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作者:曹鹏;刘剑;
单位:辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;
摘要:为降低数字通风系统仿真不确定性给智能通风决策带来的安全隐患,基于巷道风阻系数获取过程中存在的不确定性,同时考虑相同支护巷道间的相关性,提出了一种结合全局模拟的拉丁超立方采样(Latin Hypercube Sampling, LHS)技术和关注局部相关性的多维变量精确采样技术的数字通风系统不确定性分析方法。LHS随机模拟生成多维独立标准正态分布初始变量;利用乔莱斯基分解法分解风阻系数间协方差矩阵求得相关性变换矩阵;线性组合初始变量与变换矩阵生成具有相关性的风阻系数随机变量;随机变量作为数字通风系统的输入参数;解算风量和风压,统计仿真结果。结合实际生产矿井通风系统进行分析,结果表明:风阻系数的不确定性对数字通风系统仿真结果有显著影响;当不考虑相关性且风阻系数的变异系数为15%时,仿真风量和风压波动范围分别为0.62~73.88 m~3/s和0.06~522.89 Pa,平均波动率分别为83.04%和243.85%;考虑相关性时,风量和风压波动率分别下降了75.58%和84.97%,个别分支风量的波动率减少了95.90%;进风区分支和角联分支仿真风量、回风分支和角联分支仿真风压波动性最大;角联分支风量波动率最大为1 115.09%,回风分支风压波动值最大为539.75 Pa。
关键词:安全工程;矿井通风系统;不确定性分析;拉丁超立方采样;参数相关性
基金资助:国家自然科学基金项目(51574142,51774169,52404212); 辽宁省教育厅科研基金项目(LJ212410147072)