1 范圍

      本標準規定了礦井通風網絡解算程序的適用范圍、術語和定義、基本功能、通風網絡數學模型、解算原則、解算精度與誤差分析。

      本標準適用于穩定狀態下礦井通風網絡解算程序的編寫。

      本標準不適用于非穩定狀態下礦井通風網絡解算程序的編寫。

2 規范性引用文件

      下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

      GB/T 15663.8 煤礦科技術語 煤礦安全

      AQ 1028 煤礦井工開采通風技術條件

      MT 421 煤礦用主要通風機現場性能參數測定方法

      MT/T 635 礦井巷道通風摩擦阻力系數測定方法

      MT/T 440 礦井通風阻力測定方法

3 術語及定義

      除GB/T 15663.8的術語和定義適用于本標準外，補充以下術語和定義。

3.1 礦井通風網絡 mine ventilation network

      表示礦井風路、風流方向、通風設施、通風動力裝置之間關聯關系的網絡。

3.2 風路 airflow branch

      有風流流經的井筒、巷道、以及回采工作面等通風線路。

3.3 節點 node 

      兩條或兩條以上風路的交匯點。在同一條巷道中，將巷道斷面形狀、斷面積、支護方式、坡度的變化點也可稱之為節點。

3.4 回路 circuit

      通風網絡中若干條風路首尾相接構成的閉合路徑。

3.5 通風網絡解算 ventilation network flow distribution 

      已知通風網絡中各風路的風阻及通風機特性曲線（或礦井總風量），計算各風路風量的過程。

3.6 固定風量風路 fixed air flux branch

      通風網絡解算時有風量期望值并且不參與迭代計算的風路。

3.7 自然分風 natural airflow distribution

      不含有固定風量風路的網絡解算，解算結果滿足節點風量平衡和回路阻力平衡定律。

3.8 按需分風 fixed airflow distribution

      含有固定風量風路的網絡解算，解算結果滿足節點風量平衡定律，而不一定滿足回路阻力平衡定律。

3.9 按需調節 adjustment for fixed airflow distribution

      為使按需分風結果能夠滿足通風網絡節點風量平衡、回路阻力平衡而采取的增加、降低通風阻力或者改變通風動力的措施。

3.10 網絡半割集 half cut set of ventilation network

      通風網絡半割集是一個將通風網絡分成進風側和回風側兩部分，并使通風網絡失去連通性的最小風路的集合。

3.11 固定通風網絡半割集下的按需分風 fixed half cut set’s airflow distribution

      固定風量風路為一個通風網絡半割集的按需分風稱之為固定通風網絡半割集下的按需分風。

3.12 無理固定風量的風路 irrational fixed air flux branch

      由于固定風量風路的位置或者固定風量值不合理導致通風網絡解算結果不收斂的固定風量風路。

3.13 通風網絡拓撲關系 topology relationship of ventilation network

      通風網絡中滿足拓撲幾何學原理的風路、節點、構筑物、通風動力裝置等各空間數據間的相互關系，即風路與節點的連接關系以及構筑物、通風動力裝置等通風設施與風路的綁定關系。

4 基本功能

      通風網絡解算程序至少應具有如下功能：

      ——自然分風；

      ——按需分風；

      ——固定半割集下的按需分風；

      ——解算能力不受通風網絡風路數和節點數的限制；

      ——能夠自動檢測無理固定風量風路；

      ——模擬礦井自然風壓；

      ——程序操作應具有良好的人機交互功能。

5 數學模型

5.1 質量守恒定律

5.1.1 狹義的質量守恒定律（亦稱節點質量守恒定律）

      在單位時間內，任一節點流入和流出的風流質量的代數和為零。習慣上取流入為正、流出為負，則節點質量守恒定律可以寫成式(1)：

      式中：

      ρ_ij、ρ_ki----分別為風路(v_i,v_j)和風路(v_k,v_i)的風流密度，。

      q_ij、q_ki----分別為風路和的風量，；

      (v_i,v_j)----始節點為v_i，末節點為v_j的風路；

      (v_k,v_i)----始節點為vk，末節點為vi的風路；

      E⁺(v_i)----節點的流入風路集合；

      E^-(v_i)----節點的流出風路集合；

      V----是通風網絡的節點集合。

      當密度變化可以忽略不計時，式(1)可寫為(2)：

      即節點風量平衡定律。該定律表明：對通風網路中的任一節點，流進的風量等于流出的風量。

通風網絡中共有個節點，可以列出個節點風量平衡方程，個節點流量平衡方程的矩陣表示如式(3)：

      式中：

      b=(b_ij)為通風網絡的完全關聯矩陣；

      Q=(q₁,q₂,…,q_n)，為分支的流量矩陣，其排列次序與關聯矩陣一致，Q_T是Q的轉置

5.1.2 廣義質量守恒定律

      單位時間內，任一有向割集對應的風路流量的代數和等于0。割集風量平衡方程的矩陣表示如式（4）：

      式中：

      S=(S_ij)為有向割集矩陣及其元素值；s為割集數。

5.2 能量守恒定律

      在任一閉合回路上所發生的能量轉換的代數和為零。如式(5)

      式中：

      h_i----風路i的阻力；

      h^f_c----回路上的機械通風動力；

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