基于三維可視化管理系統(tǒng)的金屬礦山通風系統(tǒng)研究

陳丕鹍 李鵬

摘 ?要：目前，金屬礦山通風系統(tǒng)管理中確實存在著一定的不足，從金屬礦山通風系統(tǒng)的實際特點出發(fā)，對金屬礦山日常通風系統(tǒng)的管理與檢查內(nèi)容進行總結(jié)，并構(gòu)建出一套基于三維可視化管理的系統(tǒng)，將該系統(tǒng)的應用情況以及特點進行介紹，預估出金屬礦山不同季節(jié)的自然風壓以及通風網(wǎng)絡動態(tài)變化能夠?qū)νL系統(tǒng)造成的影響。

關(guān)鍵詞：三維可視化;管理系統(tǒng);金屬礦山;通風系統(tǒng)

前言：

金屬礦山礦井通風系統(tǒng)能夠直接影響到礦井的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益以及工人的生命健康安全，而礦井的管理水平以及手段又是決定礦井通風系統(tǒng)運行好壞的一個關(guān)鍵要素。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，目前金屬礦山重特大災害事故頻發(fā)的原因多數(shù)都是因為礦井通風系統(tǒng)管理體系的關(guān)鍵全以及低下的管理水平所致，這樣的現(xiàn)狀并不能使礦井通風系統(tǒng)的動態(tài)性、非線性、隨機性等等特點得到滿足。因此，為了提高金屬礦山的生產(chǎn)效率并為安全生產(chǎn)做出保障，在提高金屬礦山通風技術(shù)的基礎(chǔ)上還應當加強金屬礦山礦井通風系統(tǒng)的管理工作，使通風系統(tǒng)的管理水平提高，為安全生產(chǎn)和高效率生產(chǎn)做出保障。

一、金屬礦山礦井通風系統(tǒng)檢測與管理

1、金屬礦山礦井通風系統(tǒng)檢測和管理相關(guān)內(nèi)容

由于金屬礦山在開采的過程中開采深度會不斷的增加，井下巷道也會不斷的增加或減少、作業(yè)點不斷地發(fā)生變化以及工作面也會不斷地發(fā)生推移，這就導致金屬礦山礦井通風網(wǎng)絡系統(tǒng)也要隨之不斷變化，而隨著通風網(wǎng)絡系統(tǒng)的變化，礦井的風量非配以及風阻甚至總風量這些重要的通風參數(shù)也會隨著不斷地發(fā)生變化。因此，為了使金屬礦山的生產(chǎn)需求能夠被礦井通風所滿足，就需要我們實時的掌握好礦井中的通風變化，規(guī)范化的管理以及定期的檢測金屬礦山礦井線管的內(nèi)容[1]。

2、金屬礦山礦井通風系統(tǒng)管理體系

作為一個復雜的動態(tài)性系統(tǒng)，礦井通風的通風參數(shù)的試用期都有一定的時間限制，為了對其能夠進行持續(xù)額有效管理，一個合理、高校以及規(guī)范的管理系統(tǒng)就顯得尤為重要，使金屬礦山生產(chǎn)目標以及礦井通風系統(tǒng)之間相適應的良好運行狀態(tài)能夠得到有效的維持[2]。而這個科學完善的管理體系則需要具備專業(yè)的技術(shù)人員想成規(guī)范的組織機構(gòu)、清晰的同風管理目標、與礦井通風系統(tǒng)相匹配的管理制度以及能夠?qū)崟r模擬新措施對礦井通風系統(tǒng)影響的通風系統(tǒng)優(yōu)化軟件所構(gòu)成。而介于金屬礦山通風系統(tǒng)是一個整體性的系統(tǒng)，其通風網(wǎng)絡的風量分配會受到任何一個措施的影響，所以就需要對礦井通風系統(tǒng)的通風構(gòu)筑物信息、通風網(wǎng)絡信息、通風動力信息等信息進行組合并構(gòu)建出一個數(shù)據(jù)庫。將三維仿真優(yōu)化軟件導入到這個系統(tǒng)中進行仿真模擬，對其進行管理或者預測，以此為基礎(chǔ)就可以進一步的將新計劃予以實施，通過模擬，可以決定對其進行怎樣的優(yōu)化或者實施，通過最后的試試對其進行驗證，以此來確保礦井通風系統(tǒng)的管理體系更加科學完善。

二、金屬礦山礦井通風三維可視化管理系統(tǒng)簡介

由系統(tǒng)管理、報表輸出、三維仿真、風網(wǎng)解算以及風阻結(jié)算組合而成礦井通風系統(tǒng)三維仿真與優(yōu)化系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的操作平臺都是以Windows系統(tǒng)為主，后臺為大型數(shù)據(jù)庫SQL Server2000，再結(jié)合Windows等應用程序開發(fā)而成[3]。將礦井生產(chǎn)過程中通風系統(tǒng)的實際狀態(tài)真是的再現(xiàn)是金屬礦山礦井通風三維仿真的主要功能，用仿真的結(jié)果為通風系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)，并為礦山的通風管理工作作出指導性意見。

三、金屬礦山礦井通風系統(tǒng)實時模擬與應用

3DVS系統(tǒng)在礦井通風系統(tǒng)管理中的應用能夠方便風機優(yōu)選、可視化管理礦井通風構(gòu)筑物和通風井巷的變化，更重要的是可以對網(wǎng)絡動態(tài)、自然風雅以及風機的變化進行模擬，并對其變化后能夠?qū)νL系統(tǒng)造成的影響進行評估，為礦山管理工作做出指導。

1、風機優(yōu)選模擬

通風系統(tǒng)的運行效果很大程度上直接受風機選擇的影響[4]。通過手工計算礦井最容易使其以及最困難時期對于風量的需求來進行風機型號選擇是傳統(tǒng)風機的選擇方法，而從大量的實踐經(jīng)驗可以看出，這樣的方法選擇出來的風機并不能完全匹配通風網(wǎng)絡的實際需求。而3DVS系統(tǒng)就可以完美的解決這一問題，其可以根據(jù)礦井所需求的風量和風壓提供出幾個風機的選擇方案，并且自行比較，最后選定最適合的那個。通過這樣，不經(jīng)方便了風機的選擇，而且進過仿真模擬過的風機能夠與通風網(wǎng)絡達到很高的匹配度。

2、自然風壓實時模擬應用

隨著季節(jié)的變化，自然風壓對于礦井通風的影響也會隨之變化，春秋弱，冬夏強是自然風壓的特點，對于一些山區(qū)平通開拓的礦井或者是較深的礦井，自然風壓有著更大的影響。因此，我們應當將自然風壓的規(guī)律進行實時掌握，甚至能夠充分利用自然風壓進行節(jié)能。2DVS系統(tǒng)能夠根據(jù)礦山先關(guān)的通風理論公式，設(shè)計出一套科學的自然風壓計算模塊，將不同時期的井深、大氣壓以及井下和地表溫度等先關(guān)參數(shù)就可以將自然風的百米風壓值計算出來，然后系統(tǒng)進行結(jié)算的過程中自動調(diào)入結(jié)算模塊計算其對整個礦山的風量影響。相關(guān)人員就可以以此我基礎(chǔ)來設(shè)計開采施工，并且將自然風壓充分利用起來，實現(xiàn)節(jié)能的效果。

結(jié)語：

金屬礦山礦井通風系統(tǒng)觀管理是一個十分復雜的項目工程，因此我們應當在管理過程中合理的應用到先進的高科技技術(shù)，將通風系統(tǒng)中存在的問題進行針對性的解決，充分做好預防措施，將投資以及運營的成本最大力度的降低，實現(xiàn)持續(xù)化生產(chǎn)，不僅是通風系統(tǒng)管理水平的提升，同樣是通風系統(tǒng)管理工作的重心。三維可視化通風管理系統(tǒng)能夠使礦山管理系統(tǒng)的科學性以及合理性進行提升，用良好的預防工作為礦山生產(chǎn)效率的提高做出保障。

參考文獻

[1] ?劉成敏，劉紅芳，王海寧，等. 金屬礦山通風系統(tǒng)三維可視化管理系統(tǒng)研究與應用[J]. 礦業(yè)研究與開發(fā)，2015（6）：40-44.

[2] ?閆順璽，王曉雷，甘德清. 基于B/S架構(gòu)的三維礦井GIS系統(tǒng)[J]. 金屬礦山，2018，V47（2）：150-153.

[3] ?劉亞靜，冉維維，梁瑞哲. 基于GIS的金屬礦山采礦方法優(yōu)選系統(tǒng)研究[J]. 測繪與空間地理信息，2015（4）：11-13.

[4] ?張亞明，何水清，李國清，等. 基于 Ventsim 的高原礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 中國礦業(yè)，2016，25（7）：82-86.