三維通風動態仿真模擬系統

從當前我國的煤礦安全事故統計發現，但凡能造成重特大事故發生的，一般都與通風系統有關，或者是通風系統不合理，或者是通風系統本身就沒有完整地形成，導致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸等重特大事故。另外，由於礦井建設和生產在不斷的變化如巷道在不斷地開拓延伸，工作面生產在不斷地推進, 某一時間段的合理的通風系統，但過了一段時間就有可能不合理，如：有些巷道或工作區域的風速過大，有些巷道風量很小，造成瓦斯等有害氣體積聚，給礦井安全留下嚴重的隱患，因此，整個礦井的通風系統也是一個動態的變化過程。
構建合理的礦井通風系統，就是利用通風動力，以最經濟的方式，向井下各用風地點提供足量的新鮮空氣，提供適宜的溫度、濕度，保持良好的氣候條件，以保證井下作業人員的生命安全和改善勞動環境的需要，採取符合實際的礦井通風方式、礦井通風方法和礦井通風網路；並且要求在發生災害時，能及時而有效地控制風向及風量，並配合其它措施，將事故控制在一定範圍內，防止災害的進一步擴大。因此，一套合理的通風系統對於保證煤礦安全生產極為重要。
為實現以上目的，必須藉助於現代化的信息管理技術，以計算機作為輔助手段，來對礦井通風系統進行管理。使用計算機圖形技術建立礦井真三維通風網路模型，對巷道的斷面、風阻以及通風構築物等參數進行賦值，實現通風系統的數位化和三維可視化，然後通過成熟的算法對通風網路數據進行處理、解算，對通風過程進行動態模擬，從而為礦山管理人員和技術人員提供必要的數據支持，以輔助通風和生產決策。
礦井三維通風動態仿真模擬系統是當前通風領域世界領先的軟體系統。通過三維建模，系統將複雜的通風參數和通風過程以三維動態圖形的方式簡單、直觀的展現出來，通風技術人員可從任意角度觀察和調整通風系統，實現巷道風量分配的實時解算和分析，幫助提高礦井通風決策人員的科學決策水平。該系統建成後可作為礦山通風輔助決策分析平台，可廣泛套用於：礦井通風系統管理與最佳化，通風系統薄弱環節三維可視化展現與預警(如：風速過大、微風、污風循環),通風系統調整方案制定及預先仿真模擬（如：預測巷道貫通、延伸、密閉、工作面搬遷或者風機葉片角調整後通風系統通風能力和穩定性），應急預案制定及避災線路動態分析，風機工況點分析，自然風壓分析，井下岩溫、風溫及火災條件下非穩態通風系統模擬分析，反風演習模擬與分析、通風系統經濟性分析以及以三維通風仿真為基礎的通風管理決策支持等領域，幫助煤礦實現實時、動態、合理和科學的通風管理，為實現礦井通風系統實時聯網管理打下基礎。
某礦地表工業廣場鳥瞰圖：
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全礦三維通風系統模型（含地表模型）
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井下人員和設備布置：
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火災煙霧擴散路徑分析
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全礦井風阻分布：
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壓能圖：
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主要能耗損失及占總通風成本比例：
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系統主要功能：
系統標準功能
★ 包含真三維可視化圖形平台，可進行真三維通風立體圖製作，完全兼容AutoCAD基礎圖形數據；
★ 新建礦山通風網路系統設計、解算和礦井風流動態模擬；
★ 生產礦山通風網路解算，通風現狀分析，通風系統調整方案設計、分析，通風系統風流動態模擬；
★ 任意風路固定風量、固定風壓、礦井風量按需分配解算及動態模擬；
★ 動態解算和模擬巷道貫通、新掘或廢棄巷道分支後通風系統的風流分配；
★ 自動根據風量要求反算調節風阻和調節風窗面積，動態模擬風門、風窗、密閉等通風構築物設定和風量調節效果;
★ 計算並動態模擬井巷斷面或長度變化後通風系統的變化；
★ 輔助進行短期和長期通風系統規劃；
★ 自帶主流風機資料庫，可在風網最佳化設計的基礎上自動進行風機選型，並進行風機運行工況點分析；
★ 支持對主輔扇、局扇建模和多級機站聯合運轉分析；
★ 可進行風機調速、反風計算和動態模擬；
★ 主要巷道經濟斷面選型、風網通風經濟性評價；
★ 動態模擬井下煙霧、粉塵、有害氣體擴散路徑和濃度，輔助進行災害預案制定和緊急情況處理；
系統高級功能
★ 可進行礦井自然風壓分析；
★ 支持礦井空氣可壓縮分析，在礦井空氣可壓縮性分析的基礎上基於風流質量流量進行通風網路解算，在考慮空氣密度變化的基礎上，系統可自動調整風機特性曲線；
★ 可對通風系統進行全局最佳化，推薦最佳化模式下的關鍵巷道斷面尺寸，支持對高損耗風路設計多種斷面尺寸並對相應的通風成本和通風能力進行曲線分析；
★ 井下風溫、岩溫、空氣濕度計算，可對井下熱源、冷源和濕源進行建模，可在三維可視化環境中實現對礦井加熱/降溫效果進行定量分析；
★ 礦井通風網路串聯通風和污風循環自動檢測；
★ 基於“非穩態算法”對井下火災及火災對通風系統產生的影響進行定量分析，可對爆破除煙和瓦斯突出進行動態擴散模擬分析；
★ 系統可進行定製開發，平台具備與安全監測監控系統實時參數（如：CH4、CO、煙霧、風壓等）進行整合的數據接口；
★ 系統可根據礦山測風數據，非常方便的對通風網路系統進行更新和調整。
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