矿井三维可视化通风仿真模拟技术的研究与应用

斜沟煤矿矿井生产能力大,采掘范围广、工作面布置集中,导致矿井风量紧张,回风井主要通风机通风能力接近极限。通过利用Ventsim三维通风仿真模拟,能够实现矿井通风系统参数的实时模拟,利用Hardy-Cross迭代法解算通风网络,结合已建立三维模型对通风系统存在的问题进行研究分析,优化斜沟煤矿矿井通风系统。

基于GIS及AutoCAD的煤矿二三维通风仿真模拟系统

为了真实准确的模拟通风系统,对通风仿真模拟软件进行了总结和剖析,提出利用GIS、AutoCAD相结合的技术手段,将AutoCAD软件和矿山地理信息系统的数据融合,基于空间数据库或图形的统一数据源,实现二维和三维巷道图的同步应用和展示,实现数据和图形的互联互通,有效实现巷道贯通模拟、密闭模拟、反风演习模拟、矿井主通风机选型、通风优化,保障通风系统稳定可靠。

基于Ventsim仿真系统的矿井通风系统优化

山西某煤矿由中部向北部区域回采时,大巷进、回风线路距离急剧增加,致使矿井通风阻力高达8930.5 Pa。若以目前的矿井通风系统向北部区域供风,可能会出现通风阻力超限、少数巷道超速及其它问题。为了解决矿井通风系统将来可能遇到的难题,通过现场测试、方案论证及数值模拟的方法,决定建设北部进风井来改善既有通风系统,满足未来矿井安全生产的需求。利用现场测试的方法,采集巷道断面面积、风速、压力及湿度等矿井通风系统参数,在此基础上撰写通风方案,并利用Ventsim仿真软件对其可行性进行评估。首先,基于Ventsim仿真系统对目前的矿井通风系统进行三维建模和通风网络解算,并将预测结果与矿井通风系统的实测参数和计算结果进行对比:中部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2225.7 Pa、2240.0 Pa,误差为0.64%;南部回风立井的模拟负压和实测负压分别为2571.43 Pa、2650.0 Pa,误差为2.94%。对比结果证明所建立的仿真模型误差不超过5%,可以通过建立的模型论证建设北部进风井的可行性。仿真结果表明:建设北部进风井后,矿井通风总阻力由8930.5 Pa降至3559.0 Pa,可以满足北部区域开采的需求,这将具有一定的指导意义。

五虎山矿井通风量数值模拟优化研究

介绍了三维通风模拟仿真系统软件,针对五虎山矿井提高产量时风量不足的问题,提出了改变主通风机参数的通风优化方案,采用矿井三维通风模拟仿真软件数值模拟了主要通风机性能参数改变后对五虎山矿井主要巷道通风量的影响,结合现场实际得到该矿的最优通风方案。研究结果为今后五虎山矿井通风系统优化提供了理论基础和技术支持。

多级机站可控循环通风系统试验研究

针对二道沟矿的深井开采高温热害问题,采用计算机仿真模拟开展了深井开采通风与降温技术研究,建立了新型多级机站可控循环通风系统。深部开采环境温度由30～32℃降至28℃以下,节能降耗作用明显,增风降温效果显著。试验研究将可控循环通风与空气净化技术相结合,为深部采矿生产中局部或边缘通风困难的区域提供了一条合理有效的通风降温途径。

按需通风技术在某矿山工程设计中的应用

按需通风(VOD)技术从井下风量"供需平衡"出发,在矿山通风系统设计和控制中,采用最小的通风成本,最大限度地改善井下工作环境。本文以某铜矿山为工程背景,从通风计划、通风设备、人员定位、风流监测和按需通风控制管理系统等方面对整个矿山的按需通风系统进行介绍,并运用三维通风仿真软件Ventsim Visual^(TM)对全矿区域通风方案进行模拟比较,分析其节能效果。与传统通风方案相比,按需通风技术对于改善井下作业环境、降低风机能耗和通风及预热成本效果显著,具有很好的推广性。

金属矿山井下VOD智能通风技术研究

VOD(ventilation-on-demand)智能通风从矿井风量的"供需平衡"原理出发,按需供给风量,是金属矿山经济节能的智能通风技术,实现风机远程集中监控系统风机风量的闭环控制。VOD智能通风从作业面类型分布、主要设备工作状态、作业人员工种及数量、井下空气温湿度等影响实际需风量大小的因素并通过一定的监测手段反馈到VOD智能通风控制系统并自动计算实际需风量Qx,相应地通过风量监测技术监测通风区域"实际供风量"反馈到VOD智能通风控制系统并自动计算实际供风量Qg,根据Qx与Qg的大小关系,自动调节控制风机的开停或变频调速,实现通风系统风机风量的闭环控制。同时,通过三维通风仿真模拟系统为VOD智能通风控制系统风机控制决策提供参考数据,两者结果亦可相互验证。

Analysis of Smoke Distribution in the Subway Station with Various Main Tunnel Ventilations

Fire-driven flow analysis in the underground subway station has been performed with various main tunnel ventilations. Shin-gum-ho station （depth： 46 m） in Seoul is selected as a simulation model. The ventilation mode is assumed to be emergency state. Various main tunnel ventilations are applied to operate in a proper way for helping of smoke exhaustion in platform. The entire station is covered for simulation. Ventilation diffusers are modeled as 95 square shapes of 0.6 m × 0.6 m in the lobby and as 222 square shapes of 0.6 m × 0.6 m and four rectangular shapes of 1.2 m × 0.8 m in the platform. The total of 7.5 million grids is generated and whole domain is divided to 22 blocks for MPI （massage passing interface） efficiency of calculation. LES （large eddy simulation） is applied to solve the momentum equation. Smagorinsky model （Cs = 0.2） is used as SGS （subgrid scale） model. The distribution of CO （carbon monoxide） is calculated for various capacity of main tunnel ventilation and compared with each other.