基于三维动态仿真技术的通风系统优化改造研究.pdf
◎ 分类号T D 7 2 4 单位代码1 0 3 6 1 论文题目基于三维动态仿真技术的通风系统优化改造 作者姓名 专业名称 导师姓名 完成时间 研究 谢素璞 安全科学与工程 袁树杰教授 2 0 17 年6 月4 日 万方数据 中图分类号旦≥型 学科分类号垒鲴.2 5 论文编号 安徽理工大学 硕士学位论文 作者姓名逊塞瑾 专业名称塞全拦生王猩 研究方向塞全笪堡工程 导师姓名袁挝态熬援 导师单位金星沤皇塞全堂瞳 答湖会主席围廛婆 论文答辩日期2 0 1 7 年6 月4 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 7 年6 月4 日 万方数据 I I I I I I II I1 1 1I II I I I IH I II II Y 3 2 3 6 4 6 0 AD i s s e r t a t i o ni nS a f e t ys c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g R e s e a r c ho nO p t i m i z a t i o no fV e n t i l a t i o nS y s t e mB a s e d o n T h r e e .d i m e n s i o n a ld y n a m i cS i m u l a t i o nT e c h n o l o g y C a n d i d a t e X i eS u p u S u p e r v i s o r Y u a n S h u j i e S c h o o lo f e n e r g ya n ds a f e t y A n H u i U n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o .16 8 ,T a i f e n gR o a d , H u a i n a n ,2 3 2 0 0 0 2 .R .C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声踞所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含 为获得 塞煎堡王盔堂一或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名盘羔壅 日期兰磐互月⋯互日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀理王盔堂有保留、使用学位论文 的规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复 印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权塞熊堡王盍堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文 在解密后适用本授权书 学位论文作者签名穗丧最签字日期三。归5 月弓日 导师签名 签字日期刍叩年 ,月3 日 万方数据 摘要 摘要 矿井通风系统的优劣直接关乎着整个矿井的安全稳定,每个生产矿井在发展生产到一 定阶段后都必须对现有j 萤风系统进行评估,针对所存在的问题,制定措施方案,适时进行 优化改造,在工程中一般是根据实践经验在众多可选方案中选择一种直接进行改造,其实 这样的做法带有很大的盲目性,而且未必能够达到预期效果。随着科学技术的发展,通风 仿真技术的诞生,为- 旷 井i 恿风优化改造工作提供了新的研究方法,本文即采用先进、成熟 的三维动态仿真系统即V e n 也i m ,对双阳煤矿j 恿风系统的优化改造进行研究,科学指导优化 改造的进行。 双阳煤矿从上世纪7 0 年代建矿至今,生产水平已由第一水平转入第二水平,随着开 采程度的不断深入,以及主采区逐渐向矿区西部发展,原有的通风系统已经不能遥舒见阶 段的发展需要,通风改造势在必行,为提高改造工作可行性和有效眭,以三维动态仿真模 拟系统即V e n t s i m 软件为主要方法手段,通过收集、测定、整理有关该矿井的基本数据资 料为依据,构建了双阳煤矿仿真模型数据库,建立起双阳煤矿三维动态仿真模型,并对现 状进行了模拟解算,验证了所测通风参数的正确性,并提出了新建西翼风井的建议,对于 西翼风并建成后的,维持主井和副井为进风井的基础上,对于中央风井、东风井、西翼风 井在进回风的选择上,拟定了四种优化改造方案,珊模型为基础,构建方案模型进行 了模拟,并结合前人研究的有益经验,构建了通风系统改造方案{ 开嘲体系,根据解算结果 完善评价指标内容,并通过离差最大化法确定各指标的杈值,最后利用灰色关联分析法, 选择最佳方案,提高了优化改造的科学陛,避免了盲目性,以期能够对通风优化改造工作 起到一定的指导作用。 图【1 7 】表[ 2 2 1 参[ 5 0 】 关键词通风系统优化改造;三维动态仿真;灰色分析 分类号1 I 7 2 4 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 T I 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t T h ep r o sa n dc o n so fm i n ev e n t i l a t i o ns y s t e md i l _ e c 晦a b o u tt h es a f e t ya n ds t a b l e ,a f t e re a c h p r o d u c t i o no fm i n ep r o d u c t i o nt oa c e r t a i ns t a g ei nt h ed e v e l o p m e n tm u s tb et oe v a l u a t et h e e x i s e 毽v e n t i l a t i o ns y s t e m , a i m i n ga tt h ep r o b l e m s , m e a s l 皿e s ,t i m e l yo p t i m i z e dt r a n s f o r m a t i o n , g e n e r a li sa c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a le x p e r i e n c ei ne n g i n e e r i n gi nn u m e r o u so p t i o n st oc h o o s eak i n d o fc U r e 吒a c t u a l l yt h ep r a c t i c ew i t hal o to fb l i n d n e s s ,a n dm a yn o tb ea b l et oa c h i e v et h ed e s i r e d e f f e c t .W i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , t h eb i r t ho fv e n t i l a t i o ns i m u l a t i o n t e c h n o l o g y , f o rt h eo p “ t t m i z a l i o no f m i n ev e n t i l a t i o nw o r kp r o v i d e san e w r e s e a r c hm e t h o d , i nt h i s p a p e r , n a m e l y , t h eu s eo fa d v a n c e d , t h e3dd y B a m i cs i m u l a t i o ns y s t e mn a m e l yV e n t s i m , s t u d yo f s h u a n gy a n gc o a lm i n ev e n t i l a t i o ns y s t e m , o p t i m i z i n gr e c o n s t r u c t i o no f s c i e n t i f i cg u i d a n c e . S h u a n gy a n gc o l l i e r yw a sb u i l ti nt h e19 7 0s , t h ep r o d u c t i o nl e v e lm o v e df r o mt h ef i r s tl e v e lt o t h es e c o n dl e v e l , w i t ht h ed 篦p I 商n go f t h ed e g r e eo f e x p l o i t a t i o n , a n dg r a d u a n yt ot h en [ 1 i I a n ga r e a i nw e s t e md e v e l o p m e n t , t h em a i nr n j n i l l ga l v ao f t h e 商咖a lv e n t i l a t i o ns y s t e mi sn o ts u i t a b l ef o r t h ep r e s e n t s t a g eo fd e v e l o p m e n tn e e d s , v e n t i l a t i o nr e f o r mi si m p e r a t i v e , t oi m p r o v et h ef e a s i b i l i t y a n dv a l i d i t yo ft h et r a n s f o r m i n gw o r k ,n a m e l yV e n t s i mw i t h3dd y n a m i cs i m u l a t i o ns y s t e m S O t 概d r ea st h er n a i nm e t h o d , 也r 0 1 】曲c o l l e c t i n g ,m e 歪q l l r i n g ,f i n i S l l j n go nt h eb a s i so f t h eb a s i cd a m a b o u tt h em i n e ,t h ed a t a b a s eo fs h u a n g y a n gc o a lm i n e , t h es i m u l a t i o nm o d e lw a se s t a b l i s h e d , t h e e s t a b l i s h e d3d d y n a m i cs i m u l a t i o nm o d e lo f s h u a n g y a n gc o a lm i n e ,a n dt h es t a t u si ss i m u l a t e d , t h e r e s u l t sv e r i f yt h ea c c u r a c yo ft h em e a s u r e dv e n t i l a t i o np a r a m e t e r s ,a n dp u t sf o r w a r ds o m e S u g g e s t i o n so f t h e /J e ww e s tw i n gw i n dW e l l s , f o r 雠w e s tw i l 培w i n dW e l l s , a f t e rc o m p l e t i o no f t h et h r e ew i n dW e l l so nt h ec h o i c eo fi n t ot h er e l ] .1 r na i ra n dm a i nf a na t r a r 坶e m e n t , p r o p o s e d s e v e r a lo 倒面捌r e t r o f i ts c h e m e , b a s e do nt h ee x i s t i n gm o d e l ,b u i l dp l a nm o d e li ss 证删l 疵吐a n d c o m b i n e d 嘶mp r e v i o u ss R l d i e o fb e n e f i c i a le x p e r i e n c e ,b u i l dt h er e l r o f i ts c h e m ee v a l u a t i o n s y s t e m , v e n t i l a t i o ns y s t e ma c c o 她t ot h ec a l c u l a t i n gr e s u l tt op d f e a t h ec o n t e n to fe v a l u a f i o n i n d e x e s ,f i n a l l y , u s i n gt h ei m p r o v e dg r e yc o r r e l a t i o na n a l y s i st os e l e c ts c h e m e , r a i s et h es c i e n t i f i c n a t u r eo ft h eo p t m e e dt r a n s f o r m a t i o n , t oa v o i dt h eb l i n d n e s s , i no r d e rt oo p t i m i z ev e n t i l a t i o n r e f o r mw o r kp l a ya g u i d i n g r o l e . F i g u r e [ 17 ] t a b l e [ 2 2 ] r e f e r e n c e [ 5 0 ] K e y w o r d s v e n t i l a t i o ns y s t e mo p t i m i z a t i o n ;3dd y n a m i cs i m u l a t i o n ;A n a l y s i so f g r e y C h i n e s eb o o k s c a t a l o g T D 7 2 4 1 1 1 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 I V 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.I A b t r a c t ......⋯.........⋯....................,..........⋯.........⋯........⋯........⋯......................................1 I I 目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一V 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 .1 论文研究的背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 1 .2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 .2 .1 矿井通风阻力的测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 .2 .2 主要通风棚性能测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 .2 .3 矿井通风网络优化调节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 .2 .4 矿井通风仿真模拟的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 1 .3 研究内容与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 .3 .1 研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 .3 .2 技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.8 2 双阳煤矿通风系统分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..9 2 .1 矿搬兄⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 .I .1 交通位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.9 2 .1 .2 地质概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 .1 .3 矿井安全概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 .1 .4 矿井采掘概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 0 2 .1 .5 矿井通风栖睨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 .2 矿井通风阻力测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 .2 .1 通风阻力测定的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 1 2 .2 .2 通风阻力测定的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 .2 .3 通风阻力测定的准备工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 2 2 .2 .4 通风测定参数N i t g .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 .2 .5 测量结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 6 3V e n t s i m 矿井三维通风动态仿真模拟系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 , 1 桃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 .1 .1V e n t s i m 的主要功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 , 1 .2 通风解算理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 V 万方数据 安徽理工大学硕上学位论文 3 .2 V e n t s i m 中矿井通风系统三维仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 7 3 .2 .1 矿井j 巨风系统风网的构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 7 3 .2 .2 数据的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 - 2 .3 基本数据的输入⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 3 .2 .4 系统设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 4 三维动态仿真模拟技术在通风系统改造中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 .1 矿井通风系统现状模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 .2 矿井优化改造方案盼虞双⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 4 .2 .1 优化改造方案的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4 1 4 .2 .2 方案模型的建立与解算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 2 4 .2 .3 方案模型的模拟结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 .3 优化改造方案的优选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 8 4 .3 .1 矿井通风系统方案优化指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 .3 .2 灰色关联分析法的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 2 5 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 9 5 .1 结{ 仑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 9 5 .2 展塑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯~6 1 附勇毛⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 努涮⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.6 7 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 V I 万方数据 ..竺竺坠堕翌堕 一 C o n t e n t s /I 山n a c t ⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.Ⅲ C o n 咖睦⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.V I I 1I n t r o d u c 石o n .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.1 1 .1T h ep a p e rr e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e .。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯1 1 .2 R es | e ;幽s t a t u s a l h o m ea n d a b r o a d .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 .2 .1M i n e v e n t i l a t i o n r e s i s t a n c e m e a s u r e m e n t ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.2 1 .2 .2 D e t e r m i n a t i o n o t m a i n f a n p e r f o m m c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯.3 1 .2 .3 M i l l e v e n t i l a t i o n n e t w o r k o p t i m i z a t i o n .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.4 1 .2 .4T h e d e v e l o p m e n to ft h em i n ev e n t i l a t i o ns i m u h f i o r L ....⋯⋯.⋯⋯⋯..⋯⋯⋯..⋯⋯⋯5 1 .3 T h e r e s e a r c h c o n t e n l a n d t h e t e c h n i c a lr o u t e .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 .3 .1T h er e s e a r c hc o n t e n t ..............⋯....⋯⋯.⋯...........⋯.⋯....⋯⋯......⋯.⋯...........⋯7 1 .3 .2 “ [ e c h n i c a lr o u t e ......。,.⋯..........⋯...⋯.....⋯.............⋯.......⋯........⋯..⋯...........⋯8 2 A n a l y s i so ts h u a n g y a n gc o a lm i n ev e n t i l a t i o ns y s t e m .......⋯...⋯⋯.....⋯⋯......⋯⋯............⋯9 2 .1G e n e r a lS i t u a t i o no tM i n e ...⋯..........⋯⋯...⋯⋯⋯......⋯..⋯.⋯......⋯⋯......⋯⋯......⋯.⋯.9 2 .1 .1T r a f f i cl o c a t i o r L ........⋯..........⋯.......⋯.⋯............⋯..........⋯⋯.......⋯............⋯9 2 .1 .2 G e o l o g y ....⋯..⋯......⋯..........⋯⋯..⋯⋯.⋯...........⋯..⋯....。⋯⋯.......⋯..........⋯...9 2 .1 .3M i n e 受a f e t ys i t u a t i o n ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 0 2 .1 .4 C o a l m i l l 协gs i t u a t i o n .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一1 0 2 .1 .5P r 0 1 i l edm i n ev e n t i l a t i o n .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 1 2 2 M i n e v e n t i l a t i o n r e s i s l a n c e m e a s u r e m e n t ⋯......⋯.....⋯...⋯....⋯...⋯⋯⋯....⋯........⋯⋯1 1 2 .2 .1T h ep u r p o s eo t v e n l f l a t i o nr e s i s t a n c em e a s a n e m e n /......⋯⋯..⋯⋯.....⋯⋯.....⋯....- 1 1 2 .2 .2 Y e n t i l a t i o nr e s i s t a n c em e a s u r e m e n tm e t h o d ..⋯.....⋯...⋯.....⋯⋯⋯..⋯⋯.....⋯....1 2 2 .2 .3V e n t i l a t i o nr e s i s t a n c em e a s u r e m e n to tt h ep r e p a r a t i o n ..⋯...⋯⋯⋯..⋯⋯......⋯.....1 2 2 .2 .4 “ q e n t i l a f i o nm e a s u r e m e n tp a r a m e t e r sc a l c u l a t i o n - .....⋯....⋯⋯⋯.⋯.⋯..⋯.........⋯1 4 2 .2 .5M e a s u r e m e n t sa n da n a l y s i s .....⋯..⋯......⋯⋯........⋯....⋯.....⋯⋯.....⋯..............1 6 3V e n t s i mm i n ev e n t i l a t i o nd y n a m i c3 ds i m u l a t i o ns y s t e m ...⋯....⋯.........⋯..⋯⋯.....⋯.......⋯..2 5 3 .1O v e r v i e w .⋯....⋯⋯......⋯...⋯...........⋯...⋯........⋯........⋯............⋯⋯.....⋯.....,.⋯....2 5 3 .1 .1n 圮m 豳f u n c t i o n o i V e n t s i m .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..2 5 3 .1 .2 V e n t i l a t i o nc a l c u l a t i n gt h e o r y ..............................。.............⋯........⋯⋯............2 6 3 .2 V e n t s i m m i n e v e n t i l a t i o n s y s t e m i n t h e e s t a b l i s h m e n t o t a 3 ds i m u l a t i o n m o d e l ⋯⋯⋯2 7 V I I 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 .2 .1T h ec o n s t r u c t i o no f1 T A I n tv e n t i l a t i o ns y s t e m ...⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯.⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯⋯.2 7 3 .2 .21 1 】ce s t a b l i s h m e n lo tt h ed a t a .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 .2 .3T h eb a s i cd a m i n p u t .................⋯.........⋯.............⋯⋯⋯⋯..............................3 2 3 .2 .4S y s t e mS e t t i n g s .⋯.....⋯.⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯.3 5 43 dd y l l a m i cs i m u l a t i o nt e c h n o l o g yi nt h ea p p l i c a t i o no ft h ev e n t i l a t i o ns y s t e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 .1M i n ev e n t i l a t i o ns y s t e mp r e s e n ls i t u a t i o ns i m u l a t i o n ..................⋯..............................3 7 4 .2T h es i m u l a t i o n0 It h em i n eo p “ m n i 刎o nr e l r o f i ts c h e m e ⋯⋯⋯.⋯⋯.⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯..⋯.4 1 4 .2 .1T h ed e t e r m i n a t i o no { o p t i m a ] r e t r o f i ts c h e m e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 4 .2 .2T h ee s t a b l i s h m e n to tp r o g r a mm o d e la n dc a l c u l a t 崦⋯⋯⋯⋯⋯...................⋯⋯4 2 4 .2 .3 P l a ns i m u l a t i o n r e s u l t s a n d a n a l y s i s o t t h e m o d e l ....⋯.......................................4 5 4 .3O p t .m 捌r e l r o f i ls c h e m eo p “ t Ⅱn i z a t i o r c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 8 4 .3 .1M i n ev e n t i l a t i o ns y s t e mo p t i m i z a t i o ni n d e x ............⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯.4 8 4 .3 .2T h e a p p l i c a t i o no tg r a yc o r r e l a t i o na n a l y s i sm e t h o d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...............⋯⋯5 2 5C o n c l u s i o na n d p r o s p e c t .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...............⋯⋯⋯................⋯⋯⋯..5 9 5 .1C o n c l u s i o n ..⋯⋯⋯⋯⋯⋯..........⋯...............⋯...............⋯...............⋯...............⋯⋯.5 9 5 .2E x p e c l a t i o n ............⋯.......⋯⋯...............⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..5 9 R e f e r e n c e .....⋯⋯⋯......⋯.........⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.....6 1 A p w n a i x .⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯........。....。.。..⋯...............⋯⋯..............,..⋯...⋯......⋯6 5 T h a n k s .⋯⋯⋯⋯⋯⋯..............⋯⋯.........⋯.......⋯⋯...⋯...............⋯⋯..............⋯....⋯.........⋯6 7 R e 翊】m e o { a l 】I l 】c 虻................⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 V I I I 万方数据 1 绪论 1 绪论 1 .1 论文研究的背景及意义 煤炭作为大自然的产物,很早以前就被 、类所发现和认识,直到18 世纪中叶,煤炭 成为最主要的能源之一,得到了广泛利用,被誉为工业的粮食,为推进工业文明作出了巨 大的贡献,推动了当时经济社会的快速发展,加快了 类趋近文明的步伐。进入2 1 世纪 以后,由于新兴能源快速发展以及环保等问题的出现,煤炭不再拥有昔日奇勺辉煌,呈现出 有望被其他能源所取代的趋势。但是,根据世界煤炭协会w C A 的调查资料显示,全世界 大概3 0 %的一次能源和4 0 %以上的电力均是来源于煤炭,煤炭在全球的能源结构比例中仍 占据重要的席之地,并且在某些高科技领域以及混合动力等方面有着长足的发展前景。 现阶段,国家通过分析国际和国内内的宏观经济形势,并结合我国基本国情的基础E , 提出了经济发展新常态的要求,煤炭行业也在积极响应中央要求,合理优化资源配置,加 快煤炭行业产业转型发展,相比从前,我国的煤炭行业的效益每况愈下,一些煤炭企业不 同程度地出现亏损现象。在此困境中,矿山行业管理者对安全管理的重视程度可能会有所 下降,但是,对于一个死亡率较高的行业来说,安全工作是一刻也不能松懈的。个科学 合理矿井通风系统,能够保证新鲜空气及时足量地到达井下用风地点,在维持井下作业人 员生理需求的同时,将采掘工作面及其它巷道中的毒害气体和矿尘排除出去,保证良好的 井下作业环境,保障井下作业人员的身体健康和劳动安全【1 1 。一些矿山灾害事故的发生, 绝大多数都与不合理通风系统有关联,这时就需要进彳亍j 亘风系统优化改造,以保证矿山的 安全生产。 双阳煤矿位于黑龙江省东北部,是双鸭山矿务局下属的国有煤矿,矿井设计年产量能 力为2 0 0 万吨,中央广场附近共布置3 个井筒,1 个主井和2 个副井均为斜井,作为进风 井使用,另有中央区风井和东风搠于回风。矿井采用负1 5 0 与负4 5 0 两个水平E 下山开 采的开拓方式,其中负1 5 0 水平现已开采完毕,根据地质资料,矿区共有可采煤层共1 5 层,其中5 层为大部分可采煤层。目前,矿井东部采区的生产己经进入收官阶段,主要采 掘工作面正在向西部采区转移,回风线路过长,巷道较多且关系错综复杂,一些巷道风速 超标,通风阻力加大等问题的出现,无疑会使得矿井的通风管理工作难度姻大。以现阶段 的通风方式难以满足将来长远规划的要求,急需进行通风系统优化改造,避免煤矿灾害事 故的发生。为了能够实现对各种改造方案的科学决策,本文应用先进可靠、技术成熟的三 维动态仿真模拟系统,建立双阳煤矿通风屎统三维动态仿真模型,在此基础上,结合各种 优化方案对现有模型进行修改并进彳亍j 巨风系统网