智能通风与安全监控系统是煤矿智能化建设中最为重要的环节,而通风网络解算与分析又是智能通风的核心基石与关键技术。当前,我国矿井深部开采趋于常态化,通风系统日益复杂,矿井气候条件如温湿度变化对于井巷通风状态的影响不容忽视。传统通风网络解算方法未全面考虑矿井气候特征,无法实时准确分析监测数据,不具备灾变风流如积聚瓦斯、火灾烟气等状态参数的预测与预警功能,不能满足智能通风建设的迫切需求。为此,本文重点研究矿井气候及灾变条件下通风网络状态参数的热流质耦合解算方法,从理论上提升通风网络定量分析的本质精度及可靠性。本文采用理论建模、自主代码开发、物性测试及数值实验相结合的研究方法。基于流体力学、热力学与传热学理论研究了通风网络多参量特性,数学推导井巷热力学通风阻力系数及自然风压模型,通过计算机程序设计建立并实现了热流固多场耦合通风网络解算新方法,数值实验比较分析了矿井气候与通风网络的相互作用,基于煤氧化动力学测试建模研究了重点区域性通风网络与采空自燃灾变场周期性协变特性。主要开展工作如下:1、本文针对通风网络热力学影响因素,推导了井巷热力学通风阻力系数,并给出相关通风状态参数的计算方法。在Cross算法的基础上,建立了热力耦合通风网络解算模型。2、通过框图展示了算法基本流程,对于多场耦合网络解算模型进行程序设计,并在典型通风网络中验证算法的可靠性。针对算法在实际网络解算中存在的问题进行改进,提高了实时解算的准确性和时效性。通过定性定量分析,论证了热阻力系数在网络实时解算过程中考虑的必要性。3、根据相关理论和煤的自燃实验,建立采空区灾变多场模型。在风网解算结果的基础上,分析得出了区域通风网络变化趋势与大气环境存在相关性。阐述了在区域通风网络影响下采空区灾害场的动态变化,其中灾害气体涌出量表现出潮汐现象,存在局部超限问题,并针对这一问题提出了按需供风调节方案。本文重点阐明了热流固耦合作用下矿井气候的热力状态驱动通风网络风量再分配的理论机制,定量刻画了采区通风状态与采空灾变场的协同演化关系,揭示了采区通风网络内灾害气体涌出的潮汐效应。研究成果有助于实现煤矿重点区域通风与安全态势的动态预测,可为按需供风与灾害防治制订科学方案,达到安全、高效、智能、绿色的煤矿通风智能化建设目标。