国家能源集团神东煤炭集团乌兰木伦煤矿通风队 内蒙古鄂尔多斯 017200
摘要：通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，是保障井下作业人员生命安全、矿井正常生产和防止灾害发生的基本系统。优化和完善矿井通风可视化仿真系统，实时掌握矿井通风系统中各种参数，对指导矿井通风设计、通风网络解算及优化、通风系统调整等有着重要指导作用。基于此，本文重点对如何改进矿井通风可视化仿真系统的进行探讨研究，以便为系统实际应用范围的扩大提供可靠地保障。
关键词：矿井；通风可视化仿真系统；影响因素
当前，我国煤矿矿井事故类型多种多样，但其内部总有一定的发展规律可循。事故统计发现，但凡能造成重特大事故，一般都与通风系统的有关，或者是通风系统不合理，或者是通风系统本身就没有完整地形成，导致包括瓦斯爆炸、煤尘爆炸重特大事故。
1、合理矿井通风系统的特点
合理的矿井通风系统是利用通风动力，以最经济的方式，向井下各用风地点提供足量的新鲜空气，提供适宜的温度、湿度，保持良好的气候条件，以保证井下作业人员的生命安全和改善劳动环境的需要，采取符合实际的矿井通风方式、矿井通风方法和矿井通风网络。并且要求在发生灾害时，能及时而有效地控制风向及风量，并配合其它措施，将事故控制在一定范围内，防止灾害的进一步扩大。
1.1整体性
矿井生产系统是一个紧密结合有机的整体，通风系统仅仅是矿井生产系统的一个子系统，因此在拟定和分析通风系统时，必须与其他系统同时考虑。因而，在进行矿井通风系统设计时就要实地考察矿井的实际情况，全面分析影响矿井生产与安全的各项因素并结合地质和开采条件来拟定出一套合理的矿井通风系统；而采掘巷道在布置时也必须考虑到对矿井通风系统的影响，以保证各子系统之间相互协调有序地运行。
同时，矿井通风系统本身又是由进回风井筒、通风机和其附属装置、通风网路以及通风设施等多个要素组成，这些要素之间也相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响。因此，在分析和设计通风系统时，不能够单从某一要素考虑，必须从通风系统整体考虑；在对生产矿井的通风系统进行技术设计和改造时，不仅要考虑到新系统的先进性、科学性、可靠性、合理性和适应性，而且还要考虑矿井整体的物理条件。
1.2适应性
适应性就是指通风系统的设计构思、布置安装、调试使用要和当时矿井的具体实际情况相适应，根据具体情况，适时地调整通风系统，其最本质的原因是矿井的动态变化性。
首先，矿井生产由若干个时间周期组成，建井期、投产初期、正常生产期、扩大生产及矿井收缩期、不同生产过程的地质构造、工作面推进速度等等因素对通风系统的具体要求是不同的。因此，适应实际情况就需要对通风系统进行相对应的适应性不断改造。
其次，特别是生产时期，随着生产系统的进展和地质条件的变化，或者生产区域的转移、地质构造的变化，必须及时对矿井通风系统加以调整，使其适应当前的生产系统，消除事故隐患，保证矿井正常的安全生产。
最后，矿井本身的情况也在不停地发生着改变，如地震、水侵、垮落、爆炸等会使通风系统的各项参数发生较大的改变，此时需要针对所发生的具体情况，采取措施、确定参数保证正常通风系统，并随之调整为合理矿井通风系统。
2、矿井通风可视化仿真系统的改进要点分析
2.1 系统开发模式的改进
提升矿井通风可视化仿真系统的服务水平，增强系统的适用性，需要注重系统开发模式的改进，利用可持续开发理念构建出可靠的开发模式，确保系统使用中能够达到预期的效果。具体表现在：（1）选择可靠的开发平台。加强对基于NET框架开发平台的有效使用，可以在通风可视化仿真系统开发模式改进过程中运用多种语言进行编程，实现不同开发语言的集成，实现系统可持续开发模式的构建，增强系统运行中的实际维护效果，为未来系统的不断升级打下坚实的基础；（2）注重不同构件的获取。实现对矿井通风可视化仿真系统的改进，需要选择与通风系统安全性相关的构件。像常用的通用数据开发构件、三维GIS可视化与分析构件、动态化模拟分析构件等。通过对这些构件的获取，有利于增强系统开发模式的适用性；（3）加强对基于NET框架的构件技术与快速原型法的深入理解，获取可靠的系统模型。
在NET框架的构件技术的支持下，有利于提高开发效率，为系统原型构建提供可靠的参考信息。
2.2 系统开发平台的改进
为了获取到更多具体重要利用价值的通风安全数据，需要在构建矿井通风可视化仿真系统的过程中注重矿井地下与空间信息的获取，从而为后续作业计划的实施提供可靠地保障。因此，为了实现对通风可视化仿真系统的改进，需要增强其开发平台选择的合理性。在对系统开发平台改进的过程中需要从这些方面入手：（1）选择矿井通风专用的GIS平台，运用成熟的绘图软件进行二次开发，确保系统平台选择的合理性；（2）选择与矿井通风系统相关的专用GIS和WebGIS开发平台，实现对系统运行中不同图形的实时显示，促使开发平台使用中可以对矿井通风相关的空间信息进行合理地分析，增强辅助决策制定的科学性，优化通风可视化仿真系统的服务功能；（3）选择系统开发平台的过程中，应充分地考虑其中的数据共享功能。
2.3 有关通风网络拓扑关系的改进
通过对矿井通风网络拓扑关系的合理运用，可以实现通风可视化仿真系统构建中的自动建立与管理，是仿真系统构建的重要基础。因此，在对系统改进的过程中，需要注重对通风网络拓扑关系的改进。具体表现在：（1）运用CAD图的导入功能，提高矿井通风系统单线图数据的利用效率；（2）运用通风网络拓扑关系相关的节点，注重其中不同节点的匹配效果、分支关系的确定，促使通风可视化仿真系统使用中能够实现对所有巷道的遍历；（3）注重巷道空间位置自动化控制及有关构筑物通风动力装置的有效选择。
2.4 注重通风网络解算与系统双线图的自动生成改进
为了增强通风可视化仿真系统的适用性，需要从不同的方面入手，实现对通风网络解算与系统双线图的自动生成改进。具体表现在：（1）对通风网络结构进行必要地简化，明确其中的重要参数，运用可靠的迭代法进行合理地计算，确定不同分支结构的风阻大小；（2）通风网络解算改进中应对复合分支通风网络进行递归简化，加快解算速度；（3）构建与矿井通风系统相适应的自动绘制模型，促使通风可视化系统仿真系统运行中的双线图能够自动地生成，全面提高仿真系统的运行效率。
3、通风系统发展前景展望
由于矿井通风系统自身的复杂性，仅仅依靠人工凭借经验的手段来进行日常管理和事故救灾决策，实施起来难度非常大，而且可靠性不高，极易出错。因此，借助于现代化的信息管理技术，以计算机作为辅助手段来对矿井通风系统进行管理已是大势所趋。
使用计算机可以对井巷网络进行模拟，通过对巷道的断面、风速等参数进行赋值，可以实现通风系统的数字化、科学化和现代化，然后通过预先编制的程序对其进行处理、计算，输出正确的结果，从而，为工程技术人员提供必要的参考，以辅助决策。新型矿井通风系统软件除了必须实现诸如灾害事故模拟分析、选择最佳避灾路线以及推荐灾变情况下的控风方案等一些基本的功能外，还应该具备以下特点：
（1）可视化。通风系统的参数以及计算结果最好能以图、文、声等多媒体技术手段，十分直观地展现出来，这对简化工作人员的工作量以及在救灾时能够快速地做出决策非常有利。
（2）实现动态模拟。由于矿井气候、巷道布局等时刻在发生着变化，新型软件必须能够适应这种动态性，时刻保持与矿井的真实情况相符合，这样得出的结果才真实、可靠。
（3）具有预测性。新开发的通风系统软件必须能根据现有的数据，准确地对之后的通风情况进行预测，以便帮助技术人员及早做出决策，并制定相关措施。
4、结语
通过对矿井通风可视化仿真系统的改进内容的深入研究，客观对说明了做好这项研究工作对于矿井安全生产的重要性。因此，未来矿井生产计划实施的过程中，应加强对生产区域通风效果的综合评估，利用各种专业的技术手段及信息技术实现对矿井通风可视化仿真系统服务功能的不断优化，促使系统运行中能够满足实际生产活动的各种需求，减少矿井生产过程中不必要的经济损失。
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