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基于 Ventsim 软件的矿井通风系统优化 王大尉 煤炭科学研究总院 安全分院，北京 100013 ［ 摘 要］通风是影响井下工作环境的直接因素，是防治煤矿瓦斯、火灾、粉尘灾害最直接、 有效的手段。以某矿山为例，利用 Ventsim 软件对矿井通风系统进行三维建模，并通过该软件对风网 数据进行解算、风流按需分配仿真和风流动态模拟，为矿山管理人员和技术人员提供必要的数据支 持，辅助矿井通风管理和生产决策。 ［ 关键词］Ventsim;三维建模;风网解算 ［ 中图分类号］ TD724［ 文献标识码］ A［ 文章编号］ 1006- 6225 201105- 0025- 02 Optimization of Mine Ventilation System Based on Ventsim Software WANG Da- wei Safety Research Branch，China Coal Research Institute，Beijing 100013，China AbstractVentilation is direct factor influencing working environment of underground mine and is most effective of preventing methane，fire and dust disaster Taking a mine as an example，this paper set up a 3- D model to resolve ventilation network and simulate ventilation process It provided necessary data support for mine management and technical persons to make aid decision for mine ventila- tion management. Key wordsVentsim; 3- D modeling;ventilation network resolving ［ 收稿日期］ 2011－03－14 ［ 基金项目］ 煤炭科学研究总院青年创新基金项目 2008QN07 ［ 作者简介］ 王大尉 1979－ ，男，辽宁大连人，硕士，工程师，主要从事煤矿安全方面的研究工作。 通风是影响井下工作环境的直接因素，是防治 瓦斯、火灾、粉尘灾害最直接、有效的手段。在设 计或改造通风系统时，绘制通风系统图、网络图， 按需分风风网解算、风机选型，最优设计与改造， 最优调节与控制，故障诊断和灾变处理等工作只靠 人工和经验是远远不够的。为了加强通风管理，提 高通风系统的抗灾能力，必须借助于先进的计算机 模拟技术。 1Ventsim 系统简介 Ventsim 系统以其良好的可视化效果和简单易 学的特点，逐渐成为通风设计和通风管理最强有力 的工具。系统通过兼容 DXF 图形文件最大程度地 利用现有的通风设计数据，通过三维建模将复杂的 通风系统简单直观地呈现出来，通风工程师和矿山 通风管理人员均可从使用该系统得到帮助。系统还 为日益要求严格的井下工作环境提供了量化的计算 分析工具。 2实例分析 2. 1项目来源及方案选择 该矿原通风系统通风风量分布合理、通风阻力 符合规程要求、通风系统管理到位，但是由于现在 矿井产量增大，原矿井设计的通风系统不能满足现 在发展需求，存在以下的主要问题一是矿井供风 量不足，主通风机通风能力不能满足矿井后续的安 全生产;二是矿井总进风负担重，副斜井的风速较 高;三是矿井的通风线路太长，并且现有安全出口 均位于矿井东南部的工业广场，比较集中，灾变时 期疏散困难。针对当前最主要的问题，主通风机能 力小，矿井供风量不足，提出以下 3 种方案 1更换现在工业广场回风立井的主通风机。 2在工业广场西北边界相邻处新掘一进风 立井，不更换主通风机。 3在中部工业广场南边界新掘一回风立井， 选择新的主通风机，并把现有回风井改为进风井。 2. 2系统模拟 2. 2. 1系统模型的建立 针对设计部门提出的 3 种设计方案，并结合矿 方提供的基础技术资料，首先将 CAD 图绘制为单 线图 . DXF 格式 ，然后将 CAD 单线图导入 Ven- tsim 软件，在编辑框里选择实体巷道，此时 Ven- tsim 软件就会将单线图转换为立体图，但此时由于 未输入巷道标高，所有巷道将都处于同一水平。 52 第 16 卷 第 5 期 总第 102 期 2011 年 10 月 煤矿开采 Coal mining Technology Vo1. 16No. 5 Series No. 102 October2011 通过编辑对话框编辑风路属性，将风路名称、 断面尺寸、标高等基本信息录入编辑框，见图 1。 图 1编辑风路 2. 2. 2风流模拟 输入完风路的标高、断面尺寸等基本信息，整 个矿井的通风系统三维立体图就会生成，通过运行 “风流模拟” ，检查风网是否正常工作。 风网正常运行之后，将实测的通风基础参数进 行数据处理，然后将摩擦阻力系数输入编辑框，并 将风门等固定通风设施风量用节流孔进行增阻固 定，再次进行风流模拟，然后对比设计方案中井下 主要大巷风量分配，并运用节流孔进行阻力和风量 调节，直至与方案中设计风量基本接近。见图 2。 图 2风流模拟 2. 3方案对比 根据对 3 个方案的计算分析，以及运用 Ven- tsim 软件对设计方案的通风网络模拟，根据软件提 供的报告，各个方案供风量、通风阻力、通风线路 长度、风速超限巷道等参数汇总结果见表 1。 表 1技术参数比较 项目 供风量/ m3 min－1 容易时期通 风阻力/Pa 容易时期通风线 路长度/m 困难时期通 风阻力/Pa 困难时期通风 线路长度/m 困难时期通风阻力分布 比/ ∶ ∶ 超限巷道风速 方案一1521830221306637001725617. 5 ∶ 55. 7 ∶ 26. 8副斜井、风硐风速超限 方案二 11874/10956129997611627 140107. 1 ∶ 60. 6 ∶ 32. 3风速不超限 方案三1521818631125722091518629. 7 ∶ 35. 6 ∶ 34. 7风速不超限 方案一更换主通风机，供风量满足要求，但 通风阻力较大，通风线路长，并且副斜井、回风井 风硐风速超限。 方案二只新掘一进风井，虽然缩短了通风线 路长度、降低了通风阻力，增大了供风量，各巷道 风速不超限，但主通风机供风量还不能满足矿井实 际需风量。 方案三中部工业广场南边界新掘一回风井， 并安装主通风机，供风量满足要求，通风阻力小， 通风线路长度中等，各巷道风速不超限。 根据表 1 提供的比较数据以及结合设计部门提 供的经济概算，最终确定方案三为最终方案，其优 点主要体现在通风系统顺畅、风量满足要求、通 风阻力适中;新掘风井位置有利于下接续采区的正 常回采;新掘风井位于井田中部工业广场，解决了 原有安全出口比较集中的问题，并且整体经济概算 较低。 3结论 通过对 Ventsim 软件在矿井通风系统优化方案 中的应用，不但可以通过软件进行快速的风网解 算、风流按需分配仿真、风流动态模拟，也可以辅 助进行短期和长期通风系统规划，对矿山管理人员 发现问题和优化通风网路均具有一定的指导意义。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 骆贞江，等 . Ventsim 软件在矿井通风中的应用 ［J］ . 有色冶 金设计与研究，2009，30 3. ［ 2］ 邓红卫，等 . 基于 Ventsim 的云锡新山矿段通风系统优化研究 ［J］ . 采矿技术，2010，10 4. ［ 3］ 王英敏，等 . 矿井通风与安全 ［M］ . 北京冶金工业出版 社，1978. ［ 责任编辑周景林］ 62 总第 102 期煤矿开采2011 年第 5 期