Ventsim软件在矿井通风中的应用.pdf

1引 言 地下矿井的通风设计与管理一直是矿山工作人 员关注的重点,特别是对于大型矿山的复杂通风网 络,其风网解算靠手工是不可能完成的。 近2030年 来,我国许多高校、科研院所对使用计算机来求解通 风网络做了大量的工作,取得了不少成果,但很多都 停留在专家级别,没有形成成熟的专业软件,数据的 输入与结果的解释存在较大的困难。 而Ventsim是 澳大利亚Chasm公司开发的一款优秀的矿山通风 模拟软件。 该软件通过建立矿井直观的三维通风系 统模型,对通风网络进行解算,优选风机,从而对通风 效果进行模拟检测与控制,可以满足井下矿山的设 计与管理要求。 本文以江西某矿山设计为背景,介绍 Ventsim软件在的矿井通风中的应用。 2工程背景 该矿山赋存主要矿石为锰矿、铅锌矿。 根据设计, 矿山总的生产能力为1 050 kt/a,其中锰矿390 kt/a,铅 锌矿660 kt/a。 采用主副井集中开拓,从-100 m至 -400 m标高共划分7个开采中段,中段高度为50 m,矿 区地面标高60～100 m。 根据矿体赋存条件及开拓系 统主副井位置布置状况及矿体开采顺序等因素,拟采 用抽出式集中通风系统,即副井进风,北部回风井回 风,在回风井设置主扇。 矿石开采采用多种采矿方法, 整个矿井风路为新鲜风从副井进入,经中段石门,沿 脉及穿脉巷道进入工作面,洗刷工作面后的污风经采 场人行回风天井进入上中段回风平巷及回风石门,经 回风井排出地表。 根据矿山排产计划,该矿山通风困 难时期为-350 m与-400 m中段同时回采的时期。 收稿日期2009-03-25 作者简介骆贞江1982,男,主要从事采矿设计工作。 Ventsim软件在矿井通风中的应用 骆贞江,杨成林 （中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌330002） 〔摘 要〕矿井通风是矿山工作中非常重要的环节,其风网解算更是长期以来的一个难点。 本文以江西某 矿山为背景,采用Ventsim软件建立了矿井的通风系统模型,通过模拟调节其通风效果,完成了通风系统的研 究设计,并取得了理想的效果。 〔关键词〕Ventsim；矿井通风；风网解算 中图分类号TD724 文献标识码B文章编号1004-4345200903-0007-03 The Application of Ventsim Software in Mine Ventilation LUO Zhen-jiang,YANG Cheng-lin China Nerin Engineering Co., Ltd., Nanchang,Jiangxi330002, China AbstractMine ventilation is very important sector of mining work and network solution is a difficulty for a long time. Taking a mine in Jiangxi province for the background,Ventsim software is adopted to build up ventilation system model of mine.Research design of ventilation system is accomplished by simulating regulating its ventilation effect and desired results are achieved. KeywordsVentsim; mine ventilation; network solution 有色冶金设计与研究 2009年第30卷 6月第3期 表2井巷通风参数 序号巷道名称支护形式阻力系数,Ns2/m4断面积,m2周长,m 1副井锚喷0.01521.4有效断面18.2 2主井锚喷0.01513.913.2 3石门锚喷0.00817.9316.78 3网络模型 3.1网络架构 根据矿山设计的实际情况,建立困难时期的三 维通风网络模型，如图1。 该模型的三维架构可以借 助于autoCAD、Surpac等图形软件。 3.2主要输入数据 根据各用风点风量要求,矿山采场、采掘工作面 以及硐室等各需风点的需风量如表1所示。 矿山设 计总风量为160.8 m3/s。 各井巷通风参数如表2[1]。 4计算结果 如果井下不设置任何通风调节构筑物,仅凭自 然分风,软件解算结果显示-350 m中段的风量为 83 m3/s,-400 m中段的风量为71.8 m3/s,而根据中段设 计的实际需风量,-350 m与-400 m中段的风量分别 为103.8 m3/s与51 m3/s。 并且每个采场的具体风量千 差万别,与实际需风量完全不符，因此必须对通风网络 进行调节控制。 本设计的风量分配调节以增阻调节为 主,在各中段回风石门处设置调节风门,采场风量采用 局扇调节控制。 在满足井下风量与风速等条件的前提 下,经过反复调试较核,使矿山的通风达到良好的状态, 从而得出通风系统中主要的风路解算如表3[2]。 注采矿工作面包括凿岩工作面与出矿工作面。 表1矿井风量分配表 用风点用风点数目,个单耗,m3/s需风量,m3/s 锰矿 采矿工作面 分段空场法6424 房柱法4312 备用采场 分段空场法222 房柱法211 铅锌矿 分段空场法 浅孔留矿法 中深孔留矿法 5 5 5 4 3 3 20 45 15 分段空场法 浅孔留矿法 中深孔留矿法 1 4 1 2 1 1 2 4 1 硐室 坑内破碎硐室155 炸药库133 合计134 漏风系数1.2 总风量160.8 采矿工作面 备用采场 有色冶金设计与研究第30卷 8 序号巷道名称支护形式阻力系数,Ns2/m4断面积,m2周长,m 4运输巷道1锚喷0.019.4611.69 5运输巷道2锚喷0.016.8110.08 6穿脉0.016.8110.8 7人行天井0.06059 8回采工作面0.05 9回风巷道0.016.8110.8 11回风井锚喷0.0115.914.14 10回风石门锚喷0.0111.212.8 表3主要风路解算 从表3可以看出,矿井需在回风井-350 m～地表 段添加负压2 266 Pa。 由于本矿山设计采用的是集 中通风,只在此处设置主扇,因此,这里的负压便是全 矿井的负压。 如果再考虑15的局部通风阻力,本设 计矿井的总负压为2 2661.15＝2 606 Pa。 从表3还 可以看出,矿井还需在-350 m分支运输巷道Ⅱ增阻 736 Pa,在-300 m回风石门增阻1 432 Pa。 5结束语 本文采用Ventsim软件,通过建立通风系统模型 以及调节系统参数对江西某矿山的通风系统进行了 模拟研究,实现了通风系统的科学设计，从而表明采 用Ventsim软件对矿井通风进行设计是可行的。 由 于建立了通风系统模型,可以在实际措施没有实施 之前预先模拟通风效果,该软件也可以应用于矿井 通风的管理工作,帮助矿山工作人员发现问题与优 化通风网络。 参考文献 [1]浑宝炬,郭立稳.矿井通风与除尘[M].北京冶金工业出版社, 2007. [2]张惠忱.计算机在矿井通风中的应用[M].徐州中国矿业大学出版 社, 1992. 续表2 序号巷道名称长度,m风量,m3/s风速,m/s负压损失,Pa风阻Ns2/m8阻力系数Ns2/m4备注 1副井-350 m～地表410160.87.5266.10.010 2890.015 2副井-350 m～-400 m5057.02.74.10.001 25457.0 3回风井-300 m～地表328154.89.7276.20.011 5260.01需加负压2 266 Pa 4回风井-350 m～-300 m5051.03.24.60.001 7570.01 5-350 m石门258104.85.897.60.009 060.008 6-350 m分支运输巷道Ⅰ12732.84.852.60.048 8830.01 7-350 m分支运输巷道Ⅱ23471.07.5195.70.038 8200.01需增阻736 Pa 8-400 m石门355512.832.40.012 4580.008 9-350 m回风石门19851.04.659.10.022 7140. 01需增阻1 432 Pa 10-300 m回风石门407103.89.3502.20.046 6060.01 V ent si m软件在矿井通风中的应用第3期 9