基于三維仿真系統(tǒng)延深礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究

苑 棟，袁建文，汪光鑫，鐘健民，葉光祥

（1.贛州有色冶金研究所，江西 贛州 341000；2.江西滸坑鎢業(yè)有限公司，江西 安福 343200）

礦井通風(fēng)就是將地表新鮮空氣輸送到井下，稀釋并排出有毒、有害氣體和粉塵等，凈化作業(yè)面風(fēng)質(zhì)，保障井下空氣新鮮。目前，因經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，物質(zhì)資料需求不斷增加，金屬礦產(chǎn)資源消耗日漸增多，礦山逐漸轉(zhuǎn)向深部開采。鎢金屬資源在日常生活及國防工業(yè)中發(fā)揮重要作用，但因多數(shù)鎢礦山開采歷史悠久，淺層資源已開采結(jié)束，礦山轉(zhuǎn)入深部開采。受多方條件影響，部分礦山在深部開拓過程中，井下通風(fēng)系統(tǒng)上下銜接不到位未能及時優(yōu)化，使得井下常出現(xiàn)新鮮風(fēng)量不足、污風(fēng)循環(huán)等影響通風(fēng)效果的問題[1]，嚴(yán)重影響井下作業(yè)環(huán)境，威脅礦工身體健康，給礦井正常生產(chǎn)造成不利影響[2-3]。

高效、穩(wěn)定、完善的通風(fēng)系統(tǒng)，是確保整個礦井安全生產(chǎn)和穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，對實(shí)現(xiàn)礦山可持續(xù)發(fā)展有深遠(yuǎn)意義。因此，本文以某鎢礦山為工程實(shí)例，總結(jié)延深礦井通風(fēng)系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中存在的共性問題，應(yīng)用3Dvent軟件進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)研究，改造礦井通風(fēng)系統(tǒng)工程，改善井下通風(fēng)效果[4-5]。

1 延深礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的共性問題

隨著采深延伸，開采范圍擴(kuò)大，鎢礦山井下通風(fēng)系統(tǒng)存在諸多共性問題，如通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不合理，主扇風(fēng)機(jī)與風(fēng)網(wǎng)不匹配，構(gòu)筑物設(shè)置不恰當(dāng)或者不完善等[6]，此類問題的存在，嚴(yán)重影響井下作業(yè)點(diǎn)通風(fēng)效果。

1.1 井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置不合理或不完善

井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃和布置是通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，但礦井在實(shí)際生產(chǎn)中常存在下列通風(fēng)網(wǎng)路問題，影響井下通風(fēng)效果。

（1）因井下條件限制，深部中段存在邊采邊探問題，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)缺乏整體布局，風(fēng)流線路規(guī)劃不合理，深部中段風(fēng)網(wǎng)與上部中段風(fēng)網(wǎng)銜接性差，易造成整個通風(fēng)系統(tǒng)新鮮風(fēng)量不足。

（2）上部中段部分主要風(fēng)井布置在采區(qū)內(nèi)，因上部中段礦脈回采徹底，造成風(fēng)井坍塌或被封堵，污風(fēng)常通過上部中段采空區(qū)自由擴(kuò)散排出到地表，但因采空區(qū)密閉不及時或者無法密閉，導(dǎo)致污風(fēng)流中段反風(fēng)至副井，造成井下有效風(fēng)量率偏低。

（3）隨著深部中段作業(yè)面的不斷推進(jìn)、延伸或生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)能的提升，深部中段規(guī)劃風(fēng)網(wǎng)受原風(fēng)路巷道斷面偏小挾制，風(fēng)阻大增，為保證深部新鮮風(fēng)量，勢必要刷大原有的巷道斷面或增大扇風(fēng)機(jī)功率，增加投入成本。

1.2 風(fēng)機(jī)與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不匹配

井下主扇風(fēng)機(jī)與風(fēng)網(wǎng)不匹配，常造成井下通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流紊亂、風(fēng)量不足等現(xiàn)象，從而影響井下通風(fēng)效果。隨井下作業(yè)面的不斷推進(jìn)、延伸或生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，易出現(xiàn)風(fēng)機(jī)通風(fēng)能力與風(fēng)網(wǎng)不匹配[7-8]，而產(chǎn)生如下問題。

（1）主扇風(fēng)機(jī)性能與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不匹配，使得主扇風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率偏低，風(fēng)壓和風(fēng)量不滿足井下通風(fēng)需求。

（2）受深部中段產(chǎn)能提升，主扇風(fēng)機(jī)選型要與當(dāng)下風(fēng)網(wǎng)匹配，避免選擇過剩功率風(fēng)機(jī)，容易形成大馬拉小車的局面，先天失配。

（3）風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)作業(yè)時，穩(wěn)定性和可靠性一般會降低，使得井下風(fēng)流存在一定的波動性。

1.3 風(fēng)機(jī)機(jī)站優(yōu)化不及時

受井下開采范圍擴(kuò)大，采深不斷延伸，原有設(shè)計的主扇風(fēng)機(jī)機(jī)站位置設(shè)置不合理，或是風(fēng)機(jī)性能衰減，往往造成井下風(fēng)流難以調(diào)控，深部中段風(fēng)量嚴(yán)重不足，作業(yè)點(diǎn)新鮮風(fēng)量不夠等問題。

1.4 井下通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置不完善

通風(fēng)構(gòu)筑物的合理設(shè)置能有效調(diào)節(jié)井下中段風(fēng)量分配，滿足中段風(fēng)量需求，改善通風(fēng)效果。但在實(shí)際生產(chǎn)中，因井下人員、運(yùn)輸設(shè)備、爆破等因素影響，部分通風(fēng)構(gòu)筑物缺失或運(yùn)行不當(dāng)，從而產(chǎn)生一系列通風(fēng)問題。

（1）通風(fēng)構(gòu)筑物管理不當(dāng)。受井下設(shè)備運(yùn)行或人員通行影響，通風(fēng)構(gòu)筑物（如風(fēng)門）常處于開啟狀態(tài)，導(dǎo)致井下風(fēng)流調(diào)控失效，造成井下風(fēng)流短路，深部中段風(fēng)量不足。

（2）井下采空區(qū)無法密閉或密閉不嚴(yán)，常出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象，造成風(fēng)流短路。

（3）風(fēng)機(jī)房風(fēng)門密閉不嚴(yán)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部風(fēng)流循環(huán)，使得井下總風(fēng)量不足，作業(yè)面通風(fēng)質(zhì)量差。

（4）回采結(jié)束中段常因某些原因，進(jìn)風(fēng)井石門處風(fēng)門管理不當(dāng)，未及時關(guān)閉，造成井下風(fēng)流短路，影響通風(fēng)效果。

1.5 自然風(fēng)壓對井下通風(fēng)的影響

自然風(fēng)壓是一種受礦井地形、地溫以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素影響而產(chǎn)生的能量，壓差大小受進(jìn)回風(fēng)井高差、井筒內(nèi)外溫度差異等因素決定。通常情況下進(jìn)回風(fēng)井高差越大，風(fēng)壓作用越大；風(fēng)井內(nèi)外溫差越大，風(fēng)壓作用越大。一般夏季時，自然風(fēng)壓阻礙礦井通風(fēng)；而冬季時，自然風(fēng)壓輔助礦井通風(fēng)。因此，延深礦井在通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化時，應(yīng)充分考慮自然風(fēng)壓對井下通風(fēng)動力影響，優(yōu)化通風(fēng)線路，合理選取主扇風(fēng)機(jī)。冬季時充分利用自然風(fēng)壓，使其輔助風(fēng)機(jī)做功，降低風(fēng)機(jī)能耗；夏季時采取必要的抵抗自然風(fēng)壓反作用而造成的井下風(fēng)流紊亂、風(fēng)量不足等現(xiàn)象的措施[9]。

2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方法

穩(wěn)定的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦山安全有序高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)，定期的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化是保障礦井風(fēng)流穩(wěn)定的前提。因此，科學(xué)、高效和合理的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方法能使通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，且在一定程度上，能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗、降低通風(fēng)成本的效果。

2.1 傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方法

（1）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。一方面，根據(jù)下井中段作業(yè)點(diǎn)以及其他需風(fēng)點(diǎn)位置、中段回風(fēng)巷位置、主回風(fēng)井位置、機(jī)站設(shè)置位置、需風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量等因素考慮井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；另一方面，結(jié)合井下主要進(jìn)回通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不同實(shí)測點(diǎn)斷面尺寸、風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)質(zhì)等參數(shù)，采用人工計算和經(jīng)驗(yàn)判別法，確定井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是否滿足當(dāng)下通風(fēng)需要。綜合上述情況及相關(guān)參數(shù)，規(guī)劃礦井整體通風(fēng)線路，中段間風(fēng)網(wǎng)線路和采場風(fēng)網(wǎng)線路等，原有風(fēng)網(wǎng)布置合理且滿足井下通風(fēng)，仍繼續(xù)利用，如布置不當(dāng)，重新規(guī)劃布置合理的主回風(fēng)井或中段通風(fēng)天井，甚至主回風(fēng)巷等，從而進(jìn)一步優(yōu)化完善通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，使其與通風(fēng)系統(tǒng)相匹配，滿足通風(fēng)需求。

（2）通風(fēng)動力優(yōu)化。一是考慮通風(fēng)動力系統(tǒng)與風(fēng)網(wǎng)匹配，隨著作業(yè)范圍擴(kuò)大或采深延伸，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的改變，首先考慮通風(fēng)方式變化，結(jié)合礦井生產(chǎn)能力，及應(yīng)用的采礦方法等，選擇合理的通風(fēng)方式；其次風(fēng)機(jī)機(jī)站位置選擇，根據(jù)當(dāng)前回采現(xiàn)狀、通風(fēng)線路布置、便于管理等因素，確定風(fēng)機(jī)機(jī)站位置；二是考慮風(fēng)機(jī)性能，判斷風(fēng)機(jī)性能通常在現(xiàn)場對調(diào)查風(fēng)機(jī)的4個基本參數(shù)：風(fēng)量、風(fēng)壓、功率和單臺主扇效率。根據(jù)已測定風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，結(jié)合井下總需風(fēng)量和全礦通風(fēng)阻力，判斷主扇風(fēng)機(jī)風(fēng)能否滿足當(dāng)前通風(fēng)需求，如果不滿足，則可調(diào)節(jié)葉片安裝角或更換新風(fēng)機(jī)等方法。

（3）通風(fēng)構(gòu)筑物優(yōu)化。通常在實(shí)際生產(chǎn)過程中，井下通風(fēng)構(gòu)筑常因缺失或管理不當(dāng)?shù)仍?，未能有效調(diào)控井下風(fēng)流。首先回采結(jié)束中段進(jìn)回風(fēng)路進(jìn)行及時密閉；其次調(diào)節(jié)風(fēng)流的風(fēng)門或風(fēng)窗管理到位；最后機(jī)站風(fēng)硐嚴(yán)格密閉，機(jī)站進(jìn)出風(fēng)門密閉嚴(yán)實(shí)。

2.2 基于3Dvent仿真軟件通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

3Dvent礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)軟件，采用Hardy Cross（斯考德—恒斯雷法）算法進(jìn)行迭代計算，其內(nèi)置獨(dú)特的回路圈劃算法，迭代計算收斂速度快，滿足對大型復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的模擬，性能穩(wěn)定可靠。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，創(chuàng)建風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫，自動計算巷道通風(fēng)阻力，風(fēng)機(jī)自動選型，通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流調(diào)控，串、并聯(lián)風(fēng)機(jī)設(shè)計等功能[10-11]?？蛇m用于井下多風(fēng)井、多機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化，科學(xué)地完成通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化、風(fēng)機(jī)優(yōu)選、機(jī)站布置等。

（1）風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化。根據(jù)井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，劃分風(fēng)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，采集巷道、風(fēng)路、風(fēng)機(jī)、機(jī)站位置、進(jìn)回風(fēng)井原始參數(shù)等數(shù)據(jù)，建立3Dvent系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫文件，風(fēng)網(wǎng)進(jìn)行模擬解算時，系統(tǒng)調(diào)用原始參數(shù)文件，創(chuàng)建井下通風(fēng)系統(tǒng)模型，模擬井下實(shí)際通風(fēng)現(xiàn)狀，計算并模擬各通風(fēng)回路的風(fēng)向、風(fēng)阻、風(fēng)量等，根據(jù)井下作業(yè)區(qū)并結(jié)合計算風(fēng)阻，完成風(fēng)網(wǎng)優(yōu)選，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化。

（2）風(fēng)機(jī)選型。依據(jù)井下需風(fēng)量，設(shè)定風(fēng)機(jī)機(jī)站風(fēng)量，調(diào)用原始參數(shù)，3Dvent軟件能自動遴選與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相配的最優(yōu)風(fēng)機(jī)，并模擬出風(fēng)機(jī)型號；自動計算各時期的井巷阻力，系統(tǒng)快速匹配最優(yōu)風(fēng)機(jī)型號，解決傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)選型困難的問題，極大降低風(fēng)機(jī)選型的原始手工計算量[12]。同時，可驗(yàn)證原始裝機(jī)點(diǎn)風(fēng)機(jī)型號選用是否恰當(dāng)，以及調(diào)節(jié)葉片安裝角度或是調(diào)整主扇安設(shè)位置是否得當(dāng)，完成通風(fēng)動力優(yōu)化。

（3）風(fēng)流調(diào)控。3DVent系統(tǒng)結(jié)合中段需風(fēng)量可調(diào)節(jié)巷道風(fēng)量，一是增阻調(diào)節(jié)，根據(jù)巷道斷面和控制風(fēng)速，適用風(fēng)窗還是風(fēng)門，并自動計算出風(fēng)窗面積，并確定構(gòu)筑安裝位置；二是增壓調(diào)節(jié)，系統(tǒng)調(diào)用風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫，自動匹配相應(yīng)輔扇，并給出輔扇型號和相關(guān)工作參數(shù)，完成井下風(fēng)流調(diào)控。

3 實(shí)例研究

3.1 礦山概況

某地下鎢礦山開采年久，現(xiàn)已回采多個中段，全礦主要有3豎井，2條斜井，若干風(fēng)井，通風(fēng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，為滿足規(guī)劃產(chǎn)量，現(xiàn)延深三個中段。早期原來的中央進(jìn)風(fēng)兩翼回風(fēng)的通風(fēng)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳爸醒脒M(jìn)風(fēng)單翼回風(fēng)的通風(fēng)布置方式，原井下通風(fēng)系統(tǒng)劃分為東、中、西三個獨(dú)立通風(fēng)區(qū)域。隨著上部中段回采結(jié)束，東區(qū)機(jī)站停機(jī)，中、西區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)在前期改造過程中劃分不明顯。目前因通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化不及時，改造不到位等因素，造成井下通風(fēng)系統(tǒng)存在諸多問題：

（1）井下總進(jìn)風(fēng)量不足。通過調(diào)查測定發(fā)現(xiàn)：240m中段至289m中段主風(fēng)井，回風(fēng)量僅為3.29m3/s，部分中段和井筒出現(xiàn)反風(fēng)情況。主要原因是井下回風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不通暢，原通風(fēng)系統(tǒng)上部中段回風(fēng)井設(shè)置在采區(qū)，回采結(jié)束后受到破壞，造成下部中段風(fēng)流無法正常排出，導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)量嚴(yán)重不足。井下回風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力較大，因回風(fēng)井或者回風(fēng)巷道斷面偏小，尤其是240m中段到289 m中段回風(fēng)井出口斷面僅3.47 m2。

（2）通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不完善。隨著不斷向深部開拓，井下污風(fēng)被排到上部289 m中段后，因沒有通達(dá)地表風(fēng)井，而污風(fēng)無法排到地表，僅靠空區(qū)自由擴(kuò)散，沒有形成有效的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。又因部分主要中段回風(fēng)井布置在穿脈或運(yùn)輸巷內(nèi)，布置位置不合理，容易造成新鮮風(fēng)流短路或污風(fēng)流串聯(lián)，例如-160 m中段308穿至-110 m中段307穿通風(fēng)井。

（3）主扇風(fēng)機(jī)裝置效率不高。井下主扇布置在140 m、90 m和-10 m中段，通過測定發(fā)現(xiàn)三臺主扇裝機(jī)效率分別為45.3%、54.3%、40.6%，綜合裝機(jī)效率為47.4%，低于規(guī)定70%，見表1。

表1 主扇測定結(jié)果Tab.1 Main fan measurement results

分析原因：通風(fēng)線路較長，部分中段間通風(fēng)井?dāng)嗝孑^小，井下回風(fēng)阻力較大，風(fēng)機(jī)服務(wù)年限較久，140m中段和90 m中段機(jī)站風(fēng)機(jī)服務(wù)20多年，風(fēng)機(jī)整體性能下降，實(shí)測功率偏低；風(fēng)硐的風(fēng)門密合不嚴(yán)，存在漏風(fēng)問題，也降低了風(fēng)機(jī)效率。

（4）井下反風(fēng)現(xiàn)象明顯。通過調(diào)查測定發(fā)現(xiàn)：1#主井反風(fēng)量10.26 m3/s，2#副井反風(fēng)量1.06 m3/s，3#主井反風(fēng)量3.24 m3/s；-10 m及以上各中段都存在反風(fēng)現(xiàn)象，風(fēng)流從中段流向2#副井，反風(fēng)風(fēng)量見表2。

表2 中段反風(fēng)風(fēng)量Tab.2 Air reversing volume of the middle section

分析原因：井下回風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不暢，尤其是上部中段回風(fēng)井回風(fēng)能力受限，同時受井下空區(qū)影響，風(fēng)流短路出現(xiàn)反風(fēng)現(xiàn)象；受自然風(fēng)壓影響，井下通風(fēng)系統(tǒng)受季節(jié)性氣候變化影響較大，地面與井下溫差變化造成井筒自然風(fēng)壓改變，5月底2#副井反風(fēng)量為1.06m3/s，夏季最為明顯，8月中旬2#副井反風(fēng)量為7.96 m3/s；主風(fēng)機(jī)能力不足，無法克服整個系統(tǒng)通風(fēng)阻力，中段負(fù)壓不足，造成中段回風(fēng)能力不足；部分通風(fēng)構(gòu)筑物管理不當(dāng)或者缺失，造成井下反風(fēng)。

因上述通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，導(dǎo)致礦井總進(jìn)風(fēng)量不足、風(fēng)網(wǎng)不完善、風(fēng)機(jī)效率偏低、風(fēng)流反向等現(xiàn)象，造成井下作業(yè)面風(fēng)量不足、粉塵濃度高、需風(fēng)點(diǎn)環(huán)境差，嚴(yán)重影響礦工身心健康。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

結(jié)合礦山實(shí)際生產(chǎn)情況，制定如下優(yōu)化方案，解決井下通風(fēng)難題。

（1）明晰井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。首先，提出掘進(jìn)通達(dá)地表風(fēng)井，在289 m中段掘進(jìn)通410 m中段風(fēng)井（見圖1），確保污風(fēng)排出地表；其次，掘進(jìn)深部中段-60 m至-10 m中段通風(fēng)天井，確保深部-60 m以下中段污風(fēng)進(jìn)入-10 m中段回風(fēng)巷；再次，疏通190 m中段至289 m中段主回風(fēng)井，確保風(fēng)路暢通；最后，根據(jù)回采順序，規(guī)劃中段回風(fēng)線路。

圖1 通風(fēng)系統(tǒng)圖Fig.1 Mine ventilation

（2）優(yōu)化通風(fēng)動力系統(tǒng)。調(diào)整機(jī)站位置，并更換新主扇風(fēng)機(jī)；將原-10 m中段回風(fēng)井處風(fēng)機(jī)位置調(diào)整在-10 m中段主回風(fēng)巷處，并將原K40-6-NO.17型號風(fēng)機(jī)更換成DK40-6-NO.18型號風(fēng)機(jī)，滿足深部風(fēng)量需要，同時可恢復(fù)東區(qū)機(jī)站。

（3）合理設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物。上部回采結(jié)束中段和主風(fēng)井石門設(shè)置風(fēng)門或密閉風(fēng)墻；140 m中段機(jī)站風(fēng)門密閉；結(jié)合回采順序，未打算回采備采作業(yè)面，及時密閉；強(qiáng)化通風(fēng)構(gòu)筑物管理。

根據(jù)上述通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)方案，應(yīng)用3Dvent礦井通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)行仿真模擬和風(fēng)網(wǎng)解算，驗(yàn)證技術(shù)方案的可行性，同時實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)優(yōu)選，并模擬井下各風(fēng)流線路風(fēng)向、風(fēng)阻和風(fēng)量。調(diào)用系統(tǒng)解算數(shù)據(jù)庫，獲取仿真模擬井巷風(fēng)量數(shù)據(jù)，給出井筒和主要中段風(fēng)量，并進(jìn)行通風(fēng)評價指標(biāo)對比，見表3和表4。

從表3和表4可以看出，優(yōu)化后通風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)總進(jìn)風(fēng)量顯著提高，各項通風(fēng)指標(biāo)滿足規(guī)程要求，方案施工難度小，且改造環(huán)節(jié)對生產(chǎn)影響較小。通過應(yīng)用3Dvent系統(tǒng)優(yōu)化軟件，有效解決了風(fēng)機(jī)機(jī)站布置最佳位置選擇問題，而且能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)最優(yōu)選型，一定程度節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗，同時提高了井下通風(fēng)效率，改善井下作業(yè)環(huán)境。

表3 井筒和中段風(fēng)量比較Tab.3 Comparison of air volume in wellbore and middle section

表4 通風(fēng)指標(biāo)對比Tab.4 Ventilation index comparison

4 結(jié)論

（1）應(yīng)用3Dvent系統(tǒng)對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)路三維仿真模擬，計算收斂速度快，性能穩(wěn)定可靠，能快速計算優(yōu)化風(fēng)網(wǎng)、機(jī)站位置和風(fēng)機(jī)選型。且能對井下風(fēng)網(wǎng)進(jìn)增阻和增壓調(diào)節(jié)，適應(yīng)因氣候變化而對井下通風(fēng)系統(tǒng)的影響，有利于通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

（2）合理地設(shè)置通風(fēng)構(gòu)筑物和高效地管理能夠有效解決井下風(fēng)流分配，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，設(shè)置專職通風(fēng)管理人員的礦井，井下通風(fēng)構(gòu)筑設(shè)施完備，且能充分發(fā)揮調(diào)節(jié)風(fēng)流作用；反之，則其作用微乎其微。

（3）針對某鎢礦山通風(fēng)系統(tǒng)研究表明，基于通風(fēng)仿真軟件改造后的通風(fēng)系統(tǒng)，有效解決井下風(fēng)網(wǎng)設(shè)計不合理、風(fēng)機(jī)與風(fēng)網(wǎng)不匹配、風(fēng)流紊亂等問題，保障井下通風(fēng)風(fēng)流有序性和穩(wěn)定性，能為今后的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化提供一定指導(dǎo)意義。