通风井巷断面优化在设计中的应用

断面优化是矿井通风系统优化的重要部分,只有当断面最优或接近最优时,巷道的掘进费、维护费和通风费的总和才能达到最小;建立井巷断面优化数学模型,可以得到在资金时间价值影响下的最优断面,以达到节能降耗的目的。     

基于Ventsim软件的矿井通风系统全局经济性优化

为确保JAMA铜矿矿井通风系统全生命周期达到最佳经济性运行,采用Ventsim矿井通风三维仿真软件对通风系统进行模拟研究,通过对通风网络中关键井巷的结构尺寸进行经济性优选,发现超大型矿山通风系统具有非常大的经济性优化潜力,可供同类型矿山参考借鉴。     

矿井单风机高压引射通风技术研究

为解决某矿井巷道用途通风的现实问题,通过对单风机引射通风技术进行深入分析、研究,并结合矿山实际对引射风机各技术参数进行设计,成功应用于某矿山井巷通风,有效地解决了该矿井井巷多用途通风技术难题,该技术可进一步推广应用到矿井通风中。     

井巷泥石流形成机理及防治

分析了梅山铁矿井巷泥石流的形成条件，并探讨了梅山铁矿井巷泥石流的形成机理的几种可行性，最后阐述了井巷泥石流防治的几点措施。同时指出，利用传感、遥感技术对塌陷区内部水土活动规律进行动态监测，是研究井巷泥石流防治的一种科学方法。     

港里矿总回风巷设计中的通风问题

通过分析港里矿总回风系统设计方案及计算各通风断面的费用，指出小官庄矿北风井可作为污风排出口，总回风巷最优断面为１１ｍ＾２，并按照多机站的设计，布设了最后一级主机站。     

矿山主通风井经济断面计算方法的研究

本文对矿山通同我井的经济断面从经济性上进行了较深入的研究，提出了一种计算主通风井经济断面最佳半径的新方法，可供从事矿山通风设计及现场管理人员等阅读参考。     

矿井通风系统优化设计研究

矿井的通风系统在矿开的安全生产中有着非常重要的作用,能够使矿井的抗灾能力有所提升,会给矿山企业带来一定的社会效益和经济效益。本文针对矿井通风方法、矿井通风系统的基本要求及矿井通风系统的要求等方面展开了分析,并对矿开通风系统的设备造型、科技手段、安全技术等方面详细介绍了通风系统的优化方案。     

复杂通风网络系统优化研究

针对复杂通风网络系统通风阻力大、阻力分布不合理、风机工况位于非稳定工作区间等问题,在不改变矿井通风方式的条件下,结合风网解算等方法对内部系统增加合理的回风联巷,封闭不合理的老旧巷道等,对内部风网进行改造。并通过各项指标对风网优化做出评判,选择最佳的优化方案。本文以某矿复杂通风网络系统为例进行分析研究。     

矿山专用通风井巷的设计原理与方法

阐述了矿山专用通风井巷的设计原理与方法。实例分析表明，该种矿山专用通风井巷的设计方法，计算简单，所需设计资料规范，设计结果符合实际，值得推广。     

深孔掏槽爆破试验及参数优化研究

为解决马坑铁矿井巷掘进中掏槽爆破夹制作用大、效果不理想等问题,通过理论分析和现场爆破试验,对掏槽参数进行优化,建立了2种适合矿山井巷掘进的爆破参数和方案。研究表明,改进后方案有效解决爆破夹制问题、提升槽腔质量,平均炮孔利用率达94%。     

红岭钨矿矿井通风系统方案优化研究

矿井通风系统与井下各作业点相联系,对全矿井的通风安全状况具有全局性影响。针对红岭钨矿多年扩产导致井下通风困难,基于当前通风系统现状,推荐了包括单翼对角式抽出式及两翼对角式抽出式等三种通风系统优化设计方案。从新增施工量、矿井通风阻力、通风成本等三大方面对推荐的三种方案进行了对比,其中对方案一和方案三两个方案的全面详实计算、分析、经济技术比较,最后确定采用方案三两翼对角式抽出式通风系统作为最终优化实施方案。     

基于GRU神经网络的巷道平均风速获取研究

针对矿井智能通风系统不能及时获取风速进而影响后续通风系统解算及优化的问题,利用ANSYS巷道风速分布模拟获取神经网络所需训练集,在人工测量与风速传感器监测数据的基础上,构建基于门控循环单元（Gated Recurrent Unit）神经网络的巷道平均风速预测模型。首先,提出神经网络模型,然后采用Adam优化算法对ANSYS模拟的点风速进行异常值和归一化等预处理,通过对不同形状巷道的监测点风速进行结构化处理后用于训练神经网络,找出各点风速与平均风速之间的强非线性关系,使预测风速逼近巷道实际平均风速,最后构建基于GRU神经网络的巷道平均风速预测模型。以王家岭煤矿实测数据作为测试集,将其应用于预测模型中,结果表明GRU神经网络模型具有较高精度和较强的泛化能力,能够获取巷道平均风速。矿井通风巷道平均风速预测模型在煤矿领域的成功应用,将为其他金属矿山智能通风系统及时准确获取风速参数提供新思路。     

抱伦金矿通风系统优化研究

为了改善井下环境、确保矿井生产安全,通风系统必须保持最佳运行状态。以抱伦金矿矿井通风系统为研究对象,通过对通风系统进行调查与测定,得出该矿通风系统存在矿井总风量不足、采区通风困难、机站风机效率低及采空区漏风严重等问题,井下通风系统运行受到干扰,严重影响了井下安全生产。利用计算机模拟解算优化分析,对该矿通风系统进行优化改造,提出了通风系统优化研究方案。现场实施结果表明：优化后的矿井通风系统通风效果明显改善,矿井总风量明显增加,机站效率为83.1%,风速合格率为87.5%,有效风量率为73.7%,采掘面平均温度为26.3 ℃。该优化方案改善了井下通风条件,解决了抱伦金矿现有通风系统存在的问题。     

高温深井通风降温技术的适用条件研究

随着矿山开采深度的不断增加，“三高一扰动”恶劣开采环境问题日益突出，给矿井通风降温工作带来极大困难。对于深井矿山，仅采用通风降温难以满足深部开采的需要，系统研究高温深井矿山通风降温技术的适用性问题，对矿山深部开采具有重要的理论意义和工程适用价值。首先从热力学角度，揭示风流在通风线路中的热交换规律；其次利用差分法原理计算深井筒风流温度，并依此推导出巷道和回采工作面风流温度变化趋势；然后结合采场安全生产允许温度进行反推，最终获取通风降温条件下的可采极限深度计算公式，并选取广西铜坑矿锌多金属矿体作为工程应用试验区进行论证分析。结果表明：基于风流的热交换模型可以推导出风流在井筒、巷道及工作面的温度计算公式，该公式与低温梯度、风流流经路径长度有关；假定工作面温度达到安全开采允许最高温度，可反推出该条件下矿山可采极限深度和巷道通风极限长度（仅采用通风降温措施时）；基于铜坑矿区锌多金属矿的实际条件，代入相关数据，验证计算所得极限开采深度符合实际，即所推导公式是可行的。     

高原矿井分段式增氧通风数值模拟研究

针对高原矿井机械化掘进巷道传统扩散式增氧通风方案富氧效率较低及氧气资源浪费严重等问题,提出了一种新型分段式增氧通风方案。基于ANSYS-Fluent数值模拟软件,针对某海拔4 000 m的金属矿山掘进巷道,以掘进巷道需氧区域氧浓度提升至26%为目标,设计对比试验,分析传统扩散式增氧通风方案与分段式增氧通风方案掘进巷道的富氧扩散、氧气空间分布差异,并引入目标富氧偏离量和富氧输运效率2项指标,评估分段式增氧通风与传统扩散式增氧通风的富氧能力。结果表明：与传统扩散式增氧通风相比,分段式增氧通风的富氧扩散速率得到明显提升,增氧范围扩大,富氧耗时显著降低,巷道中段、末段需氧区域氧浓度分别上升至24.6%和25.5%,目标富氧偏移量降低至1.372,氧气利用率上升至50%,充分验证了分段式增氧通风方案富氧的有效性和优越性。该研究成果对于高原矿井制定机械化掘进巷道通风方式具有一定的指导意义。     

基于Q系统的某铜矿巷道分级支护技术及工程应用

合理的支护方式是控制巷道稳定和变形的重要手段之一,而工程岩体质量评价是确定合理支护方案的重要依据。针对某铜矿存在的支护方式单一、支护效率低、支护成本较高的问题,采用Q系统和RMR法对该矿山4个工程岩组进行了岩体质量分级。基于Q系统支护图,并结合矿山支护工艺、施工条件等因素,制定和优化了分级支护方案及支护参数;利用RMR法的不支护岩体自稳时间,量化了合理的支护时间,从而指导现场支护施工。工程实践结果表明:制定的分级支护方案效果好,不仅满足了巷道安全要求,提高了施工效率,同时可降低支护费用200万~300万元/a。     

基于RCR _YOLOv4的矿井巷道红外障碍检测研究

针对地下矿井巷道光线昏暗的道路上会出现落石或行人等行车障碍物,严重影响无人驾驶矿卡安全行驶的问题,提出了一种基于红外视觉识别的巷道障碍物快速检测优化模型RCR_YOLOv4。该模型利用K-Means++优化算法筛选巷道障碍物的先验框尺寸,并引入深度可分离卷积降低网络参数量和计算量,从而提高障碍目标的定位精度和检测效率。通过设计双通道注意力机制对网络特征融合模块进行优化,实现对无人矿卡行车障碍的高精度检测。结果表明,该目标检测模型对矿井道路障碍的检测准确率达到93.52%,检测速度达到60.6 FPS,能够为矿井巷道复杂环境下无人矿卡安全行驶提供保障。     

基于Ventsim的独头掘进面局部通风技术研究

大尹格庄金矿在独头掘进时往往依靠经验和简单计算进行局扇及风筒选择的做法，无法满足深部掘进面局部通风精细化管理的要求，亟须建立一套更加便捷、精确的局部通风设计体系。借助Ventsim软件风筒计算功能对该矿现有4类局扇及配套风筒通风能力进行分析，得到各自在有 1个直角弯头时能够满足浅部区域最低风量要求的通风距离。为设计一套更加精细的局部通风系统，选取该矿-556 m 水平大巷、-796 m水平大巷、-616~-676 m斜坡道、-796~-900 m斜坡道 4个具有代表性的较长距离掘进工程，在进行需风量计算的基础上，利用Ventsim软件的风量与风筒长度功能、风机与风筒长度功能进行局扇和风筒搭配选型，并在三维通风模型中进行模拟分析验证。模拟风量与风筒计算器计算结果相比，平均差值为0.2 m3/s，差值主要受转弯局部阻力和空气势能影响。在风筒计算器计算结果的基础上，提出了两种优化调整方法。     

金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。“双层网锚喷+U型钢拱架”联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明：（1）在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;（2）针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;（3）设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。     

矿井巷道三维系统图在3DMine中的设计与实现

矿业软件是实现矿山信息化,提高勘探、设计、生产、管理效率的必要手段。将3DMine矿业软件技术应用于绘制矿井通风图是一项新技术。文中以实例说明该软件在矿井巷道三维系统设计方面的优点,概述了在3DMine平台下绘制矿井通风系统立体图的原理和方法。3DMine软件运用三维可视化建模技术所建立的模型极大完善了采矿设计工作,提高了生产管理水平和工作效率。