使用Cross算法对抽采系统仿真并应用风网特征图(Q-H平衡图)理论对抽采系统优化，建立矿井瓦斯抽采系统仿真模拟模型，使用Cross迭代算法对抽采系统进行模拟解算，在对绘制好的风网特征图的“五线”特征分析基础上“定位”发现问题。这是辽宁工程技术大学周西华教授团队的最新成果。于近期发表于《煤炭科学技术》2016年第11期。

　　煤矿瓦斯抽采系统现场庞杂，特别是在钻孔连接到抽采系统进行瓦斯抽采过程中，存在局部阻力过大以及漏气等问题，现场排查困难。

　　下沟矿地处陕西省彬县水帘乡境内，矿井年生产能力300万t/a，采用斜井单水平上下山开拓。矿井目前安装井下高负压抽采系统和地面低负压抽采系统，用于三采区301综放工作面煤体预抽和专用瓦斯抽采巷密闭抽采。

　　Q-H平衡图是按网络拓扑关系排列的一系列“矩形块”，用来表示风网中节点流量定律、回路阻力定律关系的图形，“矩形块”的宽度表征分支流量、高度表征分支阻力，其中矩形块的宽度表征了流体网络的流量Q，其高度则表征流体网络的阻力。

　　经过抽采系统参数计算、汇总抽采系统模拟结果之后，得到了下沟矿抽采系统Q-H平衡图。

　　从这张图能看出什么呢?

　　两点!e4分支阻力较高，e21分支流量较小。

　　可以去现场实测了，因为这两处肯定有问题!

　　抽采系统具有典型的以最大的“矩形块”对角线为中心，两侧呈现“三角形”对称分布。这是由于瓦斯抽采系统的每个钻场(进风)与抽采泵站(出风)是通过虚拟节点连接进而建立完整拓扑网络，所以在Q-H平衡图上均以v0节点为起点，且随着抽采管路的延长，抽采管路阻力和流量呈线性减小(e27分支流量和阻力最大，e16分支阻力和流量最大)，所以呈现了“三角形”。

　　对Q-H平衡图的“五线”特征分析，可以得出：

　　①风阻特性曲线。图中，连接原点与右上角点的曲线为抽采系统的风阻特性曲线。

　　②节点线与回路线。Q-H图上横线与竖线称节点线与回路线，反映了抽采系统的节点流量定律和回路阻力定律。e4分支阻力较高，现场实测发现主要是由抽采管路连接处漏气造成的，现场采用石膏封堵的方法解决此类问题。

　　③割集线与通路线。切割Q-H图的横线与竖线称割集线与通路线，反映了抽采系统的极值流和最大阻力。e21分支流量较小，现场实测发现主要是因为钻孔与防水箱连接的软管出现了90°弯折现象，现场通过更换铠装软管并对防水箱内煤尘及时清理的方法降低阻力，提高了钻场抽采流量。

　　怎么样，这张图是不是很有用?

　　该项研究得到了国家自然科学基金及辽宁省教育厅基金的资金支持。

　　引用格式：周西华，董强，徐丽娜，等.基于风网特征图的瓦斯抽采系统仿真优化研究[J].煤炭科学技术,2016,44(11):68-72.(转载请标明出处)