煤矿矿井可视化通风系统的探索

孙浩

摘 要：煤矿开采近些年发展十分迅速，各种新设备新工艺不断被用于煤矿开采生产作业当中。通风系统是煤矿矿井的重要环节，对保证煤矿开采生产作业安全具有十分重要的作用。对通风系统进行可视化建设，可以有效提升煤矿井下作业的通风系统的运行效率，切实减少相关事故发生的概率。文章对煤矿矿井通风系统的重要性做了简单探析，深入分析了通风系统的设计过程以及可视化方案。

关键词：煤矿矿井；可视化；通风系统

实现煤矿矿井通风系统的可视化，首先需要理解通风系统对煤矿矿井井下作业的重要性，其次需要理解通风系统的设计过程，最后结合计算机技术手段实现通风系统的可视化建设。从目前实际情况来看，煤矿安全生产已经成为重中之重，所以进行通风系统的可视化建设也具备了发展的优良环境。

1 通风系统的重要性分析

从目前的实际情况来看，我国煤矿企业数量很多。从企业性质来看不仅有国营企业，也有民营企业；从企业规模来看，大型企业数量较少，中小型企业数量较多。不论是国营企业还是民营企业，不论是大型企业还是中小型企业，煤矿井下作业安全管理工作疏于管理，导致各类安全事故层出不穷，给煤矿企业带来了巨大的人员伤亡和经济损失。根据相关资料显示，仅在2011年，我国煤矿安全事故就超过了1000起。在这些事故中，大部分事故都是由于通风问题引起的，通风系统不规范、不完善，都会危急井下作业安全。

通风系统的主要作用就是将煤矿开采过程中产生的各类有毒有害气体全部排出矿井，将新鲜空气引入矿井中。所以，通风系统可以稀释排除井下的有毒有害气体，是煤矿井下开采作业安全进行的基础，是为井下作业人员提供安全良好工作环境的有效方式。不仅如此，在井下突发矿难时，通风系统还可以维持井下空气流通，给被困人员提供可以维持生命的氧气。总的来说，通风系统对煤矿矿井井下作业安全十分中重要，不仅可以有效降低矿井安全事故的发生概率，更可以最大程度保证井下作业安全保障工作人员生命安全。因此必须加强通风系统建设管理，提升相关工作。

2 简要介绍通风系统设计过程

要对煤矿矿井通风系统进行可视化建设，首先需要了解通风系统的设计过程，只要在了解通风系统设计过程的基础上，才能结合实际环节进行可视化建设。总的来说，通风系统设计过程可以分为六个环节。

第一，详细探测煤矿矿井实际环境以及地质条件，初步拟定通风系统的设计方案，并根据初步方案绘制出详细的通风系统图以及说明书。第二，根据实际情况，计算煤矿矿井通风工作所需要的风量，结合煤矿矿井开采环节的实际特点，对风量进行合理分配，确保每个环节都能得到足够的风量，保证开采作业安全。第三，结合煤矿矿井实际情况，对矿井的通风阻力进行计算，从而计算出通风系统所需具备的风压。第四，根据之前环节计算的矿井总风量、各环节适配风量、矿井通风阻力和通风系统风压，按照相关技术标准选择合理的通风设备用于矿井通风系统构建。第五，根据通风系统的全部设计环节，对每个环节所需经费进行初步预算，进而对通风系统整体建设的经费进行估算。第六，制定详细的煤矿矿井通风系统管理措施，对通风系统的每一个环节的设备人员设定科学合理的管理措施，并且加以落实。

3 煤矿矿井可视化通风系统的设计探索

3.1 绘制煤矿矿井通风系统图

通常情况下，煤矿矿井的通风系统图是使用单线或双线绘制的，使用跨接或连接关系来表示巷道的空间关系。在巷道绘制中，需要在巷道的连接处定义节点，方便通风网络图的绘制。在通风系统图中，需要对每一条巷道标明风流方向，并且要对风流情况进行详细标注，将风速、风量等基本情况全部标明。同时，还需在标注的图元上将巷道的基本参数进行附加，应该讲巷道编号、名称、前后节点、面积、长度和摩擦系数等基本参数全部标注，在通风系统图中实现巷道内涵。

3.2 绘制煤矿矿井通风网络图

煤矿矿井井下条件复杂，通风系统的布置也十分多样，矿井通风网络的各环节关联程度很高，很难对其形成直观的认识。不论是对煤矿矿井井下进行通风或是自然分风，都需要根据通风网络图进行相关计算。根据在通风系统图中定义的节点，按照风流方向，从煤矿矿井的进风口到回风口根据通风系统图进行简化，并且可以使用弧线对不同巷道之间的交错相通关系进行表示。同理，在通风网络图上，也需要对风流方向进行初设，并且使用箭头对风流方向进行标识，并且在图元上对巷道参数进行加载，是通风系统网络图和通风系统图两者之间形成对应。

3.3 创建可视化数据库

为了实现煤矿矿井可视化通风系统，需要保证数据库中数据的新颖性和完整性。根据相关程序语言对巷道分支参数的数据性质和类型进行定义，并且创建数据库字段。可以使用简洁明了的界面进行巷道参数的输入，并且根据输入的具体参数和原本数据库中的参数进行对比，进而作出全面合理的判断，进一步提醒用户对关联巷道参数进行修改，并且对数据库的数据进行实时更新。对图形控件中存在的所有图元展开识别，将每个图元上的参数信息全部储存到数据库中，就可以对风网相关计算提供数据，提供缓存空间为图形更新使用。

3.4 更新图形数据库中的数据

在可视化模型中，通风网络和通风系统使用的是一个共同的关系数据库，而且数据库中的信息数据都是通过程序代码创建的，能够实现图形和数据的同步更新。在数据库中，不仅需要储存分支巷道的全部基本信息数据，还需要储存各个图元的句柄，以便用其对图形空间中图元的地址进行标识，进而回去图元的实体，通过程序语言实现对图形的处理操作以及控制。通过节点风压法对通风网络进行解算，应该优先将解算结果同步更新到数据库之中，再从数据库中将解算结果的巷道参数读取出来，对图形进行更新。在实现可视化的风网解算之后，就可以从通风系统的网络图和系统图上对各条巷道解算后的风流情况形成直观的认识。

对图元上的各项参数进行修改时，通常可以采用两种方法。第一种是直接通过修改命令，对图元上的参数进行逐一修改，使其达到所需目标值。这种方法是在图形界面上对图元参数进行直接修改，让后把修改后的数据更新到数据库中；第二种方法是通过批量处理操作界面对各个分支巷道的基本参数进行批量修改。这种方法是批量处理操作界面和数据库直接连接，直接对数据库进行修改，再将修改信息更新到图元之中。

3.5 构建可视化系统模型

一般构建可视化系统模型是通过ODBC编程技术实现的，通过该编程技术将图形和数据库紧密连接起来，实现联接、储存、读取、修改、更新等一系列功能，并且将通风网络图、通风系统图以及数据库等紧密结合起来。一般来说，系统图的创建更新可以将相关数据信息更新到数据库之中，数据又可以将结算结果等反馈到通风系统图之中；通风网络图与通风系统图相似，也是将创建更新等相关数据信息更新到数据库之中，数据库将解算结果等数据反馈到通风网络图中。风网解算结果可以更新到数据库之中，数据库才读取图元数据。所以，数据库是可视化系统的核心，更行读取数据是数据库的核心关键。因此在构建煤矿矿井可视化通风系统时，就需要及时对通风系统的各项数据进行及时更新并且录入到数据库之中。

4 结束语

通风系统在煤矿矿井中的作用十分重要，对煤矿安全生产具有积极的促进作用。实现通风系统可视化，需要了解通风系统的基本原理和结构，运用先进的计算机技术，实现通风系统各项数据的快速计算和更新，促进通风系统的可视化建设。

参考文献

[1]张智.浅谈煤矿矿井通风安全控制中的影响因素[J].工会博览，2011.

[2]赵江.浅谈煤矿矿井通风系统的设计[J].机电信息，2013.

[3]陈诗太.矿山开采中的安全生产问题与对策[J].中国高新技术企业，2010.