国产通风仿真平台实现技术突破，由金码软件和矿业大学组成的技术开发团队，经过十年潜心研发，成功发布GinVent三维智能通风决策分析平台，该平台以实时通风网络解算为基础，采用三维图形仿真技术，建立包含地表环境、围岩、设备、通风构筑物、主扇、局扇、气体释放、排水等因素的井下流体仿真数值模型，系统同时可以定制接入各类监测监控系统、人员定位系统、束管监测系统、视频监控系统，建立基于实时数据、动态分析、实时决策的全矿井安全管控数字孪生系统平台。

一、什么是矿井三维通风仿真？

构建合理的矿井通风系统，就是采取符合实际的矿井通风方式、通风方法和通风网络，利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供足量的新鲜空气、排除有毒有害气体，提供适宜的温度、湿度，保持良好的井下工作环境，以保证井下作业人员的生命安全并改善井下劳动作业环境。同时要求在矿井发生灾害时，能及时而有效地控制风向及风量，并配合其它措施，将事故控制在一定范围内，防止灾害的进一步扩大。一套动态合理的矿井通风系统对于保证煤矿安全生产极为重要。

科学合理的通风管理系统建设，必须借助于现代化的信息管理技术，以计算机作为辅助手段，来对矿井通风系统进行管理。使用计算机图形技术建立矿井真三维通风网络模型，对巷道的断面、风阻以及通风构筑物等参数进行赋值，实现通风系统的数字化和三维可视化，然后通过成熟的算法对通风网络数据进行处理、解算，对通风过程进行动态模拟，从而为矿山管理人员和技术人员提供必要的数据支持，以辅助通风和生产决策。通过三维建模，将复杂的通风参数和通风过程以三维动态图形的方式简单、直观的展现出来，通风技术人员可从任意角度观察和调整通风系统，实现巷道风量分配的实时解算和分析，帮助提高矿井通风决策人员的科学决策水平。

矿井三维通风仿真系统建成后可作为矿山通风辅助决策分析平台，可广泛应用于：矿井通风系统管理与优化，通风系统薄弱环节三维可视化展现与预警(如：风速过大、微风、污风循环),通风系统调整方案制定及预先仿真模拟（如：预测巷道贯通、延伸、密闭、工作面搬迁或者风机叶片角调整后通风系统通风能力和稳定性），应急预案制定及避灾线路动态分析，风机工况点分析，自然风压分析，井下岩温、风温及火灾条件下非稳态通风系统模拟分析，反风演习模拟与分析、通风系统经济性分析以及以三维通风仿真为基础的通风管理决策支持等领域，帮助煤矿实现实时、动态、合理和科学的通风管理，为实现矿井按需分风、智能调风打下基础。

二、矿井三维通风仿真实施技术成果包括：

1、 建立煤矿通风系统三维可视化数值分析软件平台，软件平台包含火灾模拟功能，软

件每个矿配置多个用户节点，能同时允许矿方多名技术或通风管理人员对三维通风模型进行编辑和模拟分析，金码公司提供软件升级服务。

2、建立煤矿真三维通风仿真模型，该模型真实有效的反应矿井通风现状，并可随矿井通风系统的变化动态进行调整。基于矿井真三维通风仿真模型，可进行通风系统调整方案制定及合理性分析，矿井中、长期通风系统预测，反分演习模拟及应急预案动态模拟等。

3、培养能熟练使用三维通风软件平台进行通风网络解算、通风系统预测分析和矿井日常通风管理专业技术人员；

本项目的成功实施将为矿井通风数字化定量动态管理；科学决策，通风系统动态定量调整；提高矿井安全运行水平，降低能耗，提高经济效益等诸多方面创造条件。

三、矿井三维通风仿真软件平台主要技术参数

1、 系统需基于三维可视化通风仿真图形管理平台，建立的三维通风网络图形真实反映巷道空间关系，任意通风网络节点由三维坐标（X,Y,Z）进行控制，系统需兼容AutoCAD图形数据，可直接导入AutoCAD图形文件自动生成基础通风网络拓扑图形，同时将建立好的三维通风立体图形直接输出为AutoCAD图形文件；
2、 系统需包含完善的通风网络解算数据库，通风网络数据库所建立的巷道属性包括：编号、名称、风量、风速、空气密度、巷道长度、断面面积、断面周长、摩擦阻力系数、局部阻力、风阻、阻力、三维坐标、干球温度、湿球温度、围岩温度等。三维通风动态仿真模型和通风网络数据库中的数据一一对应，矿井通风系统调整后，三维通风仿真模型和通风网络数据库需相应动态变化；
3、 系统需基于高效、成熟的通风网络解算算法，解算算法最大支持的通风网络分支数大于30,000条，解算速度快，解算结果准确。
4、 在三维通风立体图形上动态显示风流方向和相关通风参数，动态显示的风流方向和风流速度真实反映井下巷道风流关系。具备可视化展现方法将单项数据设置颜色图例，方便通风技术人员发现通风系统的薄弱环节或风网优化方向；

5、 系统具备对通风网络风路按类型归类建模的能力，将进风巷、回风巷、风机房、调节分支、固定风流分支、加热或制冷分支、火源巷道分支等按类型管理，并能自动按类别汇总统计数据；

6、 系统可根据规程要求，按巷道类别设置风速、温度最低或最高值，当模拟数据超出要求范围时，系统可自动报警并统计数据。
7、 系统需支持自然分风解算和强制分风解算，可对任意风路固定风量、固定风压，实现风流按需分配解算和通风系统动态仿真模拟；
8、 可在三维通风网络模型的基础上，采用通风网络解算和数值分析方法，动态预测贯通、延伸、新掘或废弃巷道分支后通风系统的风量分配和风机工况点；
9、 系统需具备任意风路定点优化调节功能，可根据风量分配要求批量优化设置调节风窗，在通风网络解算和数值分析的基础上，对风门、风窗、密闭等通风构筑物风量调节效果实现预先仿真模拟、可靠性展示和经济性分析;
10、 可模拟井巷断面或风机叶片角变化对通风系统稳定性的影响；方便进行短期和长期通风系统规划；
11、 三维通风动态模拟系统应具备主辅扇、局扇参数分析和运行模拟功能。可对通风系统当前的风机参数（如：风压、风量、效率等），进行模拟，对通风系统调整后的风机工况点进行预测。可进行风机开停、调速动态运行模拟；
12、 系统需具备成熟的井下空气环境参数定量分析功能，可对井下风温、岩温、空气湿度进行定量计算，可定量分析巷道围岩、井下大型机械设备运行及人员活动对井下空气温度和湿度的影响，可定量分析井下温度和空气密度变化对风机工况点的影响；可定量分析冬季进风预热功率及井下相应的环境参数。
13、 系统需具备应急救援路径快速分析功能，可根据不同的灾害源头和灾害种类快速分析灾害覆盖范围和扩散路径。可快速自动确定井下不同位置区间距离最短路径或通风时间最短路径。可动态模拟井下烟雾、粉尘、有害气体浓度、扩散路径和扩散时间，辅助进行灾害预案制定和紧急情况下人员撤退路径分析；
14、 系统具备成熟的矿井火灾模拟算法，可以对井下不同类型火源进行建模，并模拟分析火灾不同阶段对整个风网的影响，并形成火灾时期和非火灾时期主要通风参数对比，为预防火灾或井下火灾紧急救援提供数据支撑。
15、 系统具备在同一通风模型中制定风网调节方案，并进行数据对比分析的功能，例如：针对冬季进风预热，可以在同一模型中模拟井口不同功率的制热负荷下，井下相关巷道风温及湿度的对比分析，从而快速确定最优制热负荷。
16、矿井通风网络串联通风和污风循环自动检测；
17、可基于“非稳态算法”对井下排烟、排尘进行动态扩散模拟分析；

18、GinVent平台可快速整合各类硬件系统实时数据，可作为矿井安全管控数字孪生平台，系统支持定制化开发，可针对大型集团客户开发发布专用版本。

19、项目实施方所实施的同类项目已经取得国内相关权威部门的权威认证或成果鉴定报告。

矿井三维通风仿真系统需求调研：http://www.ginmine.com