李秉芮， 王伟， 陈凤梅， 刘娜

(山东科技大学 安全与环境工程学院， 山东 青岛 266500)

0 引言

在矿井中安设风速传感器可以监测巷道中的风量变化，及时发现安全隐患，提高煤矿的安全性，但监测效果与风速传感器的布置位置有关。风速传感器最优布置研究的目的是用最少的传感器数量，结合通风网络解算正确求出所有巷道的风量分布，即实现矿井无盲区全覆盖风量监测。《煤矿安全规程》规定：运输巷、采区进/回风巷、采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷的最低容许风速为0.25 m/s；掘进中的岩巷和其他通风人行巷道最低容许风速为0.15 m/s。而目前我国煤矿普遍使用的矿用风速传感器启动风速在0.30 m/s以上，测量精度为±0.2 m/s[1-2]，存在理论上确定的最优传感器分支因风速过低而无法精准测风的问题，因此，需要对风速传感器进行合理布置。通过选取合适的传感器分支，可以有效改善由于硬件引起的测风不准确问题，为基于实时在线监测的动态通风网路解算、按需通风[3]以及通风系统异常诊断等提供可靠的监测数据。

目前已有多种传感器优化布置的理论和计算方法，如根据分支被影响度[4-5]、分支权重[6]选择在最小树余支上布置风速传感器的方法。以监测范围为指标，用Dijkstra算法和极小支配集算法求传感器的最优布点[7]。通过分析风阻变化与风量变化的相关关系，建立故障巷道范围库，在包含分支最多的故障巷道集合中安设风速传感器[8-9]。根据巷道风量对故障位置及故障量的重要度，从所有分支中确定出对故障监测最重要的分支作为传感器分支[10]。……