进行确定。
1）传感器的数量及位置方面的问题。
在矿井通风监测系统中，传感器在布置过程中的数量与位置是非常关键的问题。部分矿井如果传感器的数量过少的话就不能够對事故进行有效的预防，如果传感器的数量过多又会造成投资过高的情况，造成矿井管理复杂化。实现传感器位置与数量的合理布置是矿井通风系统故障源诊断中需要解决的问题。
2）风速传感器监测结果处理方面的问题。
利用风速传感器对矿井通风系统中的风速进行监测的过程中，所得的结果仅仅能够代表传感器所在点的风速现状，并不能够代表整个巷道中的平均风速。因此，需要对风速传感器监测结果进行处理，通过监测结果对巷道中的平均风速进行推导是需要解决的问题。
3）故障源诊断方面的问题。
矿井通风系统中的通风系统非常复杂，巷道之间存在着交叉、相连的关系，而且这些巷道之间的联系是固定的，一个巷道中的风阻发生变化之后其他的巷道中的风量也会发生相应的变化。矿井通风系统故障源诊断主要是通过传感器来进行的，在对故障源进行确定的过程中存在不确定性。
2 矿井通风系统故障源诊断技术研究
1）传感器的优化布置。
在矿井通风系统的传感器进行布置的过程中，要依据实际情况与经验进行人为的规定，对其布置的位置与数量进行优化。矿井通风系统的设计依据为用风点的风量，如果矿井通风系统出现故障，用风点的风量与风质就达不到要求了。
在矿井通风系统的风速传感器布置过程中，要选择能够对通风系统基本情况进行全面反映的分支，需要布置风速传感器的分支按照功能进行分类主要包括回风井、进风井、进风分支、回风分支、工作面五种。
2）风速传感器监测结果处理。
矿井通风系统中的风速传感器所监测到的结果仅仅代表巷道中某一点的风速，并不能够对巷道中的平均风速进行表示。因此，需要通过一元线性回归法对风速传感器监测结果进行处理，建立风速传感器监测结果与巷道平均风速之间的近似线性回归方程，通过这种方式对巷道中的平均风速进行推导。在建立线性回归方程的基础上需要同拟合实验对其进行证明，证明回归方程能够将风速传感器监测结果转化成为巷道风速平均值，从而对故障源的位置进行诊断。
3）故障源推理分析。
①故障源分析。在对矿井通风系统的故障源进行诊断的过程中，最主要的就是要确定可能引发故障的巷道集合，在集合中找出故障源；如果故障源不止一处，通过巷道集合求交集的方式缩小诊断范围，直到确定故障源为止。第一步，故障首先需要考虑有构筑物的巷道。通风构筑物对矿井通风系统的影响是通过对分支风阻的改变而实现的，在通风系统出现故障之后要首先对有构筑物的巷道进行诊断，如果没有故障则再对其他巷道进行诊断。第二步，对故障的优先级进行排序，在有构筑物的巷道诊断中没有发现故障之后，需要通过分支灵敏度对故障巷道的优先级进行排序，按照排序对剩余的巷道进行诊断。
②故障原因分析。第一，比较容易判断的故障，主要包括：灾变，例如出现火灾、冒顶、巷道隔断等灾变情况时，风速会出现较为明显的变化，除此之外其他的参数变化也较大，故障的现象非常的明显；风机故障与通风构筑物故障，风机出现故障之后会导致风量减小或消失，其中还包括强烈的音效与气流冲击，故障现象非常明显，通风构筑物主要的作用就是对分支的风阻进行改变，如果出现故障风阻的变化就会失效。第二，比较不易判断的故障，主要指的是巷道中出现的一些变化较为缓慢的故障，对通风系统的影响较为缓慢与长期，难以对故障原因进行诊断。第三，鼓励性变化，主要指的是自然风压出现的变化，矿井中的自然风压在不同的时间时具有一定的变化规律的，可以通过这些变化规律对故障进行诊断。第四，风阻变化，巷道积水、巷道高冒、巷道坍塌、巷道变形等原因都会导致巷道风阻发生变化，风阻的变化影响着整个通风系统，通过变化对故障源进行判断。第五，经常性与阶段性、短暂性的风速变化，如果传感器处于临界值之内则说明通风系统正常运作，部分风流的出现是经常性与阶段性、短暂性，具有具体的时间与地点，要对这种风流的特点进行研究，对其设定特有的提示方式，出现这种风流的原因主要包括井下爆破、运输、提升等方面。
3 结论
通过相关的研究方法对基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术进行了研究。在当前的矿井通风系统故障源诊断过程中存在较多的问题，本文针对风速传感器的布置、巷道平均风速的推导与故障源的确定等方面的问题，提出了相应的解决措施，对矿井通风提供的故障源诊断工作具有重要的指导意义。
参考文献
[1]赵丹，刘剑，潘竞涛，李宗翔.矿井通风系统风速故障源诊断技术在大明矿的应用研究[J].安全与环境学报，2011，07（15）：203-204.
[2]李红，杨兆建，李娟莉.基于GPRS的矿井提升机制动系统故障远程监测诊断系统研究[J].机械管理开发，2014，06（22）：187-188.
[3]王树刚，刘宝勇，刘淑娟.矿内空气非定常流动数值模拟分析[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，03（25）：54-55.
作者简介
刘润平（1969-），男，河北张家口人，2007年毕业于河南理工大学采矿工程专业，通安工程师，长期从事“一通三防”管理工作。
关键词 网络分析；矿井通风系统；故障源诊断
中图分类号：TD725 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0054-01
煤矿资源一直以来都是我国工业能源的重要来源，而煤矿开采的过程相当危险，在矿井生产中，矿井通风系统是否可靠对矿井事故的发生有着很大影响，不仅关系到煤矿的经济利益，更涉及到井下作业工人的生命安全。
1 当前矿井通风系统故障源诊断技术中存在的问题
矿井通风系统中的分支出现故障之后会导致其风阻发生变化，最终导致分支风量出现变化，矿井通风系统故障源诊断就是通过分支中的风速传感器对风速进行检测，依据风速的变化情况对故障的位置进行确定。
1）传感器的数量及位置方面的问题。
在矿井通风监测系统中，传感器在布置过程中的数量与位置是非常关键的问题。部分矿井如果传感器的数量过少的话就不能够對事故进行有效的预防，如果传感器的数量过多又会造成投资过高的情况，造成矿井管理复杂化。实现传感器位置与数量的合理布置是矿井通风系统故障源诊断中需要解决的问题。
2）风速传感器监测结果处理方面的问题。
利用风速传感器对矿井通风系统中的风速进行监测的过程中，所得的结果仅仅能够代表传感器所在点的风速现状，并不能够代表整个巷道中的平均风速。因此，需要对风速传感器监测结果进行处理，通过监测结果对巷道中的平均风速进行推导是需要解决的问题。
3）故障源诊断方面的问题。
矿井通风系统中的通风系统非常复杂，巷道之间存在着交叉、相连的关系，而且这些巷道之间的联系是固定的，一个巷道中的风阻发生变化之后其他的巷道中的风量也会发生相应的变化。矿井通风系统故障源诊断主要是通过传感器来进行的，在对故障源进行确定的过程中存在不确定性。
2 矿井通风系统故障源诊断技术研究
1）传感器的优化布置。
在矿井通风系统的传感器进行布置的过程中，要依据实际情况与经验进行人为的规定，对其布置的位置与数量进行优化。矿井通风系统的设计依据为用风点的风量，如果矿井通风系统出现故障，用风点的风量与风质就达不到要求了。
在矿井通风系统的风速传感器布置过程中，要选择能够对通风系统基本情况进行全面反映的分支，需要布置风速传感器的分支按照功能进行分类主要包括回风井、进风井、进风分支、回风分支、工作面五种。
2）风速传感器监测结果处理。
矿井通风系统中的风速传感器所监测到的结果仅仅代表巷道中某一点的风速，并不能够对巷道中的平均风速进行表示。因此，需要通过一元线性回归法对风速传感器监测结果进行处理，建立风速传感器监测结果与巷道平均风速之间的近似线性回归方程，通过这种方式对巷道中的平均风速进行推导。在建立线性回归方程的基础上需要同拟合实验对其进行证明，证明回归方程能够将风速传感器监测结果转化成为巷道风速平均值，从而对故障源的位置进行诊断。
3）故障源推理分析。
①故障源分析。在对矿井通风系统的故障源进行诊断的过程中，最主要的就是要确定可能引发故障的巷道集合，在集合中找出故障源；如果故障源不止一处，通过巷道集合求交集的方式缩小诊断范围，直到确定故障源为止。第一步，故障首先需要考虑有构筑物的巷道。通风构筑物对矿井通风系统的影响是通过对分支风阻的改变而实现的，在通风系统出现故障之后要首先对有构筑物的巷道进行诊断，如果没有故障则再对其他巷道进行诊断。第二步，对故障的优先级进行排序，在有构筑物的巷道诊断中没有发现故障之后，需要通过分支灵敏度对故障巷道的优先级进行排序，按照排序对剩余的巷道进行诊断。
②故障原因分析。第一，比较容易判断的故障，主要包括：灾变，例如出现火灾、冒顶、巷道隔断等灾变情况时，风速会出现较为明显的变化，除此之外其他的参数变化也较大，故障的现象非常的明显；风机故障与通风构筑物故障，风机出现故障之后会导致风量减小或消失，其中还包括强烈的音效与气流冲击，故障现象非常明显，通风构筑物主要的作用就是对分支的风阻进行改变，如果出现故障风阻的变化就会失效。第二，比较不易判断的故障，主要指的是巷道中出现的一些变化较为缓慢的故障，对通风系统的影响较为缓慢与长期，难以对故障原因进行诊断。第三，鼓励性变化，主要指的是自然风压出现的变化，矿井中的自然风压在不同的时间时具有一定的变化规律的，可以通过这些变化规律对故障进行诊断。第四，风阻变化，巷道积水、巷道高冒、巷道坍塌、巷道变形等原因都会导致巷道风阻发生变化，风阻的变化影响着整个通风系统，通过变化对故障源进行判断。第五，经常性与阶段性、短暂性的风速变化，如果传感器处于临界值之内则说明通风系统正常运作，部分风流的出现是经常性与阶段性、短暂性，具有具体的时间与地点，要对这种风流的特点进行研究，对其设定特有的提示方式，出现这种风流的原因主要包括井下爆破、运输、提升等方面。
3 结论
通过相关的研究方法对基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术进行了研究。在当前的矿井通风系统故障源诊断过程中存在较多的问题，本文针对风速传感器的布置、巷道平均风速的推导与故障源的确定等方面的问题，提出了相应的解决措施，对矿井通风提供的故障源诊断工作具有重要的指导意义。
参考文献
[1]赵丹，刘剑，潘竞涛，李宗翔.矿井通风系统风速故障源诊断技术在大明矿的应用研究[J].安全与环境学报，2011，07（15）：203-204.
[2]李红，杨兆建，李娟莉.基于GPRS的矿井提升机制动系统故障远程监测诊断系统研究[J].机械管理开发，2014，06（22）：187-188.
[3]王树刚，刘宝勇，刘淑娟.矿内空气非定常流动数值模拟分析[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，03（25）：54-55.
作者简介
刘润平（1969-），男，河北张家口人，2007年毕业于河南理工大学采矿工程专业，通安工程师，长期从事“一通三防”管理工作。