矿井通风系统改造方案优化研究

　　1矿井通风仿真系统MVSS的功能

　　(1)能够科学、准确、快速地分析矿井通风现状，找出存在的问题或原因，提出解决的方案，为领导决策提供可靠依据。

　　(2)对矿井通风设计可以作出科学的评价，并对评价结果提出修改设计方案。

　　(3)矿井角联风路自动识别，风网特征图自动绘制，通风网络优化自动给出。

　　(4)在新井巷或竖井开掘前，可以用此系统模拟研究井巷完工后对通风系统的影响以及影响程度，并针对影响情况提出修改方案。

　　(5)可以模拟通风系统新增构筑物或撤除某构筑物或某构筑物移位后，对通风系统的影响，并针对影响情况给出改造方案。

　　(6)能够模拟机站的设置(如新增机站或拆除某机站或机站移位)对通风系统的影响，并给出优化方案。

　　(7)能够模拟矿井断面、支护方式等变化对通风系统的影响。

　　(8)能够模拟风机参数变化对系统的影响。

　　(9)能够模拟矿井供风、用风、回风三区的最佳匹配水平及最优配风方案。

　　(10)可以较方便绘制矿井通风系统图，解决了过去一张图要用半个月时间才能绘制的问题。
 

　　(11)能反映全矿各用风点的供风量、全矿内部漏风状况及给出漏风密闭所在的井巷位置。

　　(12)能反映各条井巷的风阻、风量、风压、功耗状况。
 

　　2MVSS模拟功能举例
 

　　2．1原始数据
 

　　MVSS把用户的各种操作转变成4个用于矿井通风网络解算的数据文件，即：网络拓扑结构及参数数据文件；节点数据文件；构筑物数据文件；风机特性曲线库文件。图1是金川矿井局部通风系统图，其对应的通风网络如图2所示，网络解算原始数据如表1所示。

　　2．2模拟增加或删除风路对周围风路的影响
　

　(1)增加风路。在图1中的节点6和节点3a间增加一条风路，其余条件同表1，仿真模拟解算结果如表2。仿真结果表明，矿井总风量增加。

　　(2)删除风路。将图1中的5～6风路，即图2中的e8风路删除，其余条件同表1，仿真模拟解算结果如表3所示。其结果表明：矿井总风量减少，e8周围的各条风路的风量及风阻都发生了变化。

　　2．3模拟机站位置变化对周围风路的影响
　　

(1)拆除地面主扇，在1150m水平回风道设井下机站，且不加调节。将地面主扇拆除，移到井下1150m水平回风道上，即图1中的3-3a上，且井下不加任何调节。仿真模拟解算结果如表4所示。其结果表明es、e7、e8、e9风路风流发生反向，并形成循环风。矿井总排风量明显降低。

　　(2)拆除地面主扇，在1150m水平回风道设井下机站，并加调节。为了减少表4所示的循环风，将图2中的e9风路的风阻由140．4170增至259．467，令△rq=10．0，模拟解算结果如表5所示。其结果表明,e7风路反风问题得到了解决，es、e8、e9风路反风量减少，矿井总风量q10增加。其它风路的风阻与风量见表5。

　　3用MVSS确定通风系统优化方案
　

　利用MVSS对金川矿井通风现状进毯子全面、系统地分析,指出了通风系统的症结所在,针对症结确定了几个通风优化方案:一是确定了1150m水平通风问题的方案;二是确定了机站优化方案;三是确定了主斜坡道的通风优化方案;四是确定了井下皮带道的通风优化方案……
　

　以1150m水平为例,用MVSS确定在14行及18行风井以及新的粉矿回收道贯通之前的1150m水平通风系统优化改造方案,具体措施及理由见表6,主要数据对比见表7。

　　比较3个方案的可知：方案I，在l150无轨运输道开掘绕道并安装能力与TB6类似的机站，可增加ll50中心溜井的风量，由于l150通ll38措施斜坡道和l150～941管缆井风量较大，使l150中心溜井的风量仍不能满足要求；方案Ⅱ，在l150通l138措施斜坡道和l150-941管缆井设风量调节设施，可使l150中心溜井的风量满足要求，解决了该处的通风问题，但是由于l150-1000主斜坡道反风量太大，1000m水平几乎无风；方案Ⅲ，在l150-1000主斜坡道设风量调节设施，提高了1000m水平的进风量。
　　

结论：在l4行及l8行风井未形成之前，要解决l150m水平的通风问题，在l150无轨运输道开掘绕道并安装能力与TB6类似的机站是必须的。为了提高机站效率，增大l150中心溜井的风量，兼顾1000m水平的通风问题，还必须配套采取一系列调节措施。经过比较，认为方案Ⅲ较为可行。该方案在2000年实施后，经实测，中心溜井附近的风量达到了35～40m3／s，基本满足了l150m水平的通风要求，作业环境、劳动条件有了较大的改观。