矿井降温系统的确定方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本技术属于矿井安全技术领域，尤其涉及一种矿井降温系统的确定方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.目前，对于较深的矿井，通常因矿井内部的各种热源以及空气的不流通性，导致矿井内部的温度升高。为了改善矿井内部的作业环境，降低其环境温度，通常是在矿井内部安装降温系统实现降温。因不同的矿井，其环境温度以及所处地质环境各不相同，因此，需使用的降温系统也各不相同。即各个降温系统安装在矿井内部时所需使用的成本和降温能力也各不相同。然而，现有技术中并没有针对矿井的实际情况，选择合理可行的降温系统来降低矿井内部的高温。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种矿井降温系统的确定方法、装置、设备及存储介质，可以解决现有技术中并没有对针对矿井的实际情况，制定合理可行的降温方案来降低井下高温环境的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种矿井降温系统的确定方法，包括：
5.分别采集所述矿井的环境指标信息；
6.确定待部署的多种降温系统的系统指标信息，所述系统指标信息至少包括技术指标信息和经济指标信息；
7.根据所述环境指标信息和所述系统指标信息，建立所述多种降温系统的方案评价指标矩阵；
8.基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值；
9.将所述综合评价值的最大值对应的降温系统确定为部署于所述矿井中的目标降温系统。
10.在一实施例中，分别采集所述矿井的环境指标信息，包括：
11.确定所述矿井内的多个放热因素；
12.基于所述矿井所在区域的地温规律，计算所述多个放热因素在预设时间段中的总放热量；
13.基于所述矿井的温度要求，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量；
14.根据所述总放热量和所述被降温量确定所述环境指标信息。
15.在一实施例中，基于所述矿井的温度要求，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量，包括：
16.获取所述矿井内部含有的热量在降温前的空气焓值；其中，所述空气焓值为空气中含有的总热量；
17.基于所述温度要求，确定所述矿井在降温后的空气焓值；
18.根据所述降温前的空气焓值和所述降温后的空气焓值，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量。
19.在一实施例中，根据所述总放热量和所述被降温量确定所述环境指标信息，包括：
20.将所述总放热量和所述被降温量中的最大值确定为所述环境指标信息。
21.在一实施例中，基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值，包括：
22.针对任一种降温系统，基于所述方案评价指标矩阵，计算所述环境指标信息和所述系统指标信息的指标评价值；所述环境指标信息和所述系统指标信息分别具有相应的权重值；
23.根据所述指标评价值和所述权重值，分别计算每种降温系统的综合评价值。
24.在一实施例中，基于所述方案评价指标矩阵，计算所述环境指标信息和所述系统指标信息的指标评价值，包括：
25.针对任一种降温系统的待计算的指标信息，从所述方案评价指标矩阵中分别获取其他降温系统中与所述待计算的指标信息属于同一种指标的指标信息；
26.基于所述待计算的指标信息和所述同一种指标的指标信息，计算所述降温系统的待计算的指标信息的指标评价值。
27.在一实施例中，所述指标信息的类别包括成本型类别和效益型类别；
28.基于所述待计算的指标信息和所述同一种指标的指标信息，计算所述降温系统的待计算的指标信息的指标评价值，包括：
29.若所述待计算的指标信息的类别为所述成本型类别，则从所述属于同一种指标的指标信息中确定最大值指标信息；将所述待计算的指标信息与所述最大值指标信息之间的比值，作为所述待计算的指标信息的指标评价值；
30.若所述待计算的指标信息的类别为所述效益型类别，则从所述属于同一种指标的指标信息中确定最小值指标信息；将所述最小值指标信息与所述待计算的指标信息之间的比值，作为所述待计算的指标信息的指标评价值。
31.第二方面，本技术实施例提供了一种矿井降温系统的确定装置，包括：
32.采集模块，用于分别采集所述矿井的环境指标信息；
33.第一确定模块，用于确定待部署的多种降温系统的系统指标信息，所述系统指标信息至少包括技术指标信息和经济指标信息；
34.建立模块，用于根据所述环境指标信息和所述系统指标信息，建立所述多种降温系统的方案评价指标矩阵；
35.计算模块，用于基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值；
36.第二确定模块，用于将所述综合评价值的最大值对应的降温系统确定为部署于所述矿井中的目标降温系统。
37.第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一项所述的方法。
38.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储
等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.本技术实施例提供的矿井降温系统的确定方法可以应用于平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra
‑
mobile personal computer，umpc)等终端设备上，本技术实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。
55.请参阅图1，图1示出了本技术实施例提供的一种矿井降温系统的确定方法的实现流程图，该方法包括如下步骤：
56.s101、分别采集所述矿井的环境指标信息。
57.在一实施例中，上述矿井的环境指标信息包括但不限于矿井所处的地质地热条件、大气环境及矿井热源的类型等多种环境指标。其中，环境指标信息可以为工作人员对每个环境指标进行实地考察和分析后得出的信息。而后，可由工作人员将上述环境指标信息上传至终端设备，对此不作限定。
58.s102、确定待部署的多种降温系统的系统指标信息，所述系统指标信息至少包括技术指标信息和经济指标信息。
59.在一实施例中，上述待部署的多种降温系统包括水冷式降温系统、气冷式降温系统以及冰冷式降温系统，对此不作限定。其中，每种降温系统的构造、降温原理均各不相同。因此，每种降温系统的降温能力、制造成本也各不相同。基于此，对于待部署的多种降温系统，可以由工作人员输入降温系统的各系统指标信息。
60.在一实施例中，上述技术指标信息可以为降温系统工作时将矿井内的温度降温至目标温度的时间、或降温系统的系统稳定性等指标信息，对此不作限定。上述经济指标信息可以为降温系统的设备费用、运行成本费用、安装费用等指标信息，对此不作限定。需要补充的是，上述系统指标信息仅为“一个或多个但不是所有的示例”，本实施例中，对影响降温系统的综合评价值的多种指标信息不作限定。
61.s103、根据所述环境指标信息和所述系统指标信息，建立所述多种降温系统的方案评价指标矩阵。
62.在一实施例中，上述方案评价指标矩阵可用于根据每种降温系统的环境指标信息以及系统指标信息进行矩阵运算处理，得到每种降温系统的综合评价值。具体的，设待部署的降温系统具有n种，环境指标信息和系统指标信息共具有m个，则每种降温系统的多个指标信息的构成可以为f
i
＝{f1，f2，
…
，f m
}。其中，fi是指第i种降温系统的指标信息构成，i≤n；fm是指第i种降温系统中，属于第m类的指标信息。基于此，上述方案评价指标矩阵具体的可以为：
[0063][0064]
其中，fmn标识为第n种降温系统中的第m类指标信息。
[0065]
s104、基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值。
[0066]
在一实施例中，上述综合评价值为终端设备基于降温系统的各指标信息对应的数值进行计算得到，可认为该综合评价值是结合了在矿井部署降温系统时具有影响的各种指
标信息的分析结果。
[0067]
在一实施例中，在建立上述方案评价指标矩阵后，可先对该矩阵内的各个指标信息进行归一化处理，统一矩阵中各降温系统中每个指标信息对应的数值的量纲。之后，根据各数值进行计算，以得到每种降温系统中每个指标信息对应的指标评价值。最后，将各指标评价值和预设的权重值进行加权求和，得到每种降温系统中的综合评价值。
[0068]
s105、将所述综合评价值的最大值对应的降温系统确定为部署于所述矿井中的目标降温系统。
[0069]
在一实施例中，在通过上述s104步骤计算出每种降温系统的综合评价值后，可将综合评价值的最大值对应的降温系统，确定为目标降温系统。可以理解的是，对于目标降温系统，其为对多种降温系统的环境指标信息和多个系统指标信息进行处理的结果。也即目标降温系统在可实现对矿井内部进行降温的目的，同时为更适合(目标降温系统的成本低，或目标降温系统的系统性更优)对矿井进行降温的系统。
[0070]
在本实施例中，在采集矿井内部的实际环境指标信息，和每种降温系统的技术指标信息和经济指标信息后，构建可基于多种指标信息进行决策的方案评价指标矩阵，以计算每种降温系统的综合评价值。最后，将综合评价值的最大值对应的降温系统确定为目标降温系统。以使最后确定的目标降温系统在效益和成本之间做到合理的均衡，保证最优的降温系统被部署在矿井内部。
[0071]
在一实施例中，参照图2，在s101分别采集所述矿井的环境指标信息中，具体包括如下子步骤s1011
‑
s1014，详述如下：
[0072]
s1011、确定所述矿井内的多个放热因素。
[0073]
在一实施例中，影响矿井内的放热因素包括但不限于：围岩放热、井下设备放热、空气自压缩、采落矿岩放热、矿石放热、人员放热，对此不作限定。
[0074]
s1012、基于所述矿井所在区域的地温规律，计算所述多个放热因素在预设时间段中的总放热量。
[0075]
在一实施例中，对于上述围岩放热、采落矿岩放热、矿石放热等放热因素，其通常与矿区地温有关。因此，在计算上述放热量时，应当基于地温规律进行计算。
[0076]
示例性的，上述地温规律可以为：根据深部巷道温度监测结果表明，同一中段的作业面有风流经过的条件下气温大约相等，差值约为0.5～1.2℃；岩体温度与巷道作业面气温差值较大，约为5～10℃。在
‑
600m深度以下，空气温度均超过30℃，部分区域达到33℃，
‑
750m岩温达到41～43℃。不同季节观测结果也有差异，夏季与冬季观测同一点的气温相差2℃左右，岩温较湿有地下水渗透地段，温度相对较低。
[0077]
在一实施例中，上述每个放热因素在预设时间段中的总放热量可以通过已有的计算公式进行计算。示例性的，对于围岩放热的放热量可以为：q1＝k
t
ul(t
n
‑
t
f
)t；其中，k
t
为巷道岩石与风流的不稳定换热系数，u为巷道周长，l为巷道长度，t
n
为该深度巷道围岩原始温度t
f
为工作面进出风平均温度，t为预设时间段。其中，每个放热因素计算放热量的公式各不相同，对此不做详细描述。
[0078]
需要补充的是，上述放热因素中还包括人员放热的因素，其中该因素取决于工作人员所从事的工作繁重程度和工作持续时间。其中，一般工作人员的能量代谢产热量如下表所示：
[0079]
表1不同劳动状态工作人员的放热量
[0080]
工作状态休息轻度体力劳动中等体力劳动重体力劳动放热量80～115w200w275w470w
[0081]
具体的，繁重体力劳动条件下，工作人员的放热量的计算公式可以为：q
r
＝470nt；其中，q
r
为工作人员的放热量，n为工作人员的数量，t为n个工作人员的平均工作时长。
[0082]
s1013、基于所述矿井的温度要求，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量。
[0083]
在一实施例中，矿井的温度要求具体可参照相关的安全规章制度的要求，对此不作详细描述。例如，矿井下作业区域的空气温度不应超过28℃，因此，一般设计降温标准为：温度：28℃，湿度：85％。其中，矿井在预设时间段中的被降温量的计算公式可以为q
z
＝g*(i1‑
i2)；其中，g为作业区域的质量风量，i1为降温前的空气焓值，i2为降温后的空气焓值。
[0084]
在一实施例中，上述空气焓值为空气中含有的总热量，其可根据已有的空气焓湿图进行确定。具体的，参照图3，其竖轴坐标为温度，横轴坐标为空气含湿量，曲线为对应的空气焓值。其中，降温前的空气焓值中湿度和温度可分别根据温度测量仪和湿度测量仪进行采集得到，进而确定对应的空气焓值。降温后的空气焓值可以根据工作人员预先设计的降温标准进行确定。
[0085]
s1014、根据所述总放热量和所述被降温量确定所述环境指标信息。
[0086]
在一实施例中，上述总放热量为工作人员根据实际工作情况进行计算得到放热量。上述被降温量为矿井安装降温系统后，降温系统在工作时应当降温的热量。基于此，在确定总放热量和被降温量后，可将总放热量和被降温量中的最大值确定为环境指标信息。即终端设备需将矿井内部的环境温度降低至温度要求时，应当取最大值作为降温系统实际需进行降温的热量(环境指标信息)，以使之后部署的目标降温系统可达到对矿井内部进行降温的要求。
[0087]
在一实施例中，参照图4，在s1013基于所述矿井的温度要求，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量中，具体包括如下子步骤s10131
‑
10133，详述如下：
[0088]
s10131、获取所述矿井内部含有的热量在降温前的空气焓值；其中，所述空气焓值为空气中含有的总热量。
[0089]
s10132、基于所述温度要求，确定所述矿井在降温后的空气焓值。
[0090]
s10133、根据所述降温前的空气焓值和所述降温后的空气焓值，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量。
[0091]
在一实施例中，上述空气焓值的获取方式，以及被降温量的计算方式均已在上述s1013中进行解释，对此不再进行说明。
[0092]
在一实施例中，参照图5，在s104基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值中，具体包括如下子步骤s1041
‑
1042，详述如下：
[0093]
s1041、针对任一种降温系统，基于所述方案评价指标矩阵，计算所述环境指标信息和所述系统指标信息的指标评价值；所述环境指标信息和所述系统指标信息分别具有相应的权重值。
[0094]
s1042、基于所述待计算的指标信息和所述同一种指标的指标信息，计算所述降温系统的待计算的指标信息的指标评价值。
[0095]
在一实施例中，对于上述环境指标信息和系统指标信息，其可以分为成本型类别的指标信息和效益型类别的指标信息。基于此，在计算每种指标信息的评价值时，还需考虑上述指标信息的类别进行计算。
[0096]
具体的，由于各指标信息的物理意义不同，其中一些指标信息的数值越大越好，如制冷量(技术指标信息)；有些指标信息的数值则越小越好，如年运行电费(经济指标信息)。因此，参照图6，为了便于统一计算，根据各指标信息的特点，可分如下两种情况计算各指标信息的指标评价值，具体如下所述：
[0097]
第一种情况：s10421、若待计算的指标信息的类别为成本型类别，则从属于同一种指标的指标信息中确定最大值指标信息；将待计算的指标信息与最大值指标信息之间的比值，作为待计算的指标信息的指标评价值。
[0098]
具体的，对于制冷量指标信息，可获取每种降温系统中关于制冷量指标信息的具体数值，之后将数值中的最大值确定为最大值指标信息。例如，对于上述方案评价指标矩阵f，该矩阵中的每一列表示为一种降温系统的m个指标信息，每一行表示为n种降温系统的一种指标信息。基于此，可将每一行中的最大值确定为对应指标信息的最大值指标信息max(f)。对于第i种降温系统的第j个待计算的指标信息fij，则有其中，max(fj)表示为第j种最大值指标信息，eij表示为第i种降温系统中第j个待计算的指标信息的指标评价值。该指标评价值为效益型类别的指标信息的评价值。
[0099]
第二种情况：s10422、若待计算的指标信息的类别效益型类别，则从属于同一种指标的指标信息中确定最小值指标信息；将最小值指标信息与待计算的指标信息之间的比值，作为待计算的指标信息的指标评价值。
[0100]
具体的，对于年运行电费指标信息，可获取每种降温系统中关于运行电费指标信息的具体数值，之后将数值中的最小值确定为最小值指标信息。例如，基于上述第一种情况中的解释说明，可将每一行中的最小值确定为对应指标信息的最小值指标信息min(f)；对于第i种降温系统的第j个待计算的指标信息fij，则有此时，min(fj)表示为第j种最小值指标信息，eij为第i种降温系统中第j个待计算的指标信息的指标评价值。该指标评价值为成本型类别的指标信息的评价值。
[0101]
在一实施例中，在对上述每种降温系统的指标信息进行计算得到相应的指标评价值后，可将个指标评价值对应替换原指标信息的数值。具体的，替换后的方案评价矩阵为：
[0102][0103]
其中，emn标识为第n种降温系统中的第m类指标信息的指标评价值。
[0104]
在一实施例中，在得到f’矩阵后，可根据各指标信息(环境指标信息和系统指标信息)分别对应的权重值，进行权重加和处理，得到各降温系统的综合评价值。之后，从各综合评价值中确定最大值。即确定综合评价值的最大值对应的降温系统为目标降温系统。
[0105]
具体的，每种降温系统的综合评价值的计算公式可为：其中，eij为第i种降温系统中第j个待计算的指标信息的指标评价值；wj为第j种指标信息对应的权重；为计算第i种降温系统中m个指标评价值分别与对应权重值的乘积之和(即第i种降温系统的综合评价值)。之后，从n个综合评价值中确定最大值。
[0106]
在本实施例中，通过综合两种类别的指标信息，对每种降温系统进行评分，使最后确定的目标降温系统可在效益和成本之间做到合理的均衡，使目标降温系统更适合矿井。
[0107]
在一实施例中，参照图7，在s1041基于所述方案评价指标矩阵，计算所述环境指标信息和所述系统指标信息的指标评价值，还包括如下子步骤s10411
‑
s10412，详述如下：
[0108]
s10411、针对任一种降温系统的待计算的指标信息，从所述方案评价指标矩阵中分别获取其他降温系统中与所述待计算的指标信息属于同一种指标的指标信息。
[0109]
s10412、基于所述待计算的指标信息和所述同一种指标的指标信息，计算所述降温系统的待计算的指标信息的指标评价值。
[0110]
在一实施例中，上述s1041和s1042中以对上述步骤进行详细说明，对此不再进行解释。
[0111]
请参阅图8，图8是本技术实施例提供的一种矿井降温系统的确定装置的结构框图。本实施例中矿井降温系统的确定装置包括的各模块用于执行图1、图2、图4至图7对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1、图2、图4至图7以及图1、图2、图4至图7所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参见图8，矿井降温系统的确定装置800包括：采集模块810、第一确定模块820、建立模块830、计算模块840以及第二确定模块850，其中：
[0112]
采集模块810，用于分别采集所述矿井的环境指标信息。
[0113]
第一确定模块820，用于确定待部署的多种降温系统的系统指标信息，所述系统指标信息至少包括技术指标信息和经济指标信息。
[0114]
建立模块830，用于根据所述环境指标信息和所述系统指标信息，建立所述多种降温系统的方案评价指标矩阵。
[0115]
计算模块840，用于基于所述方案评价指标矩阵分别计算所述多种降温系统的综合评价值。
[0116]
第二确定模块850，用于将所述综合评价值的最大值对应的降温系统确定为部署于所述矿井中的目标降温系统。
[0117]
在一实施例中，采集模块810还用于：
[0118]
确定所述矿井内的多个放热因素；基于所述矿井所在区域的地温规律，计算所述多个放热因素在预设时间段中的总放热量；基于所述矿井的温度要求，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量；根据所述总放热量和所述被降温量确定所述环境指标信息。
[0119]
在一实施例中，采集模块810还用于：
[0120]
获取所述矿井内部含有的热量在降温前的空气焓值；其中，所述空气焓值为空气中含有的总热量；基于所述温度要求，确定所述矿井在降温后的空气焓值；根据所述降温前的空气焓值和所述降温后的空气焓值，计算所述矿井在所述预设时间段中的被降温量。
[0121]
在一实施例中，采集模块810还用于：
[0122]
将所述总放热量和所述被降温量中的最大值确定为所述环境指标信息。
[0123]
在一实施例中，计算模块840还用于：
[0124]
针对任一种降温系统，基于所述方案评价指标矩阵，计算所述环境指标信息和所述系统指标信息的指标评价值；所述环境指标信息和所述系统指标信息分别具有相应的权重值；根据所述指标评价值和所述权重值，分别计算每种降温系统的综合评价值。
[0125]
在一实施例中，计算模块840还用于：
[0126]
针对任一种降温系统的待计算的指标信息，从所述方案评价指标矩阵中分别获取其他降温系统中与所述待计算的指标信息属于同一种指标的指标信息；基于所述待计算的指标信息和所述同一种指标的指标信息，计算所述降温系统的待计算的指标信息的指标评价值。
[0127]
在一实施例中，所述指标信息的类别包括成本型类别和效益型类别；计算模块840还用于：
[0128]
若所述待计算的指标信息的类别为所述成本型类别，则从所述属于同一种指标的指标信息中确定最大值指标信息；将所述待计算的指标信息与所述最大值指标信息之间的比值，作为所述待计算的指标信息的指标评价值；若所述待计算的指标信息的类别为所述效益型类别，则从所述属于同一种指标的指标信息中确定最小值指标信息；将所述最小值指标信息与所述待计算的指标信息之间的比值，作为所述待计算的指标信息的指标评价值。
[0129]
当理解的是，图8示出的矿井降温系统的确定装置的结构框图中，各单元/模块用于执行图1、图2、图4至图7对应的实施例中的各步骤，而对于图1、图2、图4至图7对应的实施例中的各步骤已在上述实施例中进行详细解释，具体请参阅图图1、图2、图4至图7以及图1、图2、图4至图7所对应的实施例中的相关描述，此处不再赘述。
[0130]
图9是本技术另一实施例提供的一种终端设备的结构框图。如图9所示，该实施例的终端设备900包括：处理器910、存储器920以及存储在存储器920中并可在处理器910运行的计算机程序930，例如矿井降温系统的确定方法的程序。处理器910执行计算机程序930时实现上述各个矿井降温系统的确定方法各实施例中的步骤，例如图1所示的s101至s105。或者，处理器910执行计算机程序930时实现上述图8对应的实施例中各模块的功能，例如，图8所示的模块810至850的功能，具体请参阅图8对应的实施例中的相关描述。
[0131]
示例性的，计算机程序930可以被分割成一个或多个单元，一个或者多个单元被存储在存储器920中，并由处理器910执行，以完成本技术。一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序930在终端设备900中的执行过程。
[0132]
终端设备可包括，但不仅限于，处理器910、存储器920。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端设备900的示例，并不构成对终端设备900的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0133]
所称处理器910可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器
件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0134]
存储器920可以是终端设备900的内部存储单元，例如终端设备900的硬盘或内存。存储器920也可以是终端设备900的外部存储设备，例如终端设备900上配备的插接式硬盘，智能存储卡，闪存卡等。进一步地，存储器920还可以既包括终端设备900的内部存储单元也包括外部存储设备。
[0135]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。