礦井三維通風(fēng)動態(tài)仿真模擬系統(tǒng)

全礦三維通風(fēng)系統(tǒng)模型（含地表模型）井下人員和設(shè)備布置：火災(zāi)煙霧擴散路徑分析全礦井風(fēng)阻分布：壓能圖：主要能耗損失及占總通風(fēng)成本比例：

從當前我國的煤礦安全事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，但凡能造成重特大事故發(fā)生的，一般都與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)，或者是通風(fēng)系統(tǒng)不合理，或者是通風(fēng)系統(tǒng)本身就沒有完整地形成，導(dǎo)致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸等重特大事故。另外，由于礦井建設(shè)和生產(chǎn)在不斷的變化如巷道在不斷地開拓延伸，工作面生產(chǎn)在不斷地推進,某一時間段的合理的通風(fēng)系統(tǒng)，但過了一段時間就有可能不合理，如：有些巷道或工作區(qū)域的風(fēng)速過大，有些巷道風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)也是一個動態(tài)的變化過程。

構(gòu)建合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，就是利用通風(fēng)動力，以最經(jīng)濟的方式，向井下各用風(fēng)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(yè)人員的生命安全和改善勞動環(huán)境的需要，采取符合實際的礦井通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)方法和礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)；并且要求在發(fā)生災(zāi)害時，能及時而有效地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并配合其它措施，將事故控制在一定范圍內(nèi)，防止災(zāi)害的進一步擴大。因此，一套合理的通風(fēng)系統(tǒng)對于保證煤礦安全生產(chǎn)極為重要。

為實現(xiàn)以上目的，必須借助于現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)，以計算機作為輔助手段，來對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行管理。使用計算機圖形技術(shù)建立礦井真三維通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型，對巷道的斷面、風(fēng)阻以及通風(fēng)構(gòu)筑物等參數(shù)進行賦值，實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字化和三維可視化，然后通過成熟的算法對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行處理、解算，對通風(fēng)過程進行動態(tài)模擬，從而為礦山管理人員和技術(shù)人員提供必要的數(shù)據(jù)支持，以輔助通風(fēng)和生產(chǎn)決策。

礦井三維通風(fēng)動態(tài)仿真模擬系統(tǒng)是當前通風(fēng)領(lǐng)域世界領(lǐng)先的軟件系統(tǒng)。通過三維建模，系統(tǒng)將復(fù)雜的通風(fēng)參數(shù)和通風(fēng)過程以三維動態(tài)圖形的方式簡單、直觀的展現(xiàn)出來，通風(fēng)技術(shù)人員可從任意角度觀察和調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，實現(xiàn)巷道風(fēng)量分配的實時解算和分析，幫助提高礦井通風(fēng)決策人員的科學(xué)決策水平。該系統(tǒng)建成后可作為礦山通風(fēng)輔助決策分析平臺，可廣泛應(yīng)用于：礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理與優(yōu)化，通風(fēng)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)三維可視化展現(xiàn)與預(yù)警(如：風(fēng)速過大、微風(fēng)、污風(fēng)循環(huán)),通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方案制定及預(yù)先仿真模擬（如：預(yù)測巷道貫通、延伸、密閉、工作面搬遷或者風(fēng)機葉片角調(diào)整后通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)能力和穩(wěn)定性），應(yīng)急預(yù)案制定及避災(zāi)線路動態(tài)分析，風(fēng)機工況點分析，自然風(fēng)壓分析，井下巖溫、風(fēng)溫及火災(zāi)條件下非穩(wěn)態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)模擬分析，反風(fēng)演習(xí)模擬與分析、通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟性分析以及以三維通風(fēng)仿真為基礎(chǔ)的通風(fēng)管理決策支持等領(lǐng)域，幫助煤礦實現(xiàn)實時、動態(tài)、合理和科學(xué)的通風(fēng)管理，為實現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)實時聯(lián)網(wǎng)管理打下基礎(chǔ)。

系統(tǒng)主要功能：

系統(tǒng)標準功能

★包含真三維可視化圖形平臺，可進行真三維通風(fēng)立體圖制作，完全兼容AutoCAD基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)；

★新建礦山通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、解算和礦井風(fēng)流動態(tài)模擬；

★生產(chǎn)礦山通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，通風(fēng)現(xiàn)狀分析，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方案設(shè)計、分析，通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流動態(tài)模擬；

★任意風(fēng)路固定風(fēng)量、固定風(fēng)壓、礦井風(fēng)量按需分配解算及動態(tài)模擬；

★動態(tài)解算和模擬巷道貫通、新掘或廢棄巷道分支后通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流分配；

★自動根據(jù)風(fēng)量要求反算調(diào)節(jié)風(fēng)阻和調(diào)節(jié)風(fēng)窗面積，動態(tài)模擬風(fēng)門、風(fēng)窗、密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置和風(fēng)量調(diào)節(jié)效果;

★計算并動態(tài)模擬井巷斷面或長度變化后通風(fēng)系統(tǒng)的變化；

★輔助進行短期和長期通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃；

★自帶主流風(fēng)機數(shù)據(jù)庫，可在風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上自動進行風(fēng)機選型，并進行風(fēng)機運行工況點分析；

★支持對主輔扇、局扇建模和多級機站聯(lián)合運轉(zhuǎn)分析；

★可進行風(fēng)機調(diào)速、反風(fēng)計算和動態(tài)模擬；

★主要巷道經(jīng)濟斷面選型、風(fēng)網(wǎng)通風(fēng)經(jīng)濟性評價；

★動態(tài)模擬井下煙霧、粉塵、有害氣體擴散路徑和濃度，輔助進行災(zāi)害預(yù)案制定和緊急情況處理；

系統(tǒng)高級功能

★可進行礦井自然風(fēng)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(chǔ)上基于風(fēng)流質(zhì)量流量進行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，在考慮空氣密度變化的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可自動調(diào)整風(fēng)機特性曲線；

★可對通風(fēng)系統(tǒng)進行全局優(yōu)化，推薦優(yōu)化模式下的關(guān)鍵巷道斷面尺寸，支持對高損耗風(fēng)路設(shè)計多種斷面尺寸并對相應(yīng)的通風(fēng)成本和通風(fēng)能力進行曲線分析；

★井下風(fēng)溫、巖溫、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(huán)境中實現(xiàn)對礦井加熱/降溫效果進行定量分析；

★礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)通風(fēng)和污風(fēng)循環(huán)自動檢測；

★基于“非穩(wěn)態(tài)算法”對井下火災(zāi)及火災(zāi)對通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)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(tài)擴散模擬分析；

★系統(tǒng)可進行定制開發(fā)，平臺具備與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實時參數(shù)（如：CH4、CO、煙霧、風(fēng)壓等）進行整合的數(shù)據(jù)接口；

★系統(tǒng)可根據(jù)礦山測風(fēng)數(shù)據(jù)，非常方便的對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行更新和調(diào)整。

某礦地表工業(yè)廣場鳥瞰圖：

全礦三維通風(fēng)系統(tǒng)模型（含地表模型）

井下人員和設(shè)備布置：

火災(zāi)煙霧擴散路徑分析

全礦井風(fēng)阻分布：

壓能圖：

主要能耗損失及占總通風(fēng)成本比例：

系統(tǒng)主要功能：

系統(tǒng)標準功能

★ 包含真三維可視化圖形平臺，可進行真三維通風(fēng)立體圖制作，完全兼容AutoCAD基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)；

★ 新建礦山通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計、解算和礦井風(fēng)流動態(tài)模擬；

★ 生產(chǎn)礦山通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，通風(fēng)現(xiàn)狀分析，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方案設(shè)計、分析，通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流動態(tài)模擬；

★ 任意風(fēng)路固定風(fēng)量、固定風(fēng)壓、礦井風(fēng)量按需分配解算及動態(tài)模擬；

★ 動態(tài)解算和模擬巷道貫通、新掘或廢棄巷道分支后通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)流分配；

★ 自動根據(jù)風(fēng)量要求反算調(diào)節(jié)風(fēng)阻和調(diào)節(jié)風(fēng)窗面積，動態(tài)模擬風(fēng)門、風(fēng)窗、密閉等通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置和風(fēng)量調(diào)節(jié)效果;

★ 計算并動態(tài)模擬井巷斷面或長度變化后通風(fēng)系統(tǒng)的變化；

★ 輔助進行短期和長期通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃；

★ 自帶主流風(fēng)機數(shù)據(jù)庫，可在風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上自動進行風(fēng)機選型，并進行風(fēng)機運行工況點分析；

★ 支持對主輔扇、局扇建模和多級機站聯(lián)合運轉(zhuǎn)分析；

★ 可進行風(fēng)機調(diào)速、反風(fēng)計算和動態(tài)模擬；

★ 主要巷道經(jīng)濟斷面選型、風(fēng)網(wǎng)通風(fēng)經(jīng)濟性評價；

★ 動態(tài)模擬井下煙霧、粉塵、有害氣體擴散路徑和濃度，輔助進行災(zāi)害預(yù)案制定和緊急情況處理；

系統(tǒng)高級功能

★ 可進行礦井自然風(fēng)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(chǔ)上基于風(fēng)流質(zhì)量流量進行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算，在考慮空氣密度變化的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可自動調(diào)整風(fēng)機特性曲線；

★ 可對通風(fēng)系統(tǒng)進行全局優(yōu)化，推薦優(yōu)化模式下的關(guān)鍵巷道斷面尺寸，支持對高損耗風(fēng)路設(shè)計多種斷面尺寸并對相應(yīng)的通風(fēng)成本和通風(fēng)能力進行曲線分析；

★ 井下風(fēng)溫、巖溫、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(huán)境中實現(xiàn)對礦井加熱/降溫效果進行定量分析；

★ 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)通風(fēng)和污風(fēng)循環(huán)自動檢測；

★ 基于“非穩(wěn)態(tài)算法”對井下火災(zāi)及火災(zāi)對通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)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(tài)擴散模擬分析；

★ 系統(tǒng)可進行定制開發(fā)，平臺具備與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實時參數(shù)（如：CH4、CO、煙霧、風(fēng)壓等）進行整合的數(shù)據(jù)接口；

★ 系統(tǒng)可根據(jù)礦山測風(fēng)數(shù)據(jù)，非常方便的對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行更新和調(diào)整。

從當前我國的煤礦安全事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，但凡能造成重特大事故發(fā)生的，一般都與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)，或者是通風(fēng)系統(tǒng)不合理，或者是通風(fēng)系統(tǒng)本身就沒有完整地形成，導(dǎo)致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸等重特大事故。另外，由于礦井建設(shè)和生產(chǎn)在不斷的變化如巷道在不斷地開拓延伸，工作面生產(chǎn)在不斷地推進, 某一時間段的合理的通風(fēng)系統(tǒng)，但過了一段時間就有可能不合理，如：有些巷道或工作區(qū)域的風(fēng)速過大，有些巷道風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)也是一個動態(tài)的變化過程。

構(gòu)建合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，就是利用通風(fēng)動力，以最經(jīng)濟的方式，向井下各用風(fēng)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(yè)人員的生命安全和改善勞動環(huán)境的需要，采取符合實際的礦井通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)方法和礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)；并且要求在發(fā)生災(zāi)害時，能及時而有效地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并配合其它措施，將事故控制在一定范圍內(nèi)，防止災(zāi)害的進一步擴大。因此，一套合理的通風(fēng)系統(tǒng)對于保證煤礦安全生產(chǎn)極為重要。

為實現(xiàn)以上目的，必須借助于現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)，以計算機作為輔助手段，來對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行管理。使用計算機圖形技術(shù)建立礦井真三維通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型，對巷道的斷面、風(fēng)阻以及通風(fēng)構(gòu)筑物等參數(shù)進行賦值，實現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字化和三維可視化，然后通過成熟的算法對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行處理、解算，對通風(fēng)過程進行動態(tài)模擬，從而為礦山管理人員和技術(shù)人員提供必要的數(shù)據(jù)支持，以輔助通風(fēng)和生產(chǎn)決策。

礦井三維通風(fēng)動態(tài)仿真模擬系統(tǒng)是當前通風(fēng)領(lǐng)域世界領(lǐng)先的軟件系統(tǒng)。通過三維建模，系統(tǒng)將復(fù)雜的通風(fēng)參數(shù)和通風(fēng)過程以三維動態(tài)圖形的方式簡單、直觀的展現(xiàn)出來，通風(fēng)技術(shù)人員可從任意角度觀察和調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，實現(xiàn)巷道風(fēng)量分配的實時解算和分析，幫助提高礦井通風(fēng)決策人員的科學(xué)決策水平。該系統(tǒng)建成后可作為礦山通風(fēng)輔助決策分析平臺，可廣泛應(yīng)用于：礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理與優(yōu)化，通風(fēng)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)三維可視化展現(xiàn)與預(yù)警(如：風(fēng)速過大、微風(fēng)、污風(fēng)循環(huán)),通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整方案制定及預(yù)先仿真模擬（如：預(yù)測巷道貫通、延伸、密閉、工作面搬遷或者風(fēng)機葉片角調(diào)整后通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)能力和穩(wěn)定性），應(yīng)急預(yù)案制定及避災(zāi)線路動態(tài)分析，風(fēng)機工況點分析，自然風(fēng)壓分析，井下巖溫、風(fēng)溫及火災(zāi)條件下非穩(wěn)態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)模擬分析，反風(fēng)演習(xí)模擬與分析、通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)濟性分析以及以三維通風(fēng)仿真為基礎(chǔ)的通風(fēng)管理決策支持等領(lǐng)域，幫助煤礦實現(xiàn)實時、動態(tài)、合理和科學(xué)的通風(fēng)管理，為實現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)實時聯(lián)網(wǎng)管理打下基礎(chǔ)。

★ 通過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行三維可視化建模，將整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)直觀、動態(tài)的展現(xiàn)出來，系統(tǒng)建成后可作為礦山企業(yè)進行通風(fēng)系統(tǒng)管理和調(diào)整的決策分析平臺；

★ 可有效的幫助礦山企業(yè)進行科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)管理和調(diào)整，及時預(yù)測和發(fā)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，合理節(jié)約通風(fēng)成本；

★ 兼容對礦體、礦區(qū)地形、地質(zhì)構(gòu)造，井下實測三維模型數(shù)據(jù)的真三維可視化建模和整合；

★ 在三維可視化環(huán)境中通過對風(fēng)速、風(fēng)量、風(fēng)壓、通風(fēng)成本、熱量、高程等幾十種數(shù)據(jù)進行計算并設(shè)置顏色圖例，幫助用戶快速對數(shù)據(jù)進行分析和解譯；

★ 經(jīng)濟性分析工具幫助優(yōu)化關(guān)鍵巷道經(jīng)濟斷面，可自動從風(fēng)機數(shù)據(jù)庫中選擇最經(jīng)濟可靠的風(fēng)機類型；

★ 可對井下爆破排煙和柴油機排放物進行動態(tài)擴散模擬；

★ 可對井下熱源、冷源和濕源進行建模，可在三維可視化環(huán)境中實現(xiàn)對礦井降溫效果進行定量分析；

★ 支持任意多級機站通風(fēng)系統(tǒng)解算，循環(huán)風(fēng)預(yù)測，風(fēng)機調(diào)速、開關(guān)和反風(fēng)模擬；

★ 兼容其他三維模型數(shù)據(jù)。可直接導(dǎo)入AutoCAD DXF文件生成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，也可將建好的三維模型直接導(dǎo)出到 AutoCAD中形成通風(fēng)立體圖；

★ 系統(tǒng)簡單易學(xué)，容易上手，適合于任意通風(fēng)復(fù)雜度井工礦山，現(xiàn)已在國內(nèi)大型金屬礦山企業(yè)、煤礦和礦業(yè)類科研院所得到廣泛應(yīng)用；

★ 可針對大型礦山企業(yè)的需要進行定制開發(fā)，在三維可視化通風(fēng)仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)上整合風(fēng)機監(jiān)控系統(tǒng)和井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)；

金碼軟件（北京）有限公司致力于為礦山企業(yè)提供國際領(lǐng)先、專業(yè)系統(tǒng)化的礦井三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)、大型礦山三維可視化系統(tǒng)、礦山精益管理系統(tǒng)和數(shù)字礦山整體解決方案。