煤矿井下风流时刻在变化，矿井通风网络解算是一种静态解算方法，无法实时解算动态风流，需要用风速传感器获取动态风流数据。但目前风速传感器稳定性差、覆盖不全面。针对上述问题，提出了一种基于超声波全断面测风的矿井风网实时解算方法。利用超声波在两点间顺风、逆风传播的时间差实现巷道全断面测风，风速测定结果与声速无关，不受声速、温湿度和气压等参数影响，而且避免了传统风速传感器的风道易受矿尘堵塞的难题，测风装置的分辨率达0.03 m/s。通过不断采集主要通风机风量、风压实时工况和部分井巷实时风量解算风网，利用固定风量法将监测风量融入通风网络中，解算得到全风网实时风量，采用拉格朗日乘数法实时修正解算风量与风阻，以解决冗余风量监测分支引起的节点风量不平衡、风阻波动产生的回路风压不平衡问题。通过算例验证了该实时解算方法的解算结果与监测值高度吻合，同时又严格遵循回路风压平衡与节点流量平衡的约束。对柠条塔煤矿含1 319条分支、945个节点的风网进行实时解算，1次解算仅用时0.9 s，解算迭代收敛次数约为105，且解算结果随时间不断更新，验证了该实时解算方法的可行性。

国家自然科学基金项目（51974232）；

0 引言
1 超声波全断面精准测风
2 矿井风网实时解算方法
2.1 风流在井巷中流动遵循的物理模型
2.2 风网实时解算中的固定风量法
2.2.1 实时解算原理
2.2.2 算例分析
2.3 风量和风阻的实时修正
2.3.1 实时解算结果的最优化修正模型
2.3.2 修正模型求解
2.3.3 算例与异常值分析
3 柠条塔煤矿精准测风与风网实时解算试验
3.1 精准测风
3.2 全风网实时解算
4 结论

宋涛,王建文,吴奉亮,张国群,陈菲,冯雄,李龙清.基于超声波全断面测风的矿井风网实时解算方法[J].工矿自动化,2022,48(04):114-120+141.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2021090073.