矿井通风测量数据处理方法集成和应用

摘要：矿井通风测量数据处理的方法有：双气压基点法、同步法、压差计-皮管法等，根据通风网络和测量平差理论，将这些方法有机地结合起来，研究出了风阻测量平差的新方法，而且还编制了通风阻力测量数据的综合处理软件，集测量数据处理、精度检验、平差处理这三者为一体。
关键词：矿井通风 数据处理 方法 阻力测量 测量平差
随着通风测量仪表和矿井通风监测系统不断完善，矿井通风阻力的测量方法已有了很多种，但每种都会因为观测条件、测量仪器、环境、观测者等各种因素的影响，其结果都会有一定的误差。所以，需要从带有误差的观测值中找出最佳估值，这个过程就是测量平差，也就是对测量数据进行调整。

一、矿井通风阻力测量数据的平差处理法

在大多工程领域中，一般是偶然误差的观测占绝大多数，这是普遍存在的情况，也是测量平差处理的基础。测量数据平差处理方法分为两种，条件平差和间接平差。

(一)条件平差

在一般测量过程中，都会做必要观测和多余观测，做多余观测是为了检查错误和提高最后成果的精准度。按测量平差理论，在一回路中，只需要测出其中任意一条n-1分支的风压就可以得出所以巷道的风压，其中这条n-1分支的风压就是必要观测。但是，通常情况下需要观测n条分支的风压，因此第n条分支风压就是多余观测。由于带有误差的观测值造成闭合回路风压之间的和不等于零，所以产生了不符值，这时就需要多个多余观测值产生出多个平差值条件的方程，来消除不符值，同时根据求条件极值的原理解算出平差值。

(二)间接平差

间接平差与条件平差不同的是，它是通过选定t个能够解决某个平差问题的未知数，也就是说用t个必要观测数消除观测值之间的不符值，并且用求自由极值的方法，把未知参数的最或然值解算出来，从而求得平差值，因此，有多少观测值就有多少哥方程数，那么一般方程为：

二、矿井通风阻力测量数据平差

以分支数为n，节点数为S的风网为例，统一采用条件平差的方法进行测量计算。

(一)阻力平差

当采用条件平差的方法时，根据回路风压的平衡原理，在包含有X条分支的回路中，测出回路的巷道数为X-1条，既而就可以算出其余的巷道风压。那么，在整个风网中，只需要测出S-1条分支的风压，就可以计算其余n-S+1条分支的风压。根据这样测量，同样也可以测出所有分支的阻力，然后按照最小二乘法准则，列出相应的方程并计算出符合该平差问题的最佳估值。

(二)风量平差

在做风量平差时，需要按照节点风量平衡的原理，在这个过程中则需要测量n-S+1条分支的风量，这条分支必须是除去必要测量那支的余支，只有测出了这条就可以根据公式求出其他分支的风量，而其余的余支数目则为多余观测数。因为多余观测是为了使测量的数据更准确，所以按理说多余观测的数量越多，所测的平差值就越接近真值。

三、数据处理软件的程序编制

该软件程序的编制，需要根据条件平差和间接平差的方程，以及回路矩阵构造的算法进行编制。下面就以条件平差的处理方法模型进行了编制，程序结

源于：查抄袭率硕士毕业论文www.udooo.com

构如图所示：
这个程序VENT OPT，是根据Windows操作系统所面向的对象语言delphi语言而编写的，并在PC机上成功运行。这个程序对于各种策量方法的结果进行平差处理都可以适用。运用这个程序，可以通过输入网络拓扑值和测出的分支风量与阻力值，就可以计算出平差后的风量和阻力值，从而取得相应的风阻，同时它还具有打印和导出数据的功能。

四、平差处理法的实际应用

矿井通风测量数据的平差处理法已经得到广泛的使用，下面就已四川某铁矿中区的通风系统为例。该矿井由60-120m水平回风井和中区回风斜井两部分组成，分别为1#副井和2#副井，在其中安装了一台K45-6-No19型200kw的离心机，在斜坡道安装了一台K40-4-No15型110kw的风机。采用的是双侧点同步法进行测量，通过应用编制的VENT OPT计算机程序，计算出各个点的平差值，如表1：
从表中可以看出，实测数据与平差后的数据存在着一定的差异，通过计算机系统平差后，其结合是符合通风网络中风流动的基本规律，也就是说在各个节点的空气流动情况是达到了流量平衡，因为表中已显示风压代数之和为零，所以已到达了消除测量中的随机误差，为后续工作奠定了坚实的基础。
参考文献：
陈开岩,陈发明.矿井通风测量数据处理方法的集成与应用[J].中国矿业大学学报,2002,31(6):600-604.
陈宙,赵恩平,蒋仲安等.矿井通风阻力测定数据平差处理方法及应用[J].中国矿业,2006,15(10):105-108.