基于三维仿真系统延深矿井通风系统优化研究

分析了延深矿井通风系统存在的共性问题,阐述通风系统优化研究方法,并以某金属矿为工程实例,针对井下存在的通风网络设置不合理,风机与风网不匹配,风机机站优化不及时,通风构筑物缺乏管理等问题,深入分析并研究其原因,提出通风系统优化技术方案,应用成熟的3Dvent矿井三维仿真系统软件进行风网模拟解算,准确计算通风阻力,选择最佳通风线路,布置扇风机机站,匹配最优风机型号。改造结果表明,优化后的通风系统,矿井总进风量显著增加,中段风流分配较合理,延深中段风量增加,井下通风效果改善明显。     

确定矿井通风网路合理结构及其风阻的一种解析方法

在以往矿井通风网路的解算方法中,都是把分支风路的风阻作为已知量,风量作为未知量求解的,它对研究网路结构及其风阻是个被动算法。本文提出一种主动求解风路风阻的算法,即用求解非线性方程组的Newton—Raphson方法及其变种     

矿井通风系统可靠性数值分析

按照矿井通风构筑物分为截断风流的构筑物、通过风流的构筑物和调节风流的构筑物三类的分类方法,给出了各类通风构筑物、扇风机单元和分支可靠度的计算方法.运用不交型布尔代数,给出了矿井通风网络可靠度的计算方法.研究了矿井通风系统可靠度优化分配的非线性规划模型,提出矿井通风网络平衡方程组的Jacobi行列式J的绝对值大小,体现了系统可靠度的高低.着重研究了各分支风量一定时,调节各分支的风阻,使J最大化的优化模型.并以例题验证部分结果.     

基于混合整数规划的风流两步骤调控优化方法

实现按需通风是当前矿井智能通风系统推进建设过程的核心技术问题。为解决矿井通风网络优化调控非线性模型求解困难的问题,在改进两步骤通风优化方法的基础上,提出了一种基于混合整数规划的风流两步骤调控优化数学模型。该模型以通风能耗最小、调节点个数最少和调节点位置最佳等为目标,是一种多目标线性规划模型,其求解结果更加符合矿山实际调控需求。改进的两步骤通风优化方法具有以下优点：通过引入混合整数规划方法,该模型可以对调节方案的调节点个数和调节方式进行约束;通过引入分支调节级数,该模型可以根据井下实际情况对调节方案的位置进行约束,从而提高了通风网络优化调节方案的灵活性;此外,通过多次求解风量分配对应调控方案的方式,该模型既可以得到近似满足风量未知调控模型的求解方案,也可以避免非线性模型求解不收敛的问题。通过构建矿井通风优化调控计算实例模型,在通风网络模型进行分风计算的基础上验证了通风网络模型调控的可靠性。     

基于Ventsim的矿井通风风量模拟研究

矿井通风系统合理建设是井下安全高效生产的保证。以广西某矿山为工程背景,采用Ventsim三维软件对矿井通风系统进行模拟,并对矿井的整体需风量进行了计算,在工程中测量了通风风量。研究表明,Ventsim软件可以建立合理的矿井通风系统模型。仿真模拟矿井的进风量、回风量与实测矿井风量相符合,同时模拟结果还表明矿井风阻较大,系统漏风、循环风严重,该研究对矿井通风系统的优化改造具有指导意义。     

矿井多风机多级机站通风网络优化程序设计

本文在研究和建立的多风机多级机站通风网络风机优化数学模型基础上,编制了相应的计算机程序,确定了合理的虚拟风机模型,完善了多风机多级机站通风网络在解算过程中对回路圈划、风量初拟、自然风压及漏风处理、迭代计算、阻力调节计算、风机优选、节点相对压力计算、最大最小风阻线路查找等方面的特殊要求,可绘制极值风阻线路的压力梯度图,可对通风系统的基建投资、年经营费用及通风成术进行分析计算并表格式输出。本程序可快速和优化解算目前任意的通风网络,文章以一个实际矿井为例,叙述了使用本程序的效果。     

梅山铁矿通风系统多时段变频分风方法应用

梅山铁矿通风系统15台主通风机总装机容量为2 730 kW,全天满负荷运行实耗功率为1 940.76 kW,每年通风成本高达1 445.09万元,通风风量及能耗浪费严重.从矿井风量的"供需平衡"理论出发,根据电机学和流体力学理论中频率、转速和风量之间的关系式,精确计算出满足3个时段矿井需风量时各主通风机的实际运行频率,...     

基于Ventsim的凌源矿业公司通风系统优化及应用

矿井通风效果优劣不仅制约着矿山的安全生产,而且对采掘计划的进度实施影响巨大,直接关系到矿山年度生产任务的执行情况。针对凌源矿业公司在矿井通风方面存在的局部污风循环、采场通风效率低等问题,采用Ventsim通风模拟软件建立通风系统三维模型,以矿井生产需风量调节为出发点,通过对通风系统的网络解算与动态模拟,研究提出中央竖井进风,单翼集中回风的通风系统优化方案。现场工业应用和通风系统测试评价表明:新通风系统优化方案节能高效,风机效率达到80%以上,解决了矿山生产中存在的局部污风循环、中深孔采场炮烟排出效率低及局部地段风速超标等通风问题,经济效益和社会效益显著,具有很好的推广应用价值。     

基于Ventsim的大白阳金矿通风系统优化

通风系统是影响矿山安全生产的主要因素之一,通风质量的好坏直接决定着工作面空气质量、工作环境等能否满足安全规程。针对大白阳金矿通风系统风机功率不足、通风线路漏风等问题,采用Ventsim通风模拟软件建立通风系统三维模型,以矿井生产需风量调节为出发点,对优选出的东、西风井均衡回风的分区通风方案进行网络解算与动态模拟,对通风网络、风机选型等进行了优化,成功解决矿山通风系统有效风量不足的问题,对提高矿山经济效益具有重要意义。     

焦家寨煤矿通风系统阻力测定与分析

为了解矿井通风系统中通风阻力分布状况,更好地通风降阻,并为通风设计、网络解算和优化改造提供可靠的基础信息,有必要对矿井通风系统的阻力进行测定。采用基点法进行通风系统阻力测定,选取不同测点测定参数,并从测定精度评价、通风阻力分布状况、矿井等积孔和风阻4个方面对测定结果进行计算分析。结果表明：焦家寨煤矿的通风系统布置和阻力分布较合理,通风难易程度属于容易等级,3个采区的公用进风风路风阻偏大,矿井井下调节风量的设施过多,且风门漏风量偏大,建议更换1号和2号风机,并加强矿井总回风巷道的维护和管理。     

山东某金矿多中段并联辅扇风机高效联合运转的通风研究及应用

基于金矿生产现状和通风情况,并且随着矿井开采的不断延深,对于深井矿山来说,矿井通风日趋困难,通风难度不断增大。由于深井矿山多中段同时作业,对于通风系统网络线路长,通风阻力过大,当两并联风路风流交汇时,产生撞击损失和涡流损失,风机联合运转时互相成为阻力,风机联合运转未发挥最大效能。两台风机联合运转,在实际的运转状态下,两台风机均未发挥最佳效能和最佳工况点基于上述内容,对于某金矿现用的并联辅扇风机联合运转进行理论和现场技术上的综合评价与分析,希望能够进一步为类似矿山通风研究和风量调整提供有效参考。     

上向水平分层充填采矿法中段通风系统的优化研究

针对金属矿山上向水平分层充填采矿法中段通风系统设计和管理中的采场风量分布不均、辅扇风机设置不当等问题，借助Ventsim软件构建中段通风模型来分析中段通风风量的分布规律。结果表明：当风机设置在一侧时，中段两端位置采场分配风量较多，中部位置采场分配风量少。同时，对建立的中段通风模型进行风窗设置方案对比，发现风窗设置数量越多，风量可调控范围越大，且在两端分别设置较仅在靠近集中回风段设置效果更好。当在07^#, 06^#和01^#采场回风端分别设置风窗，且风窗面积呈一定增大关系时基本可保证模型中各采场分配风量符合要求。以大尹格庄金矿为例，在构建通风系统整体三维模型的基础上，利用仿真模拟功能，对2号矿体-676 m中段通风系统进行优化设计，作业地点的风量合格率由25%提高到100%。     

三鑫金铜矿深井复杂通风系统方案优化改造实践

三鑫金铜矿原采用多级机站通风,随着生产中段下延及增多,存在矿井总风量不足、风机运行效率低、部分中段风流反风及通风困难等问题。通过对总需风量进行校核,有针对性地提出了3种通风系统优化方案,利用Ventsim三维动态仿真模拟软件解算和定量定性分析比较,选择了前期井下集中+后期多级机站接力的通风系统方案。按照优选方案组织改造实施后,经过通风测定,总风量、进回风风速都达到了设计要求,有效风量率达81. 33%,主扇运行效率达85%以上,处于高效率区运行,通风效果明显改善。     

某铜矿通风系统优化方案

某铜矿是一个以铜为主的特大型多金属矿山,矿床采用主、副竖井与斜坡道联合开拓,矿井通风系统为中央进风两翼回风的两翼对角抽出式通风系统.随着矿山深部开拓工程的实施及年产量的增大,矿井通风滞后于生产,造成了目前矿内风流紊乱,主要工作面风量不足.通过优化研究,矿井通风系统进风井与回风井的布置宜采用中央多路入风、两翼回风的两翼对角式布置方式.     

进风井石门巷两道三分法工程在三山岛金矿的应用

随着近地表资源的日益枯竭,矿山地下开采由浅部区域进入深部区域已成为发展趋势,通风系统的完善程度直接制约矿山向深部发展。针对三山岛金矿采掘作业面通风紊乱,通风环境恶化的问题,通过采用进风井石门巷两道三分法工程,建立风门、风窗对新鲜风流合理疏导、调节,达到定向、定量输送新鲜风通往深部的目的。该工程的应用不仅保证了现有生产、掘进的需风量,同时增加了深部进风量,并通过风门、封闭墙实现人车分流、调控分风等功能,具有一定的先进性,可为同类型矿山提供借鉴。     

基于Ventsim系统的矿山多中段 通风系统改造研究

武山铜矿通过多年开采生产后,出现了“风流干扰严重,需风点多且分散,风机单级效率低,新鲜风流进入生产中段偏少”等问题.为解决此问题,提出了通风系统优化方案并借助Ventsim软件系统建立了武山铜矿通风仿真模型,分别模拟了通风容易时期和困难时期通风量.利用Ventsim系统发现问题,提出通风网络优化方案,解决工程存在的实际问题.      

空气幕研究进展

阐述了国内外大门空气幕和矿用空气幕的研究进展,列出了不同时期矿用空气幕的理论公式,介绍了矿用空气幕的结构和功能,归纳了矿用空气幕的布置形式和取风方式.可以看出,在大门空气幕研究的基础上,矿用空气幕的研究与应用进展良好,可替代风门隔断风流、替代辅扇或风机机站引射风流和替代风窗增阻减少风流,这对解决矿井运输巷道或易变形巷道上风流短路、污风停滞、风流反向、污风循环等风流调控的技术难题具有重要作用,其研究成果将得到进一步的推广应用.      

空气幕研究进展

阐述了国内外大门空气幕和矿用空气幕的研究进展,列出了不同时期矿用空气幕的理论公式,介绍了矿用空气幕的结构和功能,归纳了矿用空气幕的布置形式和取风方式.可以看出,在大门空气幕研究的基础上,矿用空气幕的研究与应用进展良好,可替代风门隔断风流、替代辅扇或风机机站引射风流和替代风窗增阻减少风流,这对解决矿井运输巷道或易变形巷道上风流短路、污风停滞、风流反向、污风循环等风流调控的技术难题具有重要作用,其研究成果将得到进一步的推广应用.     

矿用空气幕数值模拟研究

矿用空气幕作为一种新型的矿井风流调控技术,具有广泛的应用前景。建立了矿用空气幕的数学模型和有限元模型,并应用ANSYS软件对风流特性进行数值模拟,结果表明:(1)矿用空气幕供风器的结构影响其供风风压及风流速度,在供风器出口面积一定时,供风器出口宽度小能量损失也小,空气幕的作用效果好;(2)当矿用空气幕风机风量为14m3/s、风压为480Pa、供风器异面矩形管的进出口面积分别为1.0m2和0.54m2时,其进出口最佳宽度分别为333mm和180mm;(3)解决了以往矿用空气幕的研究和设计主要依靠经验所带来的不足,对矿用空气幕调控风流技术的推广应用具有重要意义。