简述Ventsim下的高原矿井通风系统优化

杨均

高原矿井通风系统和平原相比有很大区别，主要是由高原特殊的地理环境决定的，高原矿井具有自然通风条件复杂多变、供氧不足、空气稀薄等特点，如果沿用平原矿井的相关技术，就会导致设备工作效率大幅度下降，巷道内部出现严重的污染，相关技术人员对通风系统优化时比较复杂，需要考虑较多的影响因素。为了在这方面技术上实施突破，下面就以某高原矿井为例进行分析，希望给相关人员提供一些技术参考和借鉴。

一、分析Ventsim三维通风仿真系统

Ventsim三维通风仿真系统在矿山开采中发挥着十分重要的作用。新矿井的通风设计、主要通风机的选型、老矿井通风系统的优化改造等都需要Ventsim三维通风仿真系统，其可以准确进行风网解算，对于实际矿井的通风网络设计，一般都要从多方面对风网的合理性进行分析。Ventsim具有可视化功能，实际显示效果良好，操作人员很容易进行学习，在不断的发展中该技术也开始日益成熟，将会成为通风管理和通风设计有效的工具。该系统可以使用DXF文件掌握现有的通风数据，然后使用三维建模技术把比较复杂的通风系统进行优化，继而使用简单易懂的方式呈现给工作人员，这样无论是技术人员、管理人员、施工人员都可以借助这一功能为其今后的工作提供有力的帮助。另一方面，由于以后高原矿井施工难度的增加，Ventsim三维通风仿真系统可以对其进行量化计算，进而提供有效的数据，为以后的工作奠定基础。

二、高原矿井的开采案例分析

对于该矿井而言，之前的通风系统的通风量设计的比较合理，存在的通风阻力也满足规定的要求，从实际工作情况分析，通风系统管理的也比较到位。但是也显现了一些问题，当前矿井的产量比较大，之前矿井所设计的通风系统已经不能满足现在的发展要求，具体问题有三点：第一点，设计的矿井通风线路过长，当前设计的安全出口都在矿井的东南侧，安全出口比较集中，当出现安全事故时，不能及时疏散人群，容易造成较多的人员伤亡。第二点，矿井总进风负担过重，副井的风速比较高。第三点，矿井供风量不足，当前主通风机的通风能力满足不了后续的安全生产。为了有效解决上述问题，技术人员通过勘察，对相关情况做了详细的分析和研究，最终提出了三种解决方案，第一种，在矿井南边掘进一个新的回风立井，使用先进的主通风机，将之前的回风井改造成进风井。第二种，在其西北边相邻的位置掘进一个进风立井，不需要对主通风机进行更换。第三点，将矿井中当前使用的回风立井主通风机进行更换。

三、使用Ventsim三维通风仿真系统进行模拟

1.分析建立模型的方法

根据技术人员提出的三种改进方案，工作人员详细了解了这一高原矿山的基础技术资料，对各种情况进行了模拟分析。先进行模型的建立，通过CAD软件绘制单线图，将得到的单线图直接导入到Ventsim软件当中，在编辑的框图中选择巷道，完成这一步骤之后，Ventsim软件就会将输入的单线图转换为立体图，但是在这一过程中由于没有将巷道标高输入进去，因此所建立的模型都处于同一水平上。除此之外，工作人员还可以进行对话框的编辑，确定对话框的风格属性，同时可以把标高、断面尺寸、风路名称等都录入到编辑框中，确保模型建立的完整性。除此之外，在优化设计中使用该软件，可以提供直观的通风网络优化工具，合理减少通风和采矿成本，能够对污染物、粉尘扩散情况进行模拟，还可以有效支持风路规模优化，有利于风机的选型，因此在应用中受到技术人员的青睐。在以后的发展中，该软件将会进行优化和修正，提高设计中的细节处理能力，在以后矿山通风系统优化中发挥的作用将会更大，企业负责人应该重视，对技术人员进行培训并要求其掌握相关技术。

2.分析模拟风流的方法

技术人员将风路的标高输入进去之后，再输入断面尺寸信息，Ventsim软件就会自动生成通风系统的三维立体图，操作人员选择风流模拟，就可以对风网情况进行检查，确保各项设计内容的正确性。当确保风网运行正常之后，技术人员可以将实际测量得到的通风基础参数做数据处理，之后可以把摩擦阻力系数等信息输入到编辑框中，之后将固定通风设置风量使用节流孔进行固定，进而进行第二次风流模拟，最终将所模拟的三种方案进行对比分析，主要注意大巷风量的分配，通过节流孔有效对风量、阻力等进行调整，最终确保所设计方案中的风量和实际情况一致。

3.对三种方案进行对比分析

通过对这三个方面进行计算分析，同时运用Ventsim软件模拟设计方案，主要模拟通风网络情况，结合模拟之后软件所提供的报告，对三种方案的风速超限巷道、通风线路长度、通风阻力、供风量等数据进行对比分析，技术人员对其进行统计，绘制出下表，可以参考进行分析。

三种设计方案的技术参数对比数据

对于方案1而言，主要是在矿山南部区域的位置掘进一个回风井，在此基础上进行主通风机的安装，其实际的供风量达到了设计要求，实际应用中通风阻力也比较小，设计的通风线路长度属于中等，各个巷道的风速没有超过规定的数值。对于方案2而言，需要新掘进一个进风井，这一措施有效地将通风线路的长度缩短了，还很好地将通风的阻力控制了，确保具有足够的供风量，对各个巷道检查，其风速没有超过规定的限度。对于方案3而言，主要是对主通风机进行更换，虽然其供风量达到设计要求，但是使用中存在较大的通风阻力，而且设计的通风线路比较长，回风井和副井超过所设定的风速值。相关工作人员结合表1中所提供的各项数据，对这三种方案具体效果进行了对比分析，最终确定第二种方案为最佳，具有以下优点：新掘进的风井位置不会影响接续采区的正常回采，不会对其他工作造成不良影响。对于新掘进的风井位置而言，有利于以后开采中的正常回采，新掘进的风井处于矿区中部区域，且周围无需要保护的设施，而之前的矿井安全出口比较相距采区较远，其他位置的工作人员撤离现场不方便，撤离时间比较长，而在这一位置新掘进风井之后，有效地解决了这个问题。除此之外，其整体投资概算也比较低，施工成本低，因此设计的非常合理。

四、结语

通过以上的细致分析，发现Ventsim软件在矿井通风系统设计中作用非常大，对于设计的不合理问题，使用这一软件能够很好地进行优化，使用软件可以进行风网解算，还可以将产生的风流根据实际需求科学的分配，如果有需要可以对风流运动状态进行模拟，有利于以后短期的通风系统规划，如果进行长期通风规划，使用这一软件也十分可靠。