礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用

馬 恒，倪景峰，劉 劍

(1. 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2. 礦山熱動(dòng)力災(zāi)害與防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 阜新 123000)

1 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)歷程

礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)遼寧工程技術(shù)大學(xué)在2000以前開(kāi)始研發(fā)，2000年成功開(kāi)發(fā)了礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)(Mine Ventilation Simulation System，簡(jiǎn)稱(chēng)MVSS)，版本為1.0，獲得了國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局科技成果一等獎(jiǎng)。MVSS2.0于2003年12月推出，并于2004年4月29日通過(guò)了科技部和國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局聯(lián)合組織的項(xiàng)目驗(yàn)收。2004年底完成了MVSS3.1版本，其整體水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，其中拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)建立與管理、基于最小調(diào)節(jié)功耗的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)通路法、角聯(lián)自動(dòng)識(shí)別、含有單向回路的網(wǎng)絡(luò)解算、多級(jí)機(jī)站通風(fēng)仿真等成果在國(guó)際上是獨(dú)創(chuàng)的。此外無(wú)初值的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算迭代法、固定半割集下的按需分風(fēng)等也均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平[1,2]。

2013年，軟件升級(jí)為“礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)”(MVIS/3D-Net)。通過(guò)巷道對(duì)象與節(jié)點(diǎn)、構(gòu)筑物、通風(fēng)動(dòng)力裝置、風(fēng)流方向?qū)ο箝g相互關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，在無(wú)初值迭代算法的基礎(chǔ)上又解決了無(wú)向圖網(wǎng)絡(luò)解算算法，解決了網(wǎng)絡(luò)解算與監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)一體化算法，具有計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)在線(xiàn)實(shí)時(shí)通風(fēng)仿真功能，在視圖方面該軟件系統(tǒng)方便地實(shí)現(xiàn)了二維與三維之間相互轉(zhuǎn)換。二維方式是目前通風(fēng)技術(shù)人員習(xí)慣的操作模式，該軟件系統(tǒng)提供的二維模式符合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的操作。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)仿真圖與相應(yīng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖一體化自動(dòng)繪制，通風(fēng)仿真圖改變后，相應(yīng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖將自動(dòng)改變。徹底實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算工程化的應(yīng)用。該系統(tǒng)是利用礦井通風(fēng)仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)發(fā)出的礦井通風(fēng)專(zhuān)業(yè)化軟件。

伴隨著礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)在各大局礦的實(shí)際應(yīng)用，系統(tǒng)功能逐步得到完善，目前已在全國(guó)近100個(gè)礦井進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，收到了良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果。

2 MVIS結(jié)構(gòu)、算法與主要功能

一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)版礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)由以下三部分組成：1) 通風(fēng)技術(shù)主管客戶(hù)端；2)服務(wù)器端；3)客戶(hù)端。礦內(nèi)部通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行連接，集團(tuán)公司與各礦之間利用集團(tuán)公司內(nèi)部網(wǎng)進(jìn)行連接。

MVIS的功能主要分為五部分：礦井通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算算法、通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造仿真、通風(fēng)系統(tǒng)分析與評(píng)價(jià)、主要實(shí)用功能等。

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理結(jié)構(gòu)

MVIS的服務(wù)器、客戶(hù)端、以及通風(fēng)管理終端建立連接后即可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)傳輸、在線(xiàn)查詢(xún)、在線(xiàn)管理等功能。特別是個(gè)客戶(hù)端均能進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真運(yùn)算，即普通客戶(hù)端與礦井通風(fēng)技術(shù)主管管理終端(技術(shù)主管客戶(hù)端)具有所有的軟件功能，除了上傳更新服務(wù)器功能以外。

通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸：通風(fēng)技術(shù)主管客戶(hù)端對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)所做的所有改變，在各級(jí)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸顯示，即各級(jí)管理終端具有與通風(fēng)技術(shù)主管同樣的效果，同步操作，同步顯示。

通風(fēng)系統(tǒng)在線(xiàn)查詢(xún)：各級(jí)終端可以向礦服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求在線(xiàn)查詢(xún)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行情況。主要包括：巷道運(yùn)行情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況以及各種通風(fēng)構(gòu)筑物運(yùn)行情況。

通風(fēng)系統(tǒng)在線(xiàn)管理：通過(guò)MVIS的強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)功能，技術(shù)人員與管理人員可以同時(shí)進(jìn)行“由下向上的管理”和“由上向下的管理”。

由下向上的管理：由礦井通風(fēng)技術(shù)主管在本礦管理終端(技術(shù)主管客戶(hù)端)進(jìn)行提前模擬，得到預(yù)期的效果，主管領(lǐng)導(dǎo)(礦井客戶(hù)端、集團(tuán)公司管理終端)根據(jù)預(yù)期的效果提出建設(shè)性意見(jiàn)，并在自己的客戶(hù)端隨意進(jìn)行試驗(yàn)，從而達(dá)到由下向上的管理與通信交流，進(jìn)一步完善通風(fēng)系統(tǒng)改造措施；

由上向下的管理：主管領(lǐng)導(dǎo)如果認(rèn)為通風(fēng)系統(tǒng)改造有不合適的方面，可以利用該系統(tǒng)，在系統(tǒng)圖上直接修改，將修改后的通風(fēng)系統(tǒng)提交該礦井的通風(fēng)通風(fēng)技術(shù)主管(通風(fēng)技術(shù)主管客戶(hù)端)，由通風(fēng)技術(shù)人員進(jìn)行具體的技術(shù)分析與管理。

2.2 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算算法

在解決了一系列技術(shù)難題，形成了目前的通風(fēng)管理信息系統(tǒng)，主要有以下幾方面內(nèi)容[3-5]：

通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算具有：通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)建立、固定半割集下的按需分風(fēng)、無(wú)初值迭代計(jì)算、單向回路自動(dòng)處理等特點(diǎn)；目前通過(guò)巷道對(duì)象與節(jié)點(diǎn)、構(gòu)筑物、通風(fēng)動(dòng)力裝置、風(fēng)流方向?qū)ο箝g相互關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，在無(wú)初值迭代算法的基礎(chǔ)上又解決了無(wú)向圖網(wǎng)絡(luò)解算算法，徹底實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算工程化的應(yīng)用。

基于最小功耗的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)解：在不增加系統(tǒng)總功耗的前提下對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；

節(jié)點(diǎn)壓能驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)：基于通路法的節(jié)點(diǎn)壓能驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)法，無(wú)需簡(jiǎn)化，可對(duì)任意規(guī)模的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行快速解算，已實(shí)現(xiàn)了風(fēng)路數(shù)無(wú)限制的網(wǎng)絡(luò)解算與調(diào)節(jié)功能；

單向回路解算與調(diào)節(jié)：對(duì)于有色金屬等非煤礦山采用的井下基站通風(fēng)如金川二礦，容易形成循環(huán)風(fēng)，即通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)之為單向回路；煤礦中升壓系統(tǒng)容易形成局部小循環(huán)系統(tǒng)，如同煤四臺(tái)礦。對(duì)于以上問(wèn)題該軟件系統(tǒng)已很好地解決了此問(wèn)題。

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造仿真

隨著礦井生產(chǎn)的進(jìn)行，通風(fēng)系統(tǒng)需要做適時(shí)調(diào)整，以適應(yīng)生產(chǎn)的需要。在調(diào)整之前利用MVIS進(jìn)行仿真，可以預(yù)先對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行分析對(duì)比，確定最優(yōu)方案。

2.3.1 日常通風(fēng)系統(tǒng)改造模擬

1) 新掘巷道貫通模擬；

2) 巷道打密閉報(bào)廢模擬；

3) 巷道清理、擴(kuò)幫等斷面積變化模擬；

4) 工作面推進(jìn)巷道長(zhǎng)度變化模擬；

5) 風(fēng)門(mén)位置、風(fēng)窗調(diào)節(jié)量模擬。

2.3.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造模擬

1) 采區(qū)風(fēng)量調(diào)整模擬；

2) 新采區(qū)貫通模擬；

3) 主要進(jìn)回風(fēng)巷調(diào)整模擬；

4) 新掘進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井模擬；

5) 主要通風(fēng)機(jī)更換模擬。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià)

該系統(tǒng)具有如下對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià)功能：

(1) 地面主扇選型與多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)分析；

(2) 礦井功耗分析；

(3) 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)位置與調(diào)節(jié)量分析與評(píng)價(jià)；

(4) 巷道風(fēng)速分布與評(píng)價(jià)；

(5) 礦井需風(fēng)量分析與評(píng)價(jià)；

(6) 通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析；

(7) 通風(fēng)系統(tǒng)靈敏性分析；

(8) 通風(fēng)系統(tǒng)最大通風(fēng)能力分析；

(9) 井下空氣成分、溫度、濕度分析與評(píng)價(jià)；

(10) 礦井分區(qū)通風(fēng)分析與評(píng)價(jià)；

以上各項(xiàng)分析評(píng)價(jià)均能自動(dòng)生成相應(yīng)的分析評(píng)價(jià)報(bào)告。

2.5 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)主要實(shí)用功能及典型應(yīng)用礦井

利用該軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)主要實(shí)用功能，解決了一系列通風(fēng)相關(guān)問(wèn)題，礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)不僅僅局限于通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化等方面，更為相關(guān)研究提供了技術(shù)支持[6]。下面對(duì)成功應(yīng)用的主要實(shí)用功能進(jìn)行闡述。

2.5.1 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)與礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一體化算法研究與實(shí)現(xiàn)

利用煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)共享監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，對(duì)整個(gè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真[7]。

目前霍州煤電三交河煤礦成功實(shí)現(xiàn)了礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)利用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)礦井風(fēng)量、負(fù)壓、開(kāi)停機(jī)等狀況實(shí)時(shí)的監(jiān)控與仿真，使得礦井的風(fēng)量、負(fù)壓、開(kāi)停機(jī)等數(shù)據(jù)在礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)下直接更新、顯示，非常直觀(guān)。

2.5.2 反風(fēng)模擬分析

根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百二十二條規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10 min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向；利用該軟件系統(tǒng)可以進(jìn)行靈活方便的反風(fēng)模擬分析。

典型應(yīng)用是在潞安常村煤礦實(shí)現(xiàn)了中央、西坡、王村風(fēng)井單獨(dú)、相互聯(lián)合反風(fēng)模擬分析，提出了切實(shí)可行的反風(fēng)方案。

2.5.3 全礦井風(fēng)流溫度實(shí)時(shí)計(jì)算

結(jié)合礦井風(fēng)流網(wǎng)絡(luò)解算原理，對(duì)礦內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算與分析。實(shí)現(xiàn)了全礦井所有通風(fēng)巷道的風(fēng)流溫度計(jì)算，而不僅僅是某段巷道的計(jì)算。具體做法是首先對(duì)不同熱源進(jìn)行了分類(lèi)，確定基本熱源熱計(jì)算公式；然后通過(guò)對(duì)礦井不同特征點(diǎn)的劃分，對(duì)不同性質(zhì)的巷道進(jìn)行分析，確定巷道熱計(jì)算公式。為高溫礦井的系統(tǒng)開(kāi)拓、改擴(kuò)建和通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)與參考價(jià)值。

典型應(yīng)用是鐵煤集團(tuán)大強(qiáng)煤礦，結(jié)合大強(qiáng)煤礦實(shí)際生產(chǎn)初步設(shè)計(jì)，計(jì)算并分析了不同通風(fēng)系統(tǒng)布置條件下礦井風(fēng)流溫度參數(shù)。實(shí)現(xiàn)了大強(qiáng)煤礦優(yōu)化設(shè)計(jì)與通風(fēng)機(jī)選型等問(wèn)題[8]。

2.5.4 自然風(fēng)壓規(guī)律分析

礦井自然風(fēng)壓分析，在工程實(shí)際中，自然風(fēng)壓相關(guān)參數(shù)井巷空氣密度的變化往往復(fù)雜、繁亂、難以掌握規(guī)律，而在工程實(shí)際中要求計(jì)算自然風(fēng)壓時(shí)，要盡可能的反映實(shí)際情況，使計(jì)算結(jié)果精確可信。

典型應(yīng)用是晉煤集團(tuán)長(zhǎng)平煤業(yè)公司，自然風(fēng)壓在不同的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)通路中其數(shù)值是不同的，找到長(zhǎng)平煤業(yè)礦井三個(gè)回風(fēng)井中各自有代表性的主要通路，計(jì)算相應(yīng)的四個(gè)季節(jié)自然風(fēng)壓的仿真結(jié)果，再通過(guò)數(shù)值擬合，繪制出長(zhǎng)平煤業(yè)礦井三個(gè)回風(fēng)井的四季自然風(fēng)壓變化曲線(xiàn)。從而得出長(zhǎng)平煤業(yè)礦井各個(gè)時(shí)期不同回風(fēng)井自然風(fēng)壓的變化規(guī)律。

3 軟件系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)路線(xiàn)

3.1 礦井通風(fēng)參數(shù)采集

為欲建立礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)，首先需要進(jìn)行參數(shù)采集，為建立實(shí)時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)提供可靠的原始技術(shù)參數(shù)，為日后通風(fēng)系統(tǒng)改造、通風(fēng)系統(tǒng)方案模擬提供準(zhǔn)確可靠的技術(shù)參數(shù)。

3.2 基于仿真技術(shù)的礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與調(diào)試

1) 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試，包括通風(fēng)仿真圖的及時(shí)更新，通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)計(jì)算，結(jié)果與礦井通風(fēng)狀態(tài)參數(shù)相吻合；

2) 實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)的維護(hù)；

3) 礦井各級(jí)管理終端，利用集團(tuán)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)顯示、通風(fēng)狀況查詢(xún)、生成各種報(bào)告、報(bào)表等功能。并進(jìn)行實(shí)際仿真操作。

3.3 進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)方案仿真

在現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變構(gòu)筑物的狀態(tài)等參數(shù)，對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，得出與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相吻合的結(jié)果，以此來(lái)檢驗(yàn)礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)的可靠性與準(zhǔn)確性。以此為依據(jù)，根據(jù)礦井生產(chǎn)實(shí)際需要，給出后期通風(fēng)系統(tǒng)改造的各種方案，利用該軟件系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的仿真。通過(guò)比較，從理論上提出可靠的切實(shí)可行的改造方案。

3.4 進(jìn)行通風(fēng)拓展方向研究

在實(shí)際礦井中根據(jù)生產(chǎn)需要，利用該軟件系統(tǒng)擴(kuò)展的實(shí)用功能，解決通風(fēng)相關(guān)問(wèn)題。根據(jù)需要可以方便地增加其他相關(guān)的通風(fēng)技術(shù)問(wèn)題的功能，前提是需要再解決其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

4 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

4.1 礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)總體實(shí)際應(yīng)用

礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)已在遼寧省沈陽(yáng)煤業(yè)集團(tuán)；鐵煤集團(tuán)的四大四小(曉)礦井；阜礦集團(tuán)；吉林通化；黑龍江雞西；河北開(kāi)灤精煤；河南永煤集團(tuán)；淮南潘三礦；金川有色金屬公司；山西晉煤集團(tuán)；霍州煤電、同煤集團(tuán)；潞安集團(tuán)；中煤集團(tuán)等局礦局礦進(jìn)行了推廣應(yīng)用，均取得顯著的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

下面以其中幾個(gè)較典型的礦井應(yīng)用進(jìn)行說(shuō)明。

典型實(shí)例1：長(zhǎng)距離超復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)仿真

開(kāi)灤集團(tuán)公司范各莊礦業(yè)公司通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，全礦井共有4個(gè)開(kāi)采水平，巷道數(shù)量多，達(dá)到1300多條，通風(fēng)巷道總長(zhǎng)度為172057.7 m，成功地應(yīng)用了礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)。通過(guò)研究實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)無(wú)限制網(wǎng)絡(luò)算法并進(jìn)行了成功應(yīng)用。

典型實(shí)例2：多風(fēng)井聯(lián)合局部升壓的通風(fēng)系統(tǒng)仿真

同煤集團(tuán)四臺(tái)礦原為八進(jìn)五回通風(fēng)系統(tǒng)，成功的利用了礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)，解決了井下工作面局部升壓防滅火的通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。利用礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)成功地將412盤(pán)區(qū)并到了整個(gè)礦井，形成了九進(jìn)六回通風(fēng)系統(tǒng)。

最終實(shí)現(xiàn)了地面主要通風(fēng)機(jī)與井下局部升壓風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)分析。使得礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)在超復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)多風(fēng)機(jī)聯(lián)合的四臺(tái)礦能夠成功應(yīng)用。

典型實(shí)例3：高產(chǎn)礦井?dāng)U能改造與分區(qū)通風(fēng)

晉城成莊礦利用礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)成功解決了以下問(wèn)題：1)新2#風(fēng)井投運(yùn)，成功解決了風(fēng)機(jī)喘振問(wèn)題；2)二盤(pán)區(qū)、四盤(pán)區(qū)成功實(shí)現(xiàn)了分區(qū)通風(fēng)；3)三、五盤(pán)區(qū)成功實(shí)現(xiàn)了分區(qū)通風(fēng)。

典型實(shí)例4：水采改綜采通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整

開(kāi)灤集團(tuán)公司呂家坨礦業(yè)公司利用礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了水采改綜采通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。新風(fēng)經(jīng)過(guò)主井、副井和混合井進(jìn)入各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)，污風(fēng)經(jīng)過(guò)各個(gè)回風(fēng)水平到達(dá)礦井的西對(duì)角風(fēng)井，排入地面。

典型實(shí)例5：礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流溫度預(yù)測(cè)分析

針對(duì)遼寧鐵煤集團(tuán)長(zhǎng)城窩堡煤礦主要需要解決以下問(wèn)題：

一是長(zhǎng)城窩堡煤礦屬于高溫礦井，特別需要對(duì)投產(chǎn)后各巷道特別是工作面的風(fēng)流溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，為下一步風(fēng)機(jī)選型以及降溫系統(tǒng)的確立提供參考。

二是建井初期掘進(jìn)通風(fēng)也是亟待解決的問(wèn)題，如何將地面的局部通風(fēng)機(jī)移到井下，從而實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的順利過(guò)渡。

利用該軟件系統(tǒng)成功解決了以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了不同巷道布置情況下全礦井溫度實(shí)時(shí)計(jì)算、通風(fēng)對(duì)風(fēng)流溫度實(shí)時(shí)影響分析，為長(zhǎng)城窩堡煤礦制冷技術(shù)提供了依據(jù)。為下一步千米以下礦井的高溫?zé)岷χ卫淼於死碚撆c技術(shù)基礎(chǔ)。

典型實(shí)例6：煤礦通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)建立礦山安全通風(fēng)智能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

通過(guò)應(yīng)用該軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遼寧鐵煤集團(tuán)四大四小(曉)所有礦井的通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(Internet)交互式智能化管理。

解決了通風(fēng)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸關(guān)鍵問(wèn)題，首次提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化管理模式，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)技術(shù)員層、礦領(lǐng)導(dǎo)管理層、集團(tuán)公司管理層對(duì)于通風(fēng)管理交互的通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信息化智能化管理。對(duì)礦井安全生產(chǎn)救災(zāi)決策系統(tǒng)的制定具有積極的輔助作用。

類(lèi)似應(yīng)用還有，吉林遼源集團(tuán)梅河煤礦多井口通風(fēng)系統(tǒng)管理的聯(lián)合應(yīng)用。

典型實(shí)例7：通風(fēng)系統(tǒng)改造達(dá)到節(jié)能減排

河南煤化永煤陳四樓煤礦系統(tǒng)改造：通過(guò)分析論證停運(yùn)了中央回風(fēng)井，改造為進(jìn)風(fēng)井。由兩進(jìn)三回改造為三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)；而整個(gè)中央風(fēng)井的風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，中央風(fēng)井不再消耗功耗，中央風(fēng)井減少373 kW； 北風(fēng)井幾乎不變。從而使整個(gè)系統(tǒng)減小總功耗約為312 kW，節(jié)約大量的通風(fēng)費(fèi)用，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。并成功解決了以下通風(fēng)問(wèn)題：

1) 十六采區(qū)增加生產(chǎn)，十四采區(qū)形成后的采區(qū)風(fēng)量不足問(wèn)題；2) 對(duì)后期十八采區(qū)、六采區(qū)、八采區(qū)開(kāi)采時(shí)的通風(fēng)系統(tǒng)狀況進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；3) 南翼通風(fēng)系統(tǒng)隨著南五采區(qū)的延伸，用風(fēng)量增大；九采區(qū)開(kāi)采時(shí)，通風(fēng)線(xiàn)路較長(zhǎng)，其通風(fēng)阻力增大的問(wèn)題都得以順利解決。

典型實(shí)例8：高瓦斯特大型通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用

對(duì)于山西國(guó)陽(yáng)二礦特大型通風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)——風(fēng)路數(shù)多(1800條)、風(fēng)井多(十進(jìn)五回)、用風(fēng)地點(diǎn)多(九個(gè)工作面、五個(gè)準(zhǔn)備面、二十個(gè)掘進(jìn)面)，進(jìn)行了成功應(yīng)用。利用通風(fēng)管理信息系統(tǒng)，成功解決了以下通風(fēng)問(wèn)題：

各采區(qū)的聯(lián)合通風(fēng)與分區(qū)問(wèn)題，礦井主要通風(fēng)機(jī)與礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)匹配問(wèn)題；通風(fēng)機(jī)聯(lián)合高效運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題；對(duì)后期通風(fēng)系統(tǒng)改造、優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行問(wèn)題。

典型實(shí)例9：通風(fēng)管理信息系統(tǒng)與礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一體化研究與應(yīng)用

山西焦煤集團(tuán)霍州煤電集團(tuán)三交河煤礦對(duì)開(kāi)展相關(guān)研究提供了試驗(yàn)支持，三交河煤礦礦井通風(fēng)管理信息信息成功接入礦井通風(fēng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)共享監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波預(yù)處理分析基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)擬合對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；利用監(jiān)控系統(tǒng)傳感器實(shí)時(shí)更新修正得到的數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，從而實(shí)現(xiàn)了礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)與礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一體化技術(shù)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上首次實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)系統(tǒng)在線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真。

最終實(shí)現(xiàn)了與三交河煤礦數(shù)字化礦山管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

典型實(shí)例10：高瓦斯大風(fēng)量礦井成功實(shí)現(xiàn)降阻工程及風(fēng)井投運(yùn)

潞安集團(tuán)常村煤礦如何降低礦井通風(fēng)阻力，降低礦井通風(fēng)功耗，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量及風(fēng)流的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理化是該礦井迫切需要解決的問(wèn)題。采用礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行多種方案模擬，進(jìn)行了相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造，實(shí)現(xiàn)了以下目標(biāo)：

中央風(fēng)井風(fēng)量保持23000 m3/min，則負(fù)壓由4700 Pa降低為3700 Pa；

西坡風(fēng)井風(fēng)量保持17100 m3/min，則負(fù)壓由3600 Pa降低為2920 Pa。

S3采區(qū)分風(fēng)順利實(shí)現(xiàn)，S3由中央和西坡風(fēng)井共同負(fù)擔(dān)改造為由中央風(fēng)井單獨(dú)負(fù)擔(dān)。

王村回風(fēng)系統(tǒng)成功投運(yùn)后，王村風(fēng)井回風(fēng)控制在9000 m3/min，到后期調(diào)整到15000 m3/min、1800 m3/min，順利實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)投運(yùn)及各階段通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。

5 結(jié)論

1) 經(jīng)過(guò)近十五年的不斷完善，解決了一系列算法與技術(shù)難題，目前已形成功能強(qiáng)大、操作方便、適于應(yīng)用推廣的礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)；

2) 提出了網(wǎng)絡(luò)化的礦井通風(fēng)管理概念，首次實(shí)現(xiàn)了全礦所有計(jì)算機(jī)終端均可模擬仿真運(yùn)算的功能，徹底從根本上改變了管理思維和理念；

3) 通過(guò)該軟件系統(tǒng)，為研究制定礦井救災(zāi)決策系統(tǒng)，制定救災(zāi)決策系統(tǒng)預(yù)案，提供了有力的科學(xué)技術(shù)手段，可節(jié)約寶貴的救災(zāi)時(shí)間，提高了礦井的抗災(zāi)救災(zāi)能力；

4) 完善的反風(fēng)演習(xí)功能，可掌握全礦主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)后系統(tǒng)巷道風(fēng)量分布狀況，制定礦井主要通風(fēng)機(jī)反風(fēng)情況下井下人員及通風(fēng)系統(tǒng)管理方案；

5) 外圍延伸擴(kuò)展功能，使得礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)不僅僅局限于通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化等方面，更為相關(guān)研究提供了技術(shù)支持。

6) 通過(guò)礦井通風(fēng)管理信息系統(tǒng)在全國(guó)進(jìn)行了推廣應(yīng)用，取得了顯著的社會(huì)效益，得到了工程技術(shù)人員和安全管理人員的認(rèn)可與好評(píng)。

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