礦井三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)背景

自井工礦山存在以來，井下通風(fēng)一直是地下礦井最關(guān)心的基本問題之一。在最近十多年出現(xiàn)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析計(jì)算機(jī)化之前，通風(fēng)設(shè)計(jì)與模擬基本都是靠經(jīng)驗(yàn)，猜測與大量的手工計(jì)算。在近十多年里，盡管計(jì)算機(jī)通風(fēng)軟件可以對大型的井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行解算，但是解算過程與分析解譯仍然是一個(gè)專業(yè)化的工作。系統(tǒng)的目標(biāo)就是使任何礦業(yè)工程師或通風(fēng)管理員，甚至沒有井下通風(fēng)經(jīng)驗(yàn)的人員也可以很方便的進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)、解算和通風(fēng)過程模擬 。

功能

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)功能

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

★ 生產(chǎn)礦山風(fēng)流動態(tài)模擬；

★ 任意風(fēng)路固定風(fēng)量、固定風(fēng)壓、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流按需分配仿真；

★ 模擬新掘或廢棄井巷后風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)的變化；

★ 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;

★ 通風(fēng)模擬井巷斷面或長度變化；

★ 輔助進(jìn)行短期和長期通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃；

★ 在風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型，風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)分析；

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

★ 風(fēng)機(jī)調(diào)速、反風(fēng)模擬；

★ 主要風(fēng)路經(jīng)濟(jì)斷面選型、風(fēng)網(wǎng)通風(fēng)經(jīng)濟(jì)性評價(jià)；

★ 穩(wěn)態(tài)模擬煙霧、粉塵、有害氣體擴(kuò)散路徑和濃度，輔助進(jìn)行災(zāi)害預(yù)案制定和緊急情況處理；

系統(tǒng)高級功能

★ 礦井自然風(fēng)壓分析；

★ 支持對深井礦井進(jìn)行空氣可壓縮分析，并自動調(diào)整風(fēng)機(jī)特性曲線；

★ 可對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)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(jì)多達(dá)10種斷 面尺寸并對相應(yīng)的通風(fēng)成本和通風(fēng)能力進(jìn)行曲線分析；

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

★ 串聯(lián)通風(fēng)和污風(fēng)循環(huán)預(yù)測；

★ 爆破除煙和瓦斯突出動態(tài)擴(kuò)散模擬分析；

★ 通過對礦井通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維可視化建模，將整個(gè)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(jìn)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(jìn)行科學(xué)的通風(fēng)系統(tǒng)管理和調(diào)整，及時(shí)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(shí)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(jìn)行計(jì)算并設(shè)置顏色圖例，幫助用戶快速對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解譯；

★ 經(jīng)濟(jì)性分析工具幫助優(yōu)化關(guān)鍵巷道經(jīng)濟(jì)斷面，可自動從風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫中選擇最經(jīng)濟(jì)可靠的風(fēng)機(jī)類型；

★ 可對井下爆破排煙和柴油機(jī)排放物進(jìn)行動態(tài)擴(kuò)散模擬；

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

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

★ 兼容其他三維模型數(shù)據(jù)?？芍苯訉?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(jìn)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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)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。

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(kuò)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(dāng)前我國的煤礦安全事故統(tǒng)計(jì)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(jìn),某一時(shí)間段的合理的通風(fēng)系統(tǒng)，但過了一段時(shí)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(yán)重的隱患，因此，整個(gè)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)也是一個(gè)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(jì)的方式，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)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(shí)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(shí)，能及時(shí)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(jìn)一步擴(kuò)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(shí)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(jì)算機(jī)作為輔助手段，來對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行管理。使用計(jì)算機(jī)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(jìn)行賦值，實(shí)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(jìn)行處理、解算，對通風(fēng)過程進(jìn)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(dāng)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(shí)現(xiàn)巷道風(fēng)量分配的實(shí)時(shí)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(jī)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(jī)工況點(diǎn)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(jì)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動態(tài)、合理和科學(xué)的通風(fēng)管理，為實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)管理打下基礎(chǔ)。

系統(tǒng)主要功能：

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)功能

★包含真三維可視化圖形平臺，可進(jìn)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(jì)、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(jì)、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(jì)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(jìn)行短期和長期通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃；

★自帶主流風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)庫，可在風(fēng)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上自動進(jìn)行風(fēng)機(jī)選型，并進(jìn)行風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)分析；

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

★可進(jìn)行風(fēng)機(jī)調(diào)速、反風(fēng)計(jì)算和動態(tài)模擬；

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

★動態(tài)模擬井下煙霧、粉塵、有害氣體擴(kuò)散路徑和濃度，輔助進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)特性曲線；

★可對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)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(jì)多種斷面尺寸并對相應(yīng)的通風(fēng)成本和通風(fēng)能力進(jìn)行曲線分析；

★井下風(fēng)溫、巖溫、空氣濕度計(jì)算，可對井下熱源、冷源和濕源進(jìn)行建模，可在三維可視化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對礦井加熱/降溫效果進(jìn)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(jìn)行定量分析，可對爆破除煙和瓦斯突出進(jìn)行動態(tài)擴(kuò)散模擬分析；

★系統(tǒng)可進(jìn)行定制開發(fā)，平臺具備與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù)（如：CH4、CO、煙霧、風(fēng)壓等）進(jìn)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(jìn)行更新和調(diào)整。

礦井三維虛擬仿真系統(tǒng)是行業(yè)領(lǐng)先的實(shí)操培訓(xùn)考核產(chǎn)品，是北京金視和科技有限公司嚴(yán)格按照國家煤礦安全生產(chǎn)仿真和法律法規(guī)，以《煤礦新工人崗前安全培訓(xùn)教材》為基礎(chǔ)，利用國際領(lǐng)先的虛擬現(xiàn)實(shí)和三維仿真技術(shù)開發(fā)而成。完全符合國務(wù)院安委會《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)安全培訓(xùn)工作的決定》中關(guān)于實(shí)操培訓(xùn)的規(guī)定，專為解決煤礦井下大型設(shè)備的實(shí)操培訓(xùn)、考核難題，整合了當(dāng)前先進(jìn)的虛擬仿真和自動化控制技術(shù)，將采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、提升機(jī)等井下大型設(shè)備的實(shí)操培訓(xùn)、考核成功搬到了井上，可隨時(shí)隨地滿足煤礦職工對井下大型機(jī)械的實(shí)操培訓(xùn)、考核需求。

系統(tǒng)內(nèi)容及特點(diǎn)

礦井三維虛擬仿真系統(tǒng)包含了訓(xùn)練模式、考核模式，還擁有結(jié)構(gòu)教學(xué)、操作培訓(xùn)等內(nèi)容，具有針對性，實(shí)效性高，成本低，安全可靠。

在訓(xùn)練模式中，系統(tǒng)引領(lǐng)學(xué)員進(jìn)行入門訓(xùn)練，幫助學(xué)員掌握基本操作。入門訓(xùn)練完成后可進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，實(shí)踐訓(xùn)練依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)置，學(xué)員自己操作，內(nèi)容豐富完整，可滿足不同環(huán)境及工況的實(shí)操訓(xùn)練需求，還可糾正學(xué)員工作中的不規(guī)范操作。

在考核模式中，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同環(huán)境及工況，對學(xué)員的每一步操作進(jìn)行客觀、科學(xué)的打分，還能對操作中的錯(cuò)誤進(jìn)行提示，評判學(xué)員的技能水平，達(dá)到了考核的目的。

結(jié)構(gòu)教學(xué)模塊可以對采煤機(jī)進(jìn)行組裝、拆分，讓學(xué)員更清楚的掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，更加方便的了解采煤機(jī)各大部件的連接與安裝。

操作培訓(xùn)模塊中學(xué)員可通過視頻、動畫等形式學(xué)習(xí)操作前的環(huán)境、設(shè)備及人員安全檢查注意事項(xiàng)；學(xué)習(xí)正常及特殊情況下采煤機(jī)的安裝與撤除流程；同時(shí)還包含了檢查維護(hù)、常見故障分析處理等豐富的教學(xué)內(nèi)容，起到了良好的操作培訓(xùn)作用。2100433B

三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)在金屬礦井通風(fēng)安全管理中同樣發(fā)揮著十分重要的作用。新礦井的通風(fēng)設(shè)計(jì)、主要通風(fēng)機(jī)的選型、老礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造等都離不開準(zhǔn)確的風(fēng)網(wǎng)解算。對于實(shí)際礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，往往需要從多方面對風(fēng)網(wǎng)的合理性進(jìn)行考慮，先進(jìn)的通風(fēng)軟件在解算時(shí)將具有無可比擬的速度和精確度。

Ventsim三維通風(fēng)仿真系統(tǒng)作為在通風(fēng)領(lǐng)域最為先進(jìn)的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)可以用于礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算及優(yōu)化、除塵降溫、循環(huán)風(fēng)預(yù)測、經(jīng)濟(jì)斷面分析、以通風(fēng)仿真為基礎(chǔ)的通風(fēng)決策支持等領(lǐng)域，使用該系統(tǒng)可以幫助礦山企業(yè)進(jìn)行合理的通風(fēng)管理，合理節(jié)約通風(fēng)成本，提升礦山企業(yè)整體形象。系統(tǒng)適用于各種通風(fēng)復(fù)雜程度的任意多級機(jī)站礦井通風(fēng)系統(tǒng)。