簡述Ventsim下的高原礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化

楊均

高原礦井通風系統(tǒng)和平原相比有很大區(qū)別，主要是由高原特殊的地理環(huán)境決定的，高原礦井具有自然通風條件復雜多變、供氧不足、空氣稀薄等特點，如果沿用平原礦井的相關技術，就會導致設備工作效率大幅度下降，巷道內部出現(xiàn)嚴重的污染，相關技術人員對通風系統(tǒng)優(yōu)化時比較復雜，需要考慮較多的影響因素。為了在這方面技術上實施突破，下面就以某高原礦井為例進行分析，希望給相關人員提供一些技術參考和借鑒。

一、分析Ventsim三維通風仿真系統(tǒng)

Ventsim三維通風仿真系統(tǒng)在礦山開采中發(fā)揮著十分重要的作用。新礦井的通風設計、主要通風機的選型、老礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化改造等都需要Ventsim三維通風仿真系統(tǒng)，其可以準確進行風網(wǎng)解算，對于實際礦井的通風網(wǎng)絡設計，一般都要從多方面對風網(wǎng)的合理性進行分析。Ventsim具有可視化功能，實際顯示效果良好，操作人員很容易進行學習，在不斷的發(fā)展中該技術也開始日益成熟，將會成為通風管理和通風設計有效的工具。該系統(tǒng)可以使用DXF文件掌握現(xiàn)有的通風數(shù)據(jù)，然后使用三維建模技術把比較復雜的通風系統(tǒng)進行優(yōu)化，繼而使用簡單易懂的方式呈現(xiàn)給工作人員，這樣無論是技術人員、管理人員、施工人員都可以借助這一功能為其今后的工作提供有力的幫助。另一方面，由于以后高原礦井施工難度的增加，Ventsim三維通風仿真系統(tǒng)可以對其進行量化計算，進而提供有效的數(shù)據(jù)，為以后的工作奠定基礎。

二、高原礦井的開采案例分析

對于該礦井而言，之前的通風系統(tǒng)的通風量設計的比較合理，存在的通風阻力也滿足規(guī)定的要求，從實際工作情況分析，通風系統(tǒng)管理的也比較到位。但是也顯現(xiàn)了一些問題，當前礦井的產(chǎn)量比較大，之前礦井所設計的通風系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的發(fā)展要求，具體問題有三點：第一點，設計的礦井通風線路過長，當前設計的安全出口都在礦井的東南側，安全出口比較集中，當出現(xiàn)安全事故時，不能及時疏散人群，容易造成較多的人員傷亡。第二點，礦井總進風負擔過重，副井的風速比較高。第三點，礦井供風量不足，當前主通風機的通風能力滿足不了后續(xù)的安全生產(chǎn)。為了有效解決上述問題，技術人員通過勘察，對相關情況做了詳細的分析和研究，最終提出了三種解決方案，第一種，在礦井南邊掘進一個新的回風立井，使用先進的主通風機，將之前的回風井改造成進風井。第二種，在其西北邊相鄰的位置掘進一個進風立井，不需要對主通風機進行更換。第三點，將礦井中當前使用的回風立井主通風機進行更換。

三、使用Ventsim三維通風仿真系統(tǒng)進行模擬

1.分析建立模型的方法

根據(jù)技術人員提出的三種改進方案，工作人員詳細了解了這一高原礦山的基礎技術資料，對各種情況進行了模擬分析。先進行模型的建立，通過CAD軟件繪制單線圖，將得到的單線圖直接導入到Ventsim軟件當中，在編輯的框圖中選擇巷道，完成這一步驟之后，Ventsim軟件就會將輸入的單線圖轉換為立體圖，但是在這一過程中由于沒有將巷道標高輸入進去，因此所建立的模型都處于同一水平上。除此之外，工作人員還可以進行對話框的編輯，確定對話框的風格屬性，同時可以把標高、斷面尺寸、風路名稱等都錄入到編輯框中，確保模型建立的完整性。除此之外，在優(yōu)化設計中使用該軟件，可以提供直觀的通風網(wǎng)絡優(yōu)化工具，合理減少通風和采礦成本，能夠對污染物、粉塵擴散情況進行模擬，還可以有效支持風路規(guī)模優(yōu)化，有利于風機的選型，因此在應用中受到技術人員的青睞。在以后的發(fā)展中，該軟件將會進行優(yōu)化和修正，提高設計中的細節(jié)處理能力，在以后礦山通風系統(tǒng)優(yōu)化中發(fā)揮的作用將會更大，企業(yè)負責人應該重視，對技術人員進行培訓并要求其掌握相關技術。

2.分析模擬風流的方法

技術人員將風路的標高輸入進去之后，再輸入斷面尺寸信息，Ventsim軟件就會自動生成通風系統(tǒng)的三維立體圖，操作人員選擇風流模擬，就可以對風網(wǎng)情況進行檢查，確保各項設計內容的正確性。當確保風網(wǎng)運行正常之后，技術人員可以將實際測量得到的通風基礎參數(shù)做數(shù)據(jù)處理，之后可以把摩擦阻力系數(shù)等信息輸入到編輯框中，之后將固定通風設置風量使用節(jié)流孔進行固定，進而進行第二次風流模擬，最終將所模擬的三種方案進行對比分析，主要注意大巷風量的分配，通過節(jié)流孔有效對風量、阻力等進行調整，最終確保所設計方案中的風量和實際情況一致。

3.對三種方案進行對比分析

通過對這三個方面進行計算分析，同時運用Ventsim軟件模擬設計方案，主要模擬通風網(wǎng)絡情況，結合模擬之后軟件所提供的報告，對三種方案的風速超限巷道、通風線路長度、通風阻力、供風量等數(shù)據(jù)進行對比分析，技術人員對其進行統(tǒng)計，繪制出下表，可以參考進行分析。

三種設計方案的技術參數(shù)對比數(shù)據(jù)

對于方案1而言，主要是在礦山南部區(qū)域的位置掘進一個回風井，在此基礎上進行主通風機的安裝，其實際的供風量達到了設計要求，實際應用中通風阻力也比較小，設計的通風線路長度屬于中等，各個巷道的風速沒有超過規(guī)定的數(shù)值。對于方案2而言，需要新掘進一個進風井，這一措施有效地將通風線路的長度縮短了，還很好地將通風的阻力控制了，確保具有足夠的供風量，對各個巷道檢查，其風速沒有超過規(guī)定的限度。對于方案3而言，主要是對主通風機進行更換，雖然其供風量達到設計要求，但是使用中存在較大的通風阻力，而且設計的通風線路比較長，回風井和副井超過所設定的風速值。相關工作人員結合表1中所提供的各項數(shù)據(jù)，對這三種方案具體效果進行了對比分析，最終確定第二種方案為最佳，具有以下優(yōu)點：新掘進的風井位置不會影響接續(xù)采區(qū)的正?；夭?，不會對其他工作造成不良影響。對于新掘進的風井位置而言，有利于以后開采中的正?；夭?，新掘進的風井處于礦區(qū)中部區(qū)域，且周圍無需要保護的設施，而之前的礦井安全出口比較相距采區(qū)較遠，其他位置的工作人員撤離現(xiàn)場不方便，撤離時間比較長，而在這一位置新掘進風井之后，有效地解決了這個問題。除此之外，其整體投資概算也比較低，施工成本低，因此設計的非常合理。

四、結語

通過以上的細致分析，發(fā)現(xiàn)Ventsim軟件在礦井通風系統(tǒng)設計中作用非常大，對于設計的不合理問題，使用這一軟件能夠很好地進行優(yōu)化，使用軟件可以進行風網(wǎng)解算，還可以將產(chǎn)生的風流根據(jù)實際需求科學的分配，如果有需要可以對風流運動狀態(tài)進行模擬，有利于以后短期的通風系統(tǒng)規(guī)劃，如果進行長期通風規(guī)劃，使用這一軟件也十分可靠。