金属矿山通风系统三维仿真优化.pdf

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1、2015年6月中国矿山工程第44卷第3期ChinaMineEngineering·25·金属矿山通风系统三维仿真优化3Dsimulationandoptimizationofmineventilationsystem刘晓培，常德强，宫锐，张柬，柳静献，(1．沈阳有色冶金设计研究院，辽宁沈阳110003；2．东北大学，辽宁沈阳110819；3．深部金属矿山安全开采教育部重点实验室，辽宁沈阳110819；4．中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁抚顺113321)摘要：以红透山铜锌矿为例，基于Ventsim三维

2、通风仿真软件，建立了红透山矿通风系统三维模型，并对矿山的通风现状进行了模拟。在制定通风系统测试方案基础上，对井下不同风机开启状态时的通风现状进行测试和数据分析，发现浅部矿井存在一定的漏风，需要加强密闭。另外，模拟结果与实测结果偏差小于6％，证明所建模型的准确性；进而提出了深井通风系统改进的可行性方案，通过解算确定了在东侧新建风井的最优方案，其通风效率高达到71．5％。关键词：矿井通风；三维仿真模拟；Ventsim软件；通风系统优化Abstract：InthispapertakingHongtoushancop

3、per·zincmineastheexample，the3DmodelofventilationsystemwasestablishedbasedonVentsimsoftware，andthepresentmineventilationnetworkwassimulated．Theventilationsituationindifferentfansstateswastestedandthedatawereanalyzedbasedonthetestplanofventilationsystem．Itwas

4、f0undthattherewassomeairleakageinshallowminewhichneededtobesealed．Inaddition，thedeviationofsimulationandexperimentalresultswaslessthan6％．whichprovedthatthemodelwasaccurate．Thefeasibleplansofventilationsystemofdeepminewereputforwardandtheoptimumplanwasdeterm

5、ined，bycalculation．anditsventilationefficiencyachieved71．5％．Keywords：mineventilation；3Dsimulation；Ventsimsoftware；ventilationsystemoptimization1前言在我国，未来的几十年将处于工业化中期阶段，对矿产资源的利用及需求将会进入一个高峰期，矿产资源的供求矛盾将会更加突出⋯。由于地下矿产资源稀缺，且不可再生，目前我国的浅表矿床及开采条件相对较好的矿床储量不断减少，迫使大多数矿山

6、转入深部或复杂矿床的开采。据统计，我国大型金属矿山约有10％的开采深度在700～1000m，20％的开采深度在500～700m。而且未来金属矿山的开采深度还会继续增加，随之而来的技术难题之一就是通风问题。例如，矿井通风的内外部条件将会变得更加复杂，通风网络越来越复杂，通风阻力增大，热害显现、通风能耗高等“。如果不进行通风网络的优化和调整，将对矿井的安全生产造成不利影响。因此，对矿井通风系统理论及技术研究就显得迫切和有意义。矿井通风涉及到采矿工程学、流体力学、测量学、计算机科学以及数据库等多种学科的理论知识，矿

7、井通风系统是一个动态的、多变的复杂系统，对其进行设计、分析、管理以及改造所需的工作量巨大。因此，对于大型矿山的复杂通风网络，必须借助于计算机软件来处理。近些年来，伴随着电子信息技术的不断发展，国内外在矿井通风仿真系统方面的研究十分活跃，各种矿井通风系统第3期刘晓培等：金属矿山通风系统三维仿真优化·27·速；③各工作中段的进风量：包括巷道一467、一527、一(5)东部井下主扇的风量为73m／s，此时东部587、一647m平巷的尺寸、风速、风向、温度、湿度；地表未开，其地表有一些雾气呈扩散态，风量很小，253m

8、井口处、巷道一707、一767、一827m平巷的尺寸、说明东部风井一467m以上有漏风点。风速、风向、温度、湿度、气压。(6)地表西部主扇风量为51m／s，而西部井下3．2通风系统测试结果分析风机的风量为13m／s，说明地表西部主扇的排风主(1)将所测的每个中段的进风量与所建模型的要来自3个方面：西部井下风机、东部井下风机和上模拟结果进行比较，如表1所示。部空区。表1测试结果与模拟结果比较4通风系统