基于遗传算法的矿井通风网络优化模型建立与求解

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1、基于遗传算法的矿井通风网络优化模型建立与求解刘增全业有限责任公司摘要：在图论和矿井通风网络的棊础上，通过图论的关联矩阵、回路矩阵和通过普里姆算法产生网络图的最小支撑树，并得到相应的余树弦和树枝的分量值，再以此计算通风网络的风阻调节值，进而计算风量调节值。建立矿井通风总功率最小的目标函数，通过遗传算法中的适应度函数对其进行评价，交叉函数和变异函数对其实施进化操作，迭代多次得到满意解。最后利用某一具体通风网络图实例验证所采用的算法是否科学，算法效率是否高效，并由此对实例的矿井通风量进行优化。关键词：遗传算法;矿井通风网络;优化

2、模型;作者简介：刘增全（1975一），男，毕业于太原理工大学采矿工程专业，工程师,现就职于西汾西屮兴煤业有限责任公司通风区。收稿日期：2017-02-22EstablishmentandSolutionofMineVentilationNetworkOptimizationModelBasedonGeneticAlgorithmLiuZengquanFenxiZhongxingCoalIndustryCo.，Ltd.;Abstract：Basedonthegraphtheoryandthemineventilationne

3、twork,throughthecorrelationmatrix,graphtheoryandnetworkgraphbyloopmatrixprimalgorithmminimumspanningtree,andobtainedmorethanShuxianbranchesandthecomponentvalue,thenthecalculationofventilationnetworkresistanceregulationvalue,andthencalculatestheairadjustingvalue.Th

4、eobjectivefunctionoftheminimumtotalpowerofmineventilationissetup,andthefitnessfunctionisusedtoevaluateit.Thecrossoverfunctionandthemutationfunctionareappliedtotheevolutionaryoperation,andtheiterativesolutionissatisfiedmanytimes.Finally,aspecificventilationnetworkd

5、iagramisusedtoverifywhetherthealgorithmisscientificandefficient,andthemineventilationcapacityisoptimized.Keyword：geneticalgorithm;mineventilationnetwork;optimizationmodel;Received：2017-02-221矿井通风网络现状矿井通风网络有三种类型：自然型、控制型和混合型分风网络。自然风在满足矿井总风量的基础上，自然分风网络的功率达到最小。但是自然通风网

6、络一般不能满足井下变化的用风地点的需求，必须介入一定手段对供风进行调节，进而保证安全的生产。混合型分风网络的优化问题比较复杂，是研究在满足网络分支的需风量、网络中的通风量、网络中各分支风压平衡和调节用风地点约束的条件下,如何使得通风网络系统运行的总功率最小化问题m。由于此模型是一个非凸模型，已经成为目前制约通风网络的首要因素，成为我国其至全世界矿井通风研允的重点和难点m。2建模原理矿井生产中一些因素如巷道的延伸、工作面的推进等会对矿井风网的供风量产生影响使其发生变化，此外起风网内需求量也会随着瓦斯涌出量的变化而变化。这些变

7、化也使得井下各用风地点的实际供风量与需求风量产生差异，甚至矿井总风量的供需变化也是由此而引起的U1。只有优化调节矿井风量才可保证井下的风流能按所要求的风量和预定路线流动。2.1风量调节原理通常对于煤炭开采的矿井中的各生产地点，其所需的风量与自然分配的风量所有不同，例如：回采工作面、掘进工作面、顺槽工作面和相关硐室等，往往都是采用按需供风的原则，所以为了保证各生产地点需要的风量，需要对各分支中的风流进行有效地控制和调节。由于在矿井中矿井通风网络的风量的调节方案并非唯一，很多调节方案都能使矿井通风网络获得同样的供风效果，而且它

8、们都是可以保证通风网络的总风量和各分支的需风量的需求141。所以，在优先保证供风量时，必须进行矿井通风网络的优化调节，选择一个最优的方案。矿井通风网络中风流方向及风量受通风定律制约，在风路各分支风阻一定的情况下，耍想改变分支的风量，那么就存在需求风量与自然风量不匹配的问题，则无法满足以下风压平衡定律：此