蒋清华
- 作品数：8 被引量：67H指数：5
- 供职机构：辽宁工程技术大学安全科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 矿井通风系统阻变型故障诊断及风速传感器位置优化被引量：15
- 2021年
- 将矿井发生巷道冒落或变形、风门开关或者损毁、运输车辆堵塞等变化所引起的通风系统风量发生异常变化的现象称为矿井通风系统阻变型故障。根据故障发生后巷道风量的监测值,利用支持向量机(SVM)、遗传算法(GA)等人工智能方法可以诊断故障位置及故障量。由此引出的核心问题是如何确定井下安设传感器的最小数量以及安设位置?通过实际矿井的故障诊断模拟实验和金属矿山的现场试验提出了不需先验知识的基于邻域粗糙集属性约简算法的风速传感器安设位置优化方法,根据巷道风量对故障位置及故障量的重要度,得到的约简分支即为应当安设传感器的最优位置。研究表明传感器安设的数量与人为设定的邻域半径大小有关,邻域半径越大,传感器的安设数量就越多,故障诊断的准确度也就相对越高。提出用于描述λ取值、邻域半径、传感器安设位置,传感器所在分支风阻值、故障诊断准确率之间最优关系的扫帚模型,风阻较大的分支构成了扫帚把,风阻较小的分支构成了扫帚头,扫帚模型要求传感器应优先布置在风阻值较大的扫帚把上,扫帚模型的形状与λ取值有关,λ越大,邻域半径越小,扫帚头越小,亦即传感器数量越少。λ越小,邻域半径越大,扫帚头越大,亦即传感器数量越多。研究成果为风速传感器安设位置的确定提供了一种新的方法,实现了利用较少风速传感器监测数据对矿井通风系统阻变型故障的判识。
- 刘剑蒋清华刘丽王东刘丽王东黄德
- 关键词：邻域粗糙集故障诊断风速传感器
- 基于速度场系数的主通风机风量单点统计测量方法被引量：10
- 2018年
- 针对主通风机风量难以精准监测的问题,提出了一种单点统计测量方法。利用湍流统计法测量单点时均风速,基于速度场结构近似恒定原理将单点时均风速线性转换为断面平均风速,可有效解决风硐内风速非均匀分布和湍流脉动引起的监测误差。并用该方法在金川公司龙首矿风硐内进行了现场试验,结果表明,统计测量获得的速度场系数具有较好的稳定性,并能将监测误差控制在4%以内,大幅提高了主通风机风量的监测水平。方法可用于矿井主通风机性能的定期测定和风量的在线监测。
- 刘剑李雪冰宋莹宋莹蒋清华
- 关键词：通风机监测监控风硐
- 掘进工作面附壁射流紊动特性的LDA实验被引量：3
- 2017年
- 掘进工作面附壁射流具有置换和掺混双重作用,体现为流场的时均和紊动特性。射流的紊动在瓦斯粉尘的迁移扩散中起着关键性作用,如工作面粉尘的悬浮运动完全靠风流的紊动得以维持。由于紊动本身的复杂性以及实验设备的限制,以往对独头巷附壁射流的研究一般停留在时均量上,对紊动量的认识还不够深入。为此,采用三维激光多普勒测速仪,在独头巷射流通风实验模型内,对三维脉动风速进行了测量。根据紊流统计理论,分析得到了风流的各向紊动强度,并对紊动强度的分布规律和量级进行了研究。结果表明:受限条件下,由于回流存在,射流的紊动在射流区和回流区都很剧烈,3个方向的紊动强度具有量级相同和各向异性的特点。在射流剪切层内,紊动强度从射流轴线到射流边界呈先增后减趋势;在射流剪切层以外的回流区,紊动整体变化不明显,始终维持着与平均风速大小相当的强度。流场内较大的速度梯度导致流层之间剪切失稳是形成剧烈紊动的重要原因。由于紊动具有与平均风速相近的强度,在研究独头巷风流排污效率、瓦斯粉尘运移规律等问题时,无论理论分析还是数值计算,都应对运动方程中的速度脉动项给予充分重视。
- 刘剑李雪冰邓立军蒋清华尹昌盛高伦
- 关键词：掘进工作面紊动特性附壁射流激光多普勒测速
- 井巷风速单点测试方法及其可行性研究被引量：9
- 2016年
- 利用一点风速快速准确获得巷道平均风速是实现矿井通风智能监测监控的关键技术。针对该技术中的核心问题(断面平均风速ū与该断面任意点风速u的关系),采用理论分析与实验验证相结合的方法进行了研究,提出了巷道平均风速单点测试方法;为确保该方法的可行性,研究过程考虑了风速大小、巷道形状、粗糙度、湍流发展程度等影响因素。理论研究表明,充分发展的圆管湍流中,ū与u近似服从正比关系,且在很宽的风速范围内,比例系数k可视为定值。实验结果表明,非圆管、非充分发展湍流中,u与ū仍满足近似正比关系,与理论分析结果相吻合;比值k与断面所处的流动环境及测点在断面内的位置有关;同一断面内任意两点的风速之比近似为定值;理论分析结论在巷道湍流环境中具有可行性。据此给出了单点测风方法的基本步骤及比例系数k的失效条件。
- 刘剑李雪冰高科蒋清华尹昌盛
- 关键词：监测监控
- 基于风量特征的矿井通风系统阻变型单故障源诊断被引量：23
- 2018年
- 将矿井发生巷道冒落变形、风门开关或者破损、风机性能下降、巷道延伸及报废、矿车运行、罐笼提升、煤仓放空等变化引起通风系统风量发生异常变化的现象称为阻变型故障,根据风量传感器感知的风量变化确定通风系统发生阻变型故障的网络拓扑位置及其等效风阻,对矿井通风安全智能化管理,提高通风系统的安全保障能力意义重大。通风网络具有较好的自适应性及鲁棒性,利用矿井通风仿真系统MVSS生成训练样本,分别构建了基于SVM的分类器和回归器对故障位置和等效风阻进行诊断。仅以风量为特征的通风系统SVM分类与回归问题是一个不适定问题,研究表明诊断的准确性与传感器的个数及布置位置的分散程度有关,与传感器所在巷道的网络拓扑灵敏度以及巷道风量大小无关。
- 刘剑郭欣邓立军邓立军蒋清华赵丹
- 关键词：矿井通风
- 基于LBM的风窗流场数值模拟与PIV实验研究被引量：3
- 2020年
- 风窗流场分布规律对于粉尘、瓦斯、有毒有害气体运移规律以及风窗局部阻力计算具有一定的影响,而常用的CFD方法在模拟风窗后阶湍流流场这类问题上存在计算复杂度高的问题,针对此问题,结合格子玻尔兹曼(LBM)方法在流场模拟方面具有求解精度高、计算复杂度小的特点,采用多松弛格式的格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)对巷道风窗流场进行模拟研究。为验证格子玻尔兹曼方法对风窗流场模拟的有效性,利用粒子图像测速仪(PIV)对风窗流场分布规律进行实验验证研究。研究结果表明:LBM模拟风窗流场回流区长度为340 mm,风窗主流风速最高达19.1 m/s;PIV实验测试风窗流场回流区长度为320 mm,风窗主流风速最高达18.4 m/s,在相同模型条件下,LBM模拟结果与PIV实验测试结果基本保持一致。LBM与Fluent模拟进行对比,模拟精度、运行速度和操作便捷性要优于Fluent模拟。
- 刘剑蒋清华周启超王东刘丽
- 关键词：PIV湍流
- 中国煤矿工人SCL-90常模的构建与分析被引量：4
- 2016年
- 为获得我国煤矿工人心理健康评价参照标准,搜集2008—2015年发表的应用症状自评量表(SCL-90)的文献,分析煤矿工人心理健康状况的相关数据,重新计算煤矿工人SCL-90各因子的加权平均值与合成标准差,以此作为中国煤矿工人SCL-90数值标准;并将其与1986年常模、1999年常模进行比较分析。结果表明,不同工种的煤矿工人在SCL-90各因子得分上存在显著差异,部分因子在年龄、文化程度方面存在显著差异;1986年常模、1999年常模与中国煤矿工人SCL-90测试数据的比较结果差异极大,且三者间存在性别、年龄及人员构成等样本差异。
- 刘玉姣刘剑蒋清华朱宝岩
- 关键词：安全管理心理健康常模
- 基于SVM的通风系统故障诊断惩罚系数与核函数系数优化研究被引量：19
- 2019年
- 使用支持向量机(SVM)方法对矿井通风系统进行故障诊断,存在惩罚系数(c)和核函数系数(g),通过人工方法选取效率低、难以达到较高准确率并且出现过拟合的问题。为了提高矿井通风故障诊断的效率、准确率,同时避免过拟合现象,提出了一种改进遗传算法(GA),在故障诊断过程中对支持向量机的c,g参数进行优化。经过多组试验分析,研究结果表明:用遗传算法优化的SVM矿井通风故障诊断系统相比于未优化系统的故障诊断准确率有所提升,参数未优化前故障诊断的准确率为60%,优化后的准确率为97. 894 7%,并且优化参数经过大数据样本验证,未出现过拟合现象,证明了本文提出方法的有效性。
- 周启超刘剑刘丽刘丽黄德邓立军
- 关键词：支持向量机参数优化
