矿井通风系统可靠度计算与优化分析

"矿井通风系统可靠性数值分析 (2010年)，作者：谢贤平、邓彤、杨茹馨，发表于《昆明理工大学国土资源工程学院》和《云南力合矿山工程设计有限公司》" 本文主要探讨了矿井通风系统的可靠性及其数值分析方法，旨在提高矿井通风的安全性和稳定性。首先，文章根据矿井通风构筑物的功能，将其分为截断风流、通过风流和调节风流三类，并分别给出了这三类构筑物的可靠性计算方法。这是理解矿井通风系统可靠性的基础，因为不同的构筑物在系统中的作用不同，其可靠性的评估方式也会有所差异。 接下来，文章引入了不交型布尔代数的概念，利用这一数学工具来计算矿井通风网络的可靠性。不交型布尔代数能够有效地处理系统中各种可能的故障组合，从而得出整个通风网络的可靠性指标。这里的可靠性不仅仅是指设备本身的可靠性，还包括系统在面对故障时保持正常通风的能力。 进一步，文章构建了一个非线性规划模型，用于优化矿井通风系统的可靠度分配。通过矿井通风网络平衡方程组的Jacobi行列式J的绝对值，可以量化评价系统可靠性的高低。Jacobi行列式通常用来反映线性方程组的解的性质，这里则被用来表示通风系统稳定性的变化。当风量固定时，调整各个分支的风阻，使J的绝对值最大化，可以实现系统的最优配置，以提升整体的可靠性。 在理论研究的基础上，作者们还提出了一个优化模型，具体研究在分支风量不变的情况下，如何调整风阻以最大化J的值。这种优化模型对于实际操作具有指导意义，因为它允许在有限的条件下调整系统参数，以达到最佳的通风效果。 最后，通过一个实例，作者们验证了上述理论和模型的有效性，证明了这些方法在解决矿井通风系统可靠性问题上的可行性。实例分析不仅强化了理论的说服力，也为实际工程提供了参考。 总结来说，这篇论文深入研究了矿井通风系统的可靠性问题，提出了新的计算方法和优化模型，对于提高矿井安全和效率具有重要意义。同时，它也展示了数学工具在解决复杂工程问题中的应用价值。