基于三维可视化管理系统的金属矿山通风系统研究

陈丕鹍 李鹏

摘  要：目前，金属矿山通风系统管理中确实存在着一定的不足，从金属矿山通风系统的实际特点出发，对金属矿山日常通风系统的管理与检查内容进行总结，并构建出一套基于三维可视化管理的系统，将该系统的应用情况以及特点进行介绍，预估出金属矿山不同季节的自然风压以及通风网络动态变化能够对通风系统造成的影响。

关键词：三维可视化;管理系统;金属矿山;通风系统

前言：

金属矿山矿井通风系统能够直接影响到矿井的生产效率、经济效益以及工人的生命健康安全，而矿井的管理水平以及手段又是决定矿井通风系统运行好坏的一个关键要素。根据相关调查，目前金属矿山重特大灾害事故频发的原因多数都是因为矿井通风系统管理体系的关键全以及低下的管理水平所致，这样的现状并不能使矿井通风系统的动态性、非线性、随机性等等特点得到满足。因此，为了提高金属矿山的生产效率并为安全生产做出保障，在提高金属矿山通风技术的基础上还应当加强金属矿山矿井通风系统的管理工作，使通风系统的管理水平提高，为安全生产和高效率生产做出保障。

一、金属矿山矿井通风系统检测与管理

1、金属矿山矿井通风系统检测和管理相关内容

由于金属矿山在开采的过程中开采深度会不断的增加，井下巷道也会不断的增加或减少、作业点不断地发生变化以及工作面也会不断地发生推移，这就导致金属矿山矿井通风网络系统也要随之不断变化，而随着通风网络系统的变化，矿井的风量非配以及风阻甚至总风量这些重要的通风参数也会随着不断地发生变化。因此，为了使金属矿山的生产需求能够被矿井通风所满足，就需要我们实时的掌握好矿井中的通风变化，规范化的管理以及定期的检测金属矿山矿井线管的内容[1]。

2、金属矿山矿井通风系统管理体系

作为一个复杂的动态性系统，矿井通风的通风参数的试用期都有一定的时间限制，为了对其能够进行持续额有效管理，一个合理、高校以及规范的管理系统就显得尤为重要，使金属矿山生产目标以及矿井通风系统之间相适应的良好运行状态能够得到有效的维持[2]。而这个科学完善的管理体系则需要具备专业的技术人员想成规范的组织机构、清晰的同风管理目标、与矿井通风系统相匹配的管理制度以及能够实时模拟新措施对矿井通风系统影响的通风系统优化软件所构成。而介于金属矿山通风系统是一个整体性的系统，其通风网络的风量分配会受到任何一个措施的影响，所以就需要对矿井通风系统的通风构筑物信息、通风网络信息、通风动力信息等信息进行组合并构建出一个数据库。将三维仿真优化软件导入到这个系统中进行仿真模拟，对其进行管理或者预测，以此为基础就可以进一步的将新计划予以实施，通过模拟，可以决定对其进行怎样的优化或者实施，通过最后的试试对其进行验证，以此来确保矿井通风系统的管理体系更加科学完善。

二、金属矿山矿井通风三维可视化管理系统简介

由系统管理、报表输出、三维仿真、风网解算以及风阻结算组合而成矿井通风系统三维仿真与优化系统。这个系统的操作平台都是以Windows系统为主，后台为大型数据库SQL Server2000，再结合Windows等应用程序开发而成[3]。将矿井生产过程中通风系统的实际状态真是的再现是金属矿山矿井通风三维仿真的主要功能，用仿真的结果为通风系统方案的优化设计提供依据，并为矿山的通风管理工作作出指导性意见。

三、金属矿山矿井通风系统实时模拟与应用

3DVS系统在矿井通风系统管理中的应用能够方便风机优选、可视化管理矿井通风构筑物和通风井巷的变化，更重要的是可以对网络动态、自然风雅以及风机的变化进行模拟，并对其变化后能够对通风系统造成的影响进行评估，为矿山管理工作做出指导。

1、风机优选模拟

通风系统的运行效果很大程度上直接受风机选择的影响[4]。通过手工计算矿井最容易使其以及最困难时期对于风量的需求来进行风机型号选择是传统风机的选择方法，而从大量的实践经验可以看出，这样的方法选择出来的风机并不能完全匹配通风网络的实际需求。而3DVS系统就可以完美的解决这一问题，其可以根据矿井所需求的风量和风压提供出几个风机的选择方案，并且自行比较，最后选定最适合的那个。通過这样，不经方便了风机的选择，而且进过仿真模拟过的风机能够与通风网络达到很高的匹配度。

2、自然风压实时模拟应用

随着季节的变化，自然风压对于矿井通风的影响也会随之变化，春秋弱，冬夏强是自然风压的特点，对于一些山区平通开拓的矿井或者是较深的矿井，自然风压有着更大的影响。因此，我们应当将自然风压的规律进行实时掌握，甚至能够充分利用自然风压进行节能。2DVS系统能够根据矿山先关的通风理论公式，设计出一套科学的自然风压计算模块，将不同时期的井深、大气压以及井下和地表温度等先关参数就可以将自然风的百米风压值计算出来，然后系统进行结算的过程中自动调入结算模块计算其对整个矿山的风量影响。相关人员就可以以此我基础来设计开采施工，并且将自然风压充分利用起来，实现节能的效果。

结语：

金属矿山矿井通风系统观管理是一个十分复杂的项目工程，因此我们应当在管理过程中合理的应用到先进的高科技技术，将通风系统中存在的问题进行针对性的解决，充分做好预防措施，将投资以及运营的成本最大力度的降低，实现持续化生产，不仅是通风系统管理水平的提升，同样是通风系统管理工作的重心。三维可视化通风管理系统能够使矿山管理系统的科学性以及合理性进行提升，用良好的预防工作为矿山生产效率的提高做出保障。

参考文献

[1]  刘成敏，刘红芳，王海宁，等. 金属矿山通风系统三维可视化管理系统研究与应用[J]. 矿业研究与开发，2015（6）：40-44.

[2]  闫顺玺，王晓雷，甘德清. 基于B/S架构的三维矿井GIS系统[J]. 金属矿山，2018，V47（2）：150-153.

[3]  刘亚静，冉维维，梁瑞哲. 基于GIS的金属矿山采矿方法优选系统研究[J]. 测绘与空间地理信息，2015（4）：11-13.

[4]  张亚明，何水清，李国清，等. 基于 Ventsim 的高原矿井通风系统优化[J]. 中国矿业，2016，25（7）：82-86.