專利名稱：礦井通風預測預警系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種旨在進行礦井通風預測和礦井通風計算機輔助 設計的礦井通風預測預警系統。
技術背景 .
礦井通風的主要目的是為了供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員
對氧氣的需要;沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全的生產環境; 調節井下氣候，創造良好的工作環境，因此是影響安全生產的主要因素。
常用的礦井通風網絡的設計步驟是(1)首先根據已知的巷道布 局、自然通風特性、憑借現有設計或依據經驗調整通風設施的選型、 布置等的初步設計，(2 )再求解該通風系統及其中各條分支風道和風 機的風量和阻力及壓力等參數，判斷這些通風參量是否符合要求及其 可能發生的變化，(3 )最后通過對初步設計方案進行局部的調整使所 有通風參量都符合要求，即完成了礦井通風設計。
上述步驟(2)稱為解算，解算中的計算量最大，占用的時間也 最長。礦井通風網絡解算一般需要遵循一定規則進行，由于涉及到的 參數特別多，設計者往往需要花費大量的時間和精力用于繁瑣的查圖 表或者迭代計算，不僅效率低，而且準確度不高。
發明內容
為了克服上述不足，本發明提供一種礦井通風預測預警系統，本 系統可將原來人工迭代計算過程移交計算機完成，因而提高了效率和準確性，并且可多次解算，直至找到最優的設計方案，減少了設計者 的重復計算工作量。
為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是 一種礦井通風預測預警系統，包括用于存放數據的SQL數據庫、
數據文件生成模塊、通風預測預算模塊和結果輸出模塊，
所述數據文件生成模塊用于接收設計人員錄入的用于通風網絡
解算的各類參數，在接收數據錄入的同時對數據進行格式和數值范圍
的檢驗；
所述通風預測預算模塊用于完成礦井通風網絡解算的各種計算， 其計算結果包括礦井通風網絡及其中各條分支風道和扇風機的風量、 阻力及壓力；
所述結果輸出模塊用于對所述通風預測預算模塊的計算結果數 據的輸出，包括風量、風壓和風阻以及等積孔；
所述數據文件生成模塊所接收的數據和所述通風預測預算模塊 的計算結果都存入所述SQL數據庫，前者被所述通風預測預算才莫塊調 用，后者被所述結果輸出模塊調用。
所述結果輸出模塊中設置了六個預測輸出子才莫塊，用于對各類分 支的解算結果、風機工況和通風效果的輸出，它們是通風類型分別
掘進工作面預測輸出子模塊，分支類型為固定風量分支的固定風量分 支預測輸出子模塊，輸出風機實際工況的風機實際參數預測輸出子模 塊，衡量通風效果的等積孔預測輸出子模塊以及輸出所有分支的解算結果的全部預測結果預測輸出子模塊。
所述結果輸出模塊中還設置了預警分支輸出子模塊，用于輸出其 解算結果不符合設計要求的分支的解算結果，這些不符合設計要求的
情況包括風速超限、風量不足或風流反向。
所述通風預測預算才莫塊還可以調用外部數據，即所述SQL數據庫 之外的格式化數據進行通風預測和預警計算。
所述外部數據以及針對所述外部數據的解算結果均可自動保存 到SQL數據庫中。
所述數據文件生成模塊包括數據輸入子模塊和數據編輯子模塊， 所述數據輸入子模塊僅用于為所述SQL數據庫創建解算的原始數據 文件；所述數據編輯子模塊用于對所述原始數據文件的數據進行修 改。
所述數據輸入子模塊所接收的數據包括網絡基本參數和網絡特 征參數，所述網絡基本參數用于表征解算結果的精度和求解速度，所 迷網絡特征參數用于表征網絡類型、通風特點和網絡中設置的風機的 特性。
所述網絡基本參數包括迭代精度和最大迭代次數。 所述網絡特征參數包括含有各分支中巷道形狀、位置、通風類型
特征的網絡原始數據，含有表征扇風機的特征參數的風機特性數據以
及含有各分支的自然風壓參數的自然風壓數據。
所述結果輸出模塊具有將結果數據轉換成其他格式并保存為外
部結果數據文件的功能，所述外部結果數據文件格式可以為EXCEL或Access格式。
本發明利用計算機來實現計算量大且求解復雜的通風網絡的解 算過程，可短時間進行多次求解，不僅提高了效率和準確性，使找到 最優的設計方案變得可行，而且本發明可實現對通風系統設計的效果 的預測，如果某處不符合要求會以預警的形式提醒設計人員修改設 計，提高了設計的成功率。
圖1為本發明的系統結構框圖。
具體實施例方式
一種礦井通風預測預警系統，作為通風網絡解算的輔助計算系 統，如圖l所示，包括用于存放數據的SQL數據庫、數據文件生成模 塊、通風預測預算模塊和結果輸出模塊，所述數據文件生成模塊用于 接收設計人員錄入的用于通風網絡解算的各類參數，在接收數據錄入 的同時對數據進行格式和數值范圍的檢驗；所述通風預測預算模塊用 于完成礦井通風網絡解算的各種計算，是所述礦井通風預測預警系統 的核心模塊，其計算結果包括礦井通風網絡及其中各條分支風道和扇 風機的風量、阻力及壓力；所述結杲輸出模塊用于對所述通風預測預 算模塊的計算結果數據的輸出，包括風量、風壓和風阻以及等積孔； 所述數據文件生成模塊所接收的數據和所述通風預測預算模塊的計 算結果都存入所述SQL數據庫，前者被所述通風預測預算才莫塊調用， 后者被所述結果輸出模塊調用。
所述數據文件生成模塊包括數據輸入子模塊和數據編輯子模塊，
8所述數據輸入子才莫塊僅用于為所述SQL數據庫創建解算的原始數據 文件；所述數據編輯子^t塊用于對所述原始數據文件的數據進行修 改，以調整通風^:計方案。
所述數據輸入子模塊所接收的數據分為兩類，即網絡基本參數和 網絡特征參數，所述網絡基本參數包括礦井、方案的名稱，分支、節 點和風機的總量，固定風量數和自然風壓數的數值，這些都是針對某 一設計方案的全局變量的值，還包括用于表征解算結果的精度和求解 速度的迭代精度和最大迭代次數。
所述網絡特征參數用于表征網絡類型、通風特點和網絡中設置的 風機的特性，是涉及到初步設計方案的一些設計參量。所述網絡特征 參數包括含有各分支中巷道形狀、位置、通風類型特征的網絡原始數
然風壓參數的自然風壓數據。網絡特征參數的錄入過程即體現了初步 設計的過程，系統按照常規的設計流程引導設計者逐個地設定各個參 數值，節省了設計者翻閱圖表的時間，在數據錄入中需要注意單位的 選取。
本預測預警系統可適用于多種巷道形狀和多種通風類型，并針對 不同的巷道形狀和通風類型對內部計算進行了封裝，設計者只要注意 正確選取即可。本例中，所述巷道形狀包括梯形、半圓拱形、三星 拱形或圓形，所述通風類型包括 一般通風人行巷道(包括硐室)，運 輸機巷、釆區進回風巷，采煤工作面，巖巷掘進工作面，煤(半煤巖) 巷掘進工作面，升降物料井筒，無提升風井或風硐，主要進回風巷、升降人員井筒、架線電機車巷，風橋。
數據錄入過程中，系統還會給出對應的必需的設計參數輸入提 示，引導用戶設計、選用參數，及時對錯誤信息進行反饋，提示修改。
完成了礦井通風預測預警系統分風解算原始數據文件的創建與 編輯修改后，就可以進入通風預測預算模塊對已經建立起來的分風解 算原始數據文件進行通風預測預算了 。通風預測預算模塊是礦井通風 預測預警系統的核心模塊，其內部計算是本系統的主要工作，外部的 設計操作很少，如果要針對已經建立的數據文件進行解算，則直接執 行"分風解算"命令即可，本系統還提供了調用外部數據的功能，即
可以通過執行"導入外部數據"命令調用所述SQL數據庫之外的格式 化數據進行通風預測和預警計算，所述外部數據以及針對其的解算結 果均可自動保存到SQL數據庫中。
所述結果輸出模塊中設置了兩大類模塊， 一類是預測輸出子模 塊，用于通風網絡的各分支的解算結果的輸出，另一類是預警分支輸 出子模塊，這兩類模塊的實現方法實質上是相同的，都是對解算結果 數據的全部或部分輸出，所不同的是針對不同的關注點，其查詢條件 和結果字段的選取有所差異。
預測輸出子模塊的輸出方式有采用查詢條件和結果字段定制輸 出方式和解算結果數據全輸出方式，其中定制輸出方式按照查詢條件
面預測輸出子模塊、掘進工作面預測輸出子模塊，分支類型為固定風 量分支的固定風量分支預測輸出子模塊，輸出風機實際工況的風機實際參數預測輸出子模塊，衡量通風效果的等積孔預測輸出子模塊。
預警分支輸出子模塊，用于輸出其解算結果不符合設計要求的分
支的解算結果，這些不符合設計要求的情況包括風速超限、風量不 足或風流反向，凡是存在上述情況的分支其相關的解算結果均在本才莫 塊中輸出。由于此輸出方式采用的也是定制輸出方式，將所有可能存 在問題的分支都顯示出來，方便了設計人員的查詢。
所述結果輸出模塊還具有將結果數據轉換成其他格式并保存為 外部結果數據文件的功能，所述外部結果數據文件格式可以為EXCEL 或Access格式，轉出的其他格式數據文件可被其他程序調用和查看， 還可以作為外部格式化數據再次被本系統調用。
礦井通風預測預警系統是一套專為礦井安全生產而設計的通風 專業軟件，可以對礦井現在和將來各個時期的各種通風系統調整和改 造方案進行預測預算，及時對風量不足、風速超限地點進行預警，可 輔助進行礦井通風系統調整與方案改進。
ii
權利要求
1、一種礦井通風預測預警系統，其特征在于包括用于存放數據的SQL數據庫、數據文件生成模塊、通風預測預算模塊和結果輸出模塊，所述數據文件生成模塊用于接收設計人員錄入的用于通風網絡解算的各類參數，在接收數據錄入的同時對數據進行格式和數值范圍的檢驗；所述通風預測預算模塊用于完成礦井通風網絡解算的各種計算，其計算結果包括礦井通風網絡及其中各條分支風道和扇風機的風量、阻力及壓力；所述結果輸出模塊用于對所述通風預測預算模塊的計算結果數據的輸出，包括風量、風壓和風阻以及等積孔；所述數據文件生成模塊所接收的數據和所述通風預測預算模塊的計算結果都存入所述SQL數據庫，前者被所述通風預測預算模塊調用，后者被所述結果輸出模塊調用。
2、 根據權利要求1所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述結果輸出模塊中設置了六個預測輸出子模塊，用于對各類分支的 解算結果、風機工況和通風效果的輸出，它們是通風類型分別為采 煤工作面分支和掘進工作面分支的采煤工作面預測輸出子模塊、掘進 工作面預測輸出子模塊，分支類型為固定風量分支的固定風量分支預 測輸出子模塊，輸出風機實際工況的風機實際參數預測輸出子模塊， 衡量通風效果的等積孔預測輸出子模塊以及輸出所有分支的解算結果的全部預測結果預測輸出子模塊。
3、 根據權利要求2所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述結果輸出模塊中還設置了預警分支輸出子模塊，用于輸出其解算 結果不符合設計要求的分支的解算結果，這些不符合設計要求的情況 包括風速超限、風量不足或風流反向。
4、 根據權利要求3所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述通風預測預算模塊還調用外部數據，即所述SQL數據庫之外的格 式化數據進行通風預測和預警計算。
5、 根據權利要求4所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述外部數據以及針對所述外部數據的解算結果均保存到SQL數據 庫中。
6、根據權利要求5所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述數據文件生成模塊包括數據輸入子纟莫塊和數據編輯子模塊，所述 數據輸入子模塊僅用于為所述SQL數據庫創建解算的原始數據文件； 所述數據編輯子模塊用于對所述原始數據文件的數據進行修改。
7、 根據權利要求6所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述數據輸入子模塊所接收的數據包括網絡基本參數和網絡特征參 數，所述網絡基本參數用于表征解算結果的精度和求解速度，所述網 絡特征參數用于表征網絡類型、通風特點和網絡中設置的風機的特 性。
8、 根據權利要求7所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述網絡基本參數包括迭代精度和最大迭代次數。
9、 根據權利要求7或8所述的礦井通風預測預警系統，其特征 在于所述網絡特征參數包括含有各分支中巷道形狀、位置、通風類型 特征的網絡原始數據，含有表征扇風機的特征參數的風機特性數據以 及含有各分支的自然風壓參數的自然風壓數據。
10、 根據權利要求9所述的礦井通風預測預警系統，其特征在于 所述結果輸出模塊具有將結果數據轉換成其他格式并保存為外部結 果數據文件的功能，所述外部結果數據文件格式為EXCEL或Access 格式。
全文摘要
本發明涉及一種礦井通風預測預警系統，包括用于存放數據的SQL數據庫、用于接收設計人員錄入的數據文件生成模塊、用于完成礦井通風網絡解算的各種計算，包括各條分支風道和扇風機的風量、阻力及壓力計算的通風預測預算模塊和用于對所述通風預測預算模塊的計算結果數據進行輸出的結果輸出模塊。本系統可將原來人工迭代計算過程移交計算機完成，因而提高了效率和準確性，并且可多次解算，直至找到最優的設計方案，減少了設計者的重復計算工作量。
文檔編號E21F17/18GK101644168SQ20091008636
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月31日 優先權日2009年5月31日
發明者毛允德 申請人:北京龍德時代科技發展有限公司