基于Ventsim的高原矿井通风系统优化

基于Ventsim软件的矿井通风系统全局经济性优化基于Ventsim软件的矿井通风系统全局经济性优化随着矿业行业的发展，矿井通风系统的经济性优化对于矿井生产效益和环境安全具有重要意义。

Ventsim软件作为一种强大的矿井通风系统仿真软件，可以为优化矿井通风系统提供可靠的技术支持和指导。

在本文中，我们将探讨使用Ventsim 软件进行矿井通风系统全局经济性优化的方法和效果。

矿井通风系统对于矿井生产运行至关重要。

合理优化通风系统可以提高矿井的生产效率、降低能源消耗、减少环境污染等。

传统的通风系统优化方法多为基于试验和经验的方式，效果有限且耗时耗力。

而Ventsim软件能够基于矿井的实际数据和运行情况进行系统仿真，准确模拟矿井通风过程，为优化提供更科学的参考。

在进行矿井通风系统全局经济性优化时，首先需要建立矿井的三维模型，并输入矿井的地质数据、通风系统参数等。

Ventsim软件可以根据这些数据自动计算得到矿井的气流分布图、风速、压力等关键参数。

这些参数是评估通风系统性能、进行优化的重要依据。

在得到矿井的物理模型和通风参数后，可以通过Ventsim 软件进行多种优化方案的比较和选择。

例如，可以通过调整矿井的风门位置和开合程度，优化气流分布，减小通风阻力，提高通风效果。

同时，还可以根据矿井的实际情况，进行数值模拟计算，评估不同方案的经济性和可行性，选择最佳方案。

除了进行优化比较，Ventsim软件还可以实时监测和分析矿井通风系统的运行情况。

通过设置监测点，可以实时采集矿井的通风数据，并与模拟计算结果进行对比。

这样可以及时发现通风系统的异常情况，并进行调整和修正，保证矿井的安全生产。

Ventsim软件在矿井通风系统全局经济性优化中具有一定的局限性。

首先，需要根据矿井的实际情况进行精确的数据输入，这对于数据采集和处理能力要求较高。

其次，优化结果还需要结合矿井的实际操作和管理，才能真正发挥其经济效益和环境保护的潜力。

基于Ventsim软件系统的矿井通风网络解算及优化
矿山通风系统解算和通风系统优化的目标主要包含两个方面：基本目标是为井下各巷道和作业面提供安全、舒适的工作环境；第二个目标是使井下工作环境在保证安全安全通风条件下，通风系统投资与运行费用达到最低。

保证矿井通风系统安全可靠需要采用合适的通风设备、合理的通风网络和多部门工作的配合。

金码软件（北京）有限公司在通风解算、通风仿真领域具有行业领先的先进技术，Ventsim三维矿井通风模拟系统将大幅提升矿山企业通风管理的科学性和可操作性。

系统提供简单易学的通风模拟软件操作平台，三维可视化的建模工具，对通风环节各关键数据的动态模拟，污染物扩散过程模拟，风机工况点分析和通风成本分析等工具，矿井通风管理人员将更容易发现和防止通风环节可能导致的灾害。

视频：通风网络解算及优化
以三维通风模型系统为基础的矿井通风管理主要包括如下几方面的工作：
∙建立通风网络数据库：通风数据库包括通风网络的主要属性：名称、编号、始点坐标、终点坐标、长度、断面参数、支护类型、摩擦阻力系数、风阻、风量、风压、自然风压、风机的个体特性曲线系数等。

通风网络数据库是通风网络解算、通风模拟的基础。

∙通风网络解算和通风模拟：系统可以根据通风网络模型和通风网络数据库解算出自然风压或者风机工况点状态下风网状态。

系统可对各主要参数进行着色、显示结果非常直观。

∙通风经济性评价：可提供通风网络优化功能，计算各个主要巷道的通风和采矿成本。

在保证通风系统安全的基础上合理减少通风成本。

∙污染物扩散模拟：可在三维环境下设置污染源位置，系统可以模拟污染物的扩散时间、扩散比例等.。

167通风网络解决方案是通风系统管理的关键技术。

传统的通风系统分析以图纸、表格计算和人工计算为基础，不再符合现代矿井通风管理的要求。

在计算机图形技术的快速发展和不断改善通风网络拓扑理论促进了仿真系统的开发和应用有效通风，加快信息化进程的矿山通风安全管理。

1 矿井概况根据矿井设计，矿井总高度在300m至347m之间，整个矿井共有10台风机、7台局部风机和3台主风机。

该矿采用主井和辅助井集中开采，共3个工作面，包括P400工作面、P415工作面和P430闭废井。

该矿被分成4个中心部分，每个部分的高度为20m。

在矿井通风系统原始数据的基础上，分析了特征支路风向对整个通风系统的影响。

针对目前的情况，在矿井通风系统的设计、矿井排水的分布和位置、工作面等因素的设计中，均采用了缠绕通风方式。

也就是说，它主要安装在通风竖井的主推进、风、T48RAR U43、回风竖井上。

矿井通风系统中，新风通过m41主轴进入主轴，通过M40坡道进入工作面。

工作面产生的烟气通过回风井T48RAR系统送至工作面顶部和底部回风巷道，并送至地面。

排烟系统、获胜系统和生产区域的烟气通过回风轴U43送风到地面。

2 风阻变化对通风系统稳定性的影响首先对通风系统参数进行修改，使其在保持其他参数不变的情况下具有一定的规律性。

利用矿井通风系统Ventsim三维软件，给出了某矿井通风系统的计算结果，并对计算结果进行了图形化分析。

由于要分析的通风系统的复杂性，必须选择特定的分支（见表1）进行分析，如：进气井、回气井、输送巷道、工作面等。

其他规定未包括的分支机构也可以进行类似的分析。

表1 用于风阻可调节性研究的特征分支分支号分支描述风阻/（/Ns2/m8）1斜坡道+87.9-+226m进风0.0060512U37井筒+879-+241.7m进风0.0906314T48RAR回风井+87.9-+325.4 m，风机20.09610133通向工作面的分支0.00424134中段进风分支0.00161319用于深部通风风机4所在分支0.00601398M40水平入口.进风0.00105399U43坚井+133.9-+347 m.回风，风机30.03110400主进风井+132.9- +147.9m进风，风机10.002961）单风阻力对通风系统稳定性的影响。

总第257期doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2021.01.016基于V entsim仿真糸统的矿井通风糸统优化王明建J陈健2,3,黄文争4（1.山西三元煤业股份有限公司，山西长治046000；2.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院，辽宁阜新123000；3.矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室，辽宁阜新123000；4.冀中能源峰峰集团检测中心，河北邯郸056201）摘要:山西某煤矿由中部向北部区域回采时，大巷进、回风线路距离急剧增加，致使矿井通风阻力高达8930.5Pa。

若以目前的矿井通风系统向北部区域供风，可能会岀现通风阻力超限、少数巷道超速及其它问题。

为了解决矿井通风系统将来可能遇到的难题,通过现场测试、方案论证及数值模拟的方法，决定建设北部进风井来改善既有通风系统，满足未来矿井安全生产的需求。

利用现场测试的方法，采集巷道断面面积、风速、压力及湿度等矿井通风系统参数，在此基础上撰写通风方案，并利用Ventsim仿真软件对其可行性进行评估。

首先，基于Ventsim仿真系统对目前的矿井通风系统进行三维建模和通风网络解算，并将预测结果与矿井通风系统的实测参数和计算结果进行对比：中部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2225.7Pa、2240.0Pa,误差为0.64%；南部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2571.43Pa、2650.0Pa,误差为2.94%。

对比结果证明所建立的仿真模型误差不超过5%，可以通过建立的模型论证建设北部进风井的可行性。

仿真结果表明：建设北部进风井后，矿井通风总阻力由8930.5Pa降至3559.0Pa，可以满足北部区域开采的需求,这将具有一定的指导意义。

关键词：矿井改造；通风系统；网络解算；通风仿真模拟中图分类号:TD724文献标识码：B文章编号：1005-2798（2021）01-0051-04矿井通风系统是煤矿安全生产系统的主要组成部分之一,有煤矿“心脏”之称，担负向井下输送新鲜风流、稀释与排出有毒有害气体、排放粉尘及热湿等重要任务。

矿业工程黄　金ＧＯＬＤ２０２３年第５期／第４４卷基于Ｖｅｎｔｓｉｍ软件的矿井通风系统全局经济性优化收稿日期：２０２２－１２－０９；修回日期：２０２３－０２－１５作者简介：马艳玲（１９８５—），女，工程师，从事矿山安全管理和通风除尘工作；Ｅ ｍａｉｌ：４０６１７９３０６＠ｑｑ．ｃｏｍ马艳玲（紫金矿业集团股份有限公司）摘要：为确保ＪＡＭＡ铜矿矿井通风系统全生命周期达到最佳经济性运行，采用Ｖｅｎｔｓｉｍ矿井通风三维仿真软件对通风系统进行模拟研究，通过对通风网络中关键井巷的结构尺寸进行经济性优选，发现超大型矿山通风系统具有非常大的经济性优化潜力，可供同类型矿山参考借鉴。

关键词：Ｖｅｎｔｓｉｍ；矿井通风系统；全局经济性；井巷结构；数值模拟 中图分类号：ＴＤ７２ 文章编号：１００１－１２７７（２０２３）０５－００２８－０４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２３０５０８ 矿井通风在矿山全生命周期生产活动中所占的成本比重较大，在以往设计阶段，风速合规和采矿方面的需求作为井巷结构尺寸选择的条件［１］，因缺少科学先进的技术手段对井巷工程结构尺寸进行经济性论证，导致系统在全生命周期中综合成本过高。

这一潜在的成本增加往往被设计单位及矿山企业所忽视［２］。

本文借助Ｖｅｎｔｓｉｍ矿井通风三维仿真软件对国外某超大型矿山初步设计方案及全生命周期进行深度经济性论证并优化，达到系统全生命周期投资最低，具有非常高的推广价值。

１　工程背景ＪＡＭＡ铜矿项目位于塞尔维亚共和国Ｂｏｒ城附近。

该矿山为露天转地下开采，老系统目前开采最深标高为－１５０ｍ，年生产能力为６６万ｔ，采用南北主副井开拓，矿体中央布置回风井，副井主要运输人员、材料及设备，主井箕斗提升矿石。

目前，国内矿业公司对其进行收购，并规划对ＢＲ矿体进行开发建设。

该矿体为巨大的斑岩型铜矿体，矿体倾角４５°～５５°，走向长约１４５０ｍ，宽约３６０ｍ，垂向延伸约１４００ｍ，赋存标高９２～－９３４ｍ。

基于Ｖｅｎｔｓｉｍ的矿井通风系统优化及应用收稿日期：２０２０－１０－１０；修回日期：２０２１－０１－２０基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目（２０１７ＹＦＣ０６０２９０２）；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金（２０１６ｚｚｔｓ０９６）作者简介：聂　军（１９８８—），男，重庆人，工程师，硕士，从事采矿工艺研究工作；北京市朝阳区安定路１０号中国有色大厦南楼１１０２，中国有色金属建设股份有限公司，１０００２９；Ｅ ｍａｉｌ：ｘｆｃｙｃｓｕ＠１２６．ｃｏｍ通信作者，Ｅ ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｘｉｎ＿ｃｋ＠ｃｓｕ．ｅｄｕ．ｃｎ，１５１１６３３６２６３聂　军１，陈　新２（１．中国有色金属建设股份有限公司；２．中南大学资源与安全工程学院）摘要：随着浅部资源开采殆尽，高峰矿业公司已由浅部转入深部开采。

以高峰矿业公司通风系统为研究背景，在实地调研和全面勘测其通风系统的基础上，有针对性地提出了“三进两回”通风系统优化方案，并基于Ｖｅｎｔｓｉｍ仿真模拟软件对通风优化方案进行模拟分析。

结果表明：“三进两回”通风系统优化方案能达到优化设计要求，矿井进风量明显提高，回风量由５９ｍ３／ｓ增大到７９ｍ３／ｓ，风机运行效率达７９．２％，优化效果较好，可作为高峰矿业公司通风系统优化的基础方案。

关键词：深井开采；Ｖｅｎｔｓｉｍ软件；仿真模拟；通风系统；通风网络 中图分类号：ＴＤ７２４文献标志码：Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００１－１２７７（２０２１）０５－００２９－０６ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２１０５０６引　言矿井通风优化研究是通风管理工作和矿井设计过程中的一项重要任务和内容，建立一个满足生产要求的合理通风系统，是井下生产安全、提高经济效益的有效保障。

矿井通风系统优化要能够达到改善井下作业环境，提高通风系统的有效性，节能、经济的目的［１－２］。

广西华锡集团高峰矿业有限责任公司（下称“高峰矿业公司”）自１９９０年开始主要开采－７９ｍ标高以上的１００号矿体、１号矿体和１００－１、１００－２等矿体，其中１００号矿体为主采矿体。