1、.薃螀膅荿葿蝿裊膂蒞螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膁薁蒄袁芃莄螂袀羃膇蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆肁荿蟻羅芄膁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚈羈芀羋薄肀羀蒃蒀蚇肂芆蒞蚆膅蒂螄蚅羄芅蝕蚄肇薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒞螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膁薁蒄袁芃莄螂袀羃膇蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆肁荿蟻羅芄膁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚈羈芀羋薄肀羀蒃蒀蚇肂芆蒞蚆膅蒂螄蚅羄芅蝕蚄肇薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒞螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膁

2、薁蒄袁芃莄螂袀羃膇蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆肁荿蟻羅芄膁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚈羈芀羋薄肀羀蒃蒀蚇肂芆蒞蚆膅蒂螄蚅羄芅蝕蚄肇薀薆蚄腿莃蒂蚃芁膆螁螞羈莁蚇螁肅膄薃螀膅荿葿蝿裊膂蒞螈肇蒈螃螈膀芁蠆螇節(jié)蒆薅螆羂艿蒁螅肄蒄莇襖膆芇蚆袃袆蒃薂袂羈芅薈袂膁薁蒄袁芃莄螂袀羃膇蚈衿肅莂薄袈膇膅蒀羇袇莀莆羆罿膃蚅羆肁荿蟻羅芄膁薇羄羃蕆蒃羃肆芀螂羂膈蒅蚈羈芀羋薄肀羀蒃蒀蚇肂芆蒞蚆膅蒂螄蚅羄芅蝕蚄肇薀薆蚄腿 利用通風(fēng)仿真系統(tǒng)進行寺河礦東四盤區(qū)通風(fēng)方案的設(shè)計張 波（晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責(zé)任公司 寺河礦 晉城 048205）摘 要：通過利用通風(fēng)仿真系統(tǒng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系自動生成與管理技術(shù)，對寺河礦東四盤區(qū)設(shè)

3、計方案進行通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計，以確定東四盤區(qū)可以采用的合理的開采方案，為礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)在我礦的推廣進一步奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：仿真系統(tǒng)；通風(fēng)方案；設(shè)計；1 礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)概述礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)(MVSS)由遼寧工程技術(shù)大學(xué)開發(fā)研制，是高瓦斯礦井 “以風(fēng)定產(chǎn)”最有效的決策支持系統(tǒng)。MVSS最大特點是通過巷道對象與節(jié)點、構(gòu)筑物、通風(fēng)動力裝置、風(fēng)流方向?qū)ο箝g相互發(fā)送消息實現(xiàn)拓撲關(guān)系自動建立和管理。1.1 礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能（1） 強大的可視化功能（2） 強大的模擬功能（3） 強大的按需調(diào)節(jié)功能（4） 強大的礦井通風(fēng)系統(tǒng)綜合分析與評價功能（5） 能夠自動生成適合現(xiàn)場應(yīng)用的各種分析及應(yīng)用Micro

4、soft Word報告（6） 強大的鼠標(biāo)右鍵功能（7）其它繪圖、輔助工具及幫助功能1.2 礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)理論創(chuàng)新1.2.1 首創(chuàng)了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系自動生成與管理技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)解算最繁雜的一項工作就是建立網(wǎng)絡(luò)的拓撲關(guān)系，給風(fēng)路編號，每條風(fēng)路都對應(yīng)一個始末節(jié)點，礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)不再由用戶建立拓撲關(guān)系，是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)理論推廣應(yīng)用的一個重大進步。1.2.2 在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)理論、程序算法和應(yīng)用技術(shù)研究方面，解決了迭代法中的人工賦初值問題。解決了固定半割集進行網(wǎng)絡(luò)按需分風(fēng)的算法問題。提出了基于無向圖的角聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，得出了角聯(lián)風(fēng)路僅取決于網(wǎng)絡(luò)的拓撲關(guān)系，而與通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)的結(jié)論，給出了角聯(lián)風(fēng)路的廣義定義，研究部

5、實現(xiàn)了角聯(lián)風(fēng)路自動識別與關(guān)聯(lián)風(fēng)路分析技術(shù)。提出了自動繪制Q-H平衡圖的算法。采用人工智能理論中的深度優(yōu)先技術(shù)，解決了含有單向回路的網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系算法，并首次提出了基于節(jié)點驅(qū)動的通路算法。提出了網(wǎng)絡(luò)最大流的獨立通路法，該方法在復(fù)雜度上比Dinic法少一個數(shù)量級。提出了基于截斷誤差的計算通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的最小不交化集算法，使通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性計算問題由理論研究階段轉(zhuǎn)化到實際應(yīng)用階段。提出了基于最小調(diào)節(jié)功耗的礦井通風(fēng)優(yōu)化調(diào)節(jié)通路法。建立了網(wǎng)絡(luò)自動簡化數(shù)學(xué)模型。建立了通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性評價指標(biāo)體系。采用扇風(fēng)機特性曲線5次擬合，較為真實地模擬了包括風(fēng)流逆轉(zhuǎn)在內(nèi)的扇風(fēng)機各種可能工況，避免了網(wǎng)絡(luò)解算假收斂問題。綜

6、合這些理論和技術(shù)，形成了適合各類礦井通用的快速、準(zhǔn)確的礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評價與決策軟件。1.3 礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)與其它同類產(chǎn)品的比較礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)(MVSS)與代表20世紀(jì)90年代國際領(lǐng)先水平的波蘭科學(xué)院的WENTGRAF系統(tǒng)的綜合比較如下：MVSS與WENTGRAF綜合比較表序號比較內(nèi)容MVSS Ver2.0WENTGRAF1固定半割集下的按需分風(fēng)提出并實現(xiàn)了通路法解決網(wǎng)絡(luò)預(yù)平衡，對導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)進行自然分風(fēng)的解決方案沒有解決固定半割集問題，不能實現(xiàn)真正意義下的按需分風(fēng)和優(yōu)化調(diào)節(jié)2通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系自動建立與管理人工建立與管理3網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)基于最小功耗的通路法綜合采用余支調(diào)節(jié)、線性規(guī)劃法和非線性規(guī)劃

7、法4多級機站通風(fēng)仿真由于解決了單向回路的算法，可以進行多級機站通風(fēng)仿真不能解算多級機站通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)5風(fēng)機特性曲線5次擬合5次擬合6可視化Windows下的可視化,風(fēng)機，巷道，構(gòu)筑物等均實現(xiàn)了可視化DOS環(huán)境下的可視化7通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有復(fù)合分支層次功能，實現(xiàn)有向圖的角聯(lián)結(jié)構(gòu)（七元組）自動識別無類似功能5通風(fēng)系統(tǒng)靈敏性有此功能，應(yīng)用于巷道和構(gòu)筑物分類無此功能6風(fēng)網(wǎng)特征圖（平衡圖）系統(tǒng)提出了其概念、性質(zhì)、功能、用途、繪制算法無此類研究7網(wǎng)絡(luò)自動簡化分析網(wǎng)絡(luò)時，人機界面自動簡化，在計算時不作任何簡化，保證了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性進行人工簡化8迭代計算初值不需要人工處理不需要人工處理9通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)最大流提出了獨立通

8、路法無此功能10單向回路提出了單向回路的概念及相關(guān)算法，適用于任何通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)無此算法，不適用多級機站等有循環(huán)風(fēng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)11自然風(fēng)壓給出巷道的干濕溫度和大氣壓以及節(jié)點標(biāo)高，然后自動進行自然風(fēng)壓計算給出巷道的干濕溫度和大氣壓以及節(jié)點標(biāo)高，然后自動進行自然風(fēng)壓計算12反風(fēng)仿真與分析有此功能有此功能13自動生成各種分析報告自動生成誤差分析報告、仿真結(jié)果分析報告、扇風(fēng)機相互影響分析報告、系統(tǒng)調(diào)節(jié)合理性分析報告、自然風(fēng)壓影響分析報告等各種分析報告無此功能14礦井火災(zāi)時期風(fēng)流狀態(tài)仿真有此功能配合POZAR系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了火災(zāi)時期風(fēng)流狀態(tài)仿真2 利用通風(fēng)仿真系統(tǒng)進行寺河礦東四盤區(qū)通風(fēng)設(shè)計2.1 寺河礦東四盤區(qū)

9、設(shè)計方案（一） 方案一介紹 巷道布置：在原東三盤區(qū)基礎(chǔ)上，將原33073310面東西拉長面劃分為三個長度為297.5的加長工作面，即43014303面，另布置一個長度為221米的工作面。其中，三個297.5米的加長工作面可采長度均在3430米左右，工作面由東向西回采。優(yōu)點：（1） 東四盤區(qū)工作面搬家次數(shù)只有4次，工作面效率高 （2） 主運、輔助運輸系統(tǒng)簡單 （3） 巷道布置簡單缺點：（1） 小東山服務(wù)東四盤區(qū)通風(fēng)路線距離（2） 工作面巷道準(zhǔn)備工程量大（與方案2相比較，單個工作面的巷道掘進工程量增大） 詳見：東四盤區(qū)巷道布置方案一（圖）（二） 方案二介紹巷道布置：該方案利用小東山井底四條集中巷（

10、小東山集中運輸、膠帶巷、小東山北翼回風(fēng)一、二巷）向北延伸至礦界，將原三盤區(qū)33073310面分成東西兩部分，集中巷東側(cè)工作面由東向西開采，西側(cè)由北向南開采。優(yōu)點：（1） 小東山向該盤區(qū)供風(fēng)路線短（2） 與方案1相比，由于工作面走向長度縮短，單個工作面的準(zhǔn)備時間也相應(yīng)縮短缺點：（1） 該方案主運系統(tǒng)須經(jīng)過多個轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，盤區(qū)出煤量受到一定制約。（2） 搬家次數(shù)頻繁（3） 與方案1相比，輔助運輸路線較為復(fù)雜，尤其是對支架等大型設(shè)備運輸有較大影響。2.2 東四盤區(qū)通風(fēng)設(shè)計東四盤區(qū)由小東山風(fēng)井服務(wù)，小東山風(fēng)井安裝兩臺BDK-10-No3.4，風(fēng)量為6000-16000 m3/min，負壓1550-380

11、0Pa，電機功率為2X900KW 。小東山風(fēng)井同時服務(wù)一個回采工作面和一個多巷平行掘進工作面。 方案一、 在方案一中，小東山風(fēng)井服務(wù)東四盤區(qū)最困難時期為4303工作面回采與4304工作面掘進同時進行的時候?；夭晒ぷ髅娌捎萌M兩回通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)回采經(jīng)驗，大采高工作面瓦斯涌出量為60 m3/min，配風(fēng)量在8000 m3/min。掘進工作面，依我礦經(jīng)驗，每個掘進工作面（按三個掘進頭計算）需配風(fēng)4500 m3/min。共需要風(fēng)量12500 m3/min。通過通風(fēng)仿真系統(tǒng)進行最大通風(fēng)阻力路線模擬，得到的負壓值為3942pa，大于小東山風(fēng)井負壓最大值。 方案二、在方案二中，小東山風(fēng)井服務(wù)東四盤區(qū)最困難時

12、期為4304工作面回采與4305工作面掘進同時進行的時候?；夭晒ぷ髅娌捎萌M兩回通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)回采經(jīng)驗，大采高工作面瓦斯涌出量為60m m3/min，配風(fēng)量在8000m3/min。掘進工作面，依我礦經(jīng)驗，每個掘進工作面（按三個掘進頭計算）需配風(fēng)4500 m3/min。共需要風(fēng)量12500 m3/min。通過通風(fēng)仿真系統(tǒng)進行最大通風(fēng)阻力路線模擬，得到的負壓值為3648pa，小于小東山風(fēng)井負壓最大值。 通過利用通風(fēng)仿真系統(tǒng)對東四盤區(qū)巷道布置方案一、二進行模擬，我們可以得出以下結(jié)論： 方案二最大通風(fēng)阻力路線負壓小于小東山風(fēng)井負壓最大值小于方案一最大通風(fēng)阻力路線負壓。 綜上所述，方案二是我們可以采用的

13、比較合理的方案。 作者簡介：張波（1980-），男，山西晉城人，助理工程師，主要從事通風(fēng)與瓦斯治理研究。TelE-mail:zhangbo0119 芀葿蠆羋膂螇蠆羈莈蚃蚈肀膁蕿蚇膂莆蒅蚆袂腿莁螅羄莄蝕螄肆膇薆螃艿莃薂螃羈芆蒈螂肁蒁莄螁膃芄蚃螀袃葿蕿蝿羅節(jié)蒅袈肇蒈莁袇膀芀蠆袇衿肅蚅袆肂荿薁裊膄膂蕆襖袃莇莃袃羆膀螞袂肈蒞薈羈膀膈蒄羈袀莄莀羀肂膆螈罿膅蒂蚄羈芇芅薀羇羇蒀蒆薄聿芃莂薃膁葿蟻螞袁芁薇蟻羃蕆蒃蝕膆芀葿蠆羋膂螇蠆羈莈蚃蚈肀膁蕿蚇膂莆蒅蚆袂腿莁螅羄莄蝕螄肆膇薆螃艿莃薂螃羈芆蒈螂肁蒁莄螁膃芄蚃螀袃葿蕿蝿羅節(jié)蒅袈肇蒈莁袇膀芀蠆袇衿肅蚅袆肂荿薁裊膄膂蕆襖袃莇莃袃羆膀螞袂肈蒞薈羈膀膈蒄羈袀莄莀羀肂膆螈罿膅蒂蚄羈芇芅薀羇羇蒀蒆薄聿芃莂薃膁葿蟻螞袁芁薇蟻羃蕆蒃蝕膆芀葿蠆羋膂螇蠆羈莈蚃蚈肀膁蕿蚇膂莆蒅蚆袂腿莁螅羄莄蝕螄肆膇薆螃艿莃薂螃羈