矿井通风管理信息系统辽宁工程技术大学

④ 通风系统的分析与评价
地面主扇选型与多风机联合运转分析；
矿井自然风压分析； 矿井功耗分析； 通风系统调节位置与调节量分析与评价； 巷道风速分布与评价； 矿井需风量分析与评价； 通风系统最大通风能力分析；
主要通风机更换仿真；
通风系统反风仿真。
井下空气成分、温度、湿度分析与评价；
矿井分区通风分析与评价； 风流瓦斯浓度分析 角联分支分析
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矿井通风管理信息系统(MVIS)
倪景峰（博士，教授）
辽宁工程技术大学
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1 矿井通风管理信息系统简介
矿井通风管理信息系统是以通风网络解算为核心，以仿真技术为基础，基 于Internet运行，矿井通风系统图、三维通风系统图、通风网络图、通风立体 图等四图一体；作为生产矿井通风管理辅助决策支持软件。
大强煤矿通风仿真系统开发及预测分析应用研究，该项目实现了全矿温度实
时计算、通风对风流温度实时影响分析，为大强煤矿制冷技术提供了依据。通过 对高温矿井进行预测以及实时仿真分析研究，为下一步千米以下矿井的高温热害 治理奠定了理论与技术基础。 (7)常村煤矿 通过对通风系统压能分布、系统仿真分析，确定了对中央风井系统、西坡风 井系统的优化降阻方案。实现了S3采区独立通风系统改造。通过通风系统实施降

2014年推出全功能客户端，即同一局域网或者互联网均可使用该系统所有 功能。

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矿井通风管理信息系统二维通风系统图
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输入通风网络原始数据形成网络 对子网络进行自然分风
3.6 通风网络调节节点法
在通路法调节的基础上提 出了基于通路法的节点压能驱 动调节法。加快了调节速度， 使得复杂通风网络调节成为可 能，特别是多风井、多风机运 转调节能成功应用。特别是对 于大型矿井，网络复杂的情况 下，程序运行速度是非常明显 的。已实现了 风路数无限制
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N
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结 束
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3.7 单向回路解算与调节
对于有色金属等非煤矿山采用的井下基站通风，容易形成循环风；
煤矿中升压系统容易形成局部小循环系统，即通风网络称之为单向回
路 。对于以上问题该软件系统已很好地解决了此问题。
带有升 压风机 的局部 正压通 风系统
矿井风流温度预测
以上各项分析评价均能自动生成相应的分析 评价报告。
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3 理论创新
3.1 网络拓扑关系的自动建立
在国际上首次提出了拓扑关系自动建立与管理理念。拓扑关系是矿井通 风仿真系统的基础，关系到矿井通风仿真系统的推广应用。在已有的国内外网 络解算算法中，都需要人工建立网络拓扑关系，即要对网络的分支、始节点、 末节点进行编号处理，形成网络解算数据表。本专题的网络拓扑关系自动生成 技术无需对网络进行编号，只要有连通图，即可自动生成网络拓扑关系。与以 往的矿井通风仿真软件相比，建立矿井通风仿真系统省时省力，效略高，实现 简单。
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3.2 3.3 3.4
无初值的通风网络解算迭代法达到了波兰 科学院的WENTGRAF水平
在通风系统能力及最小风量限制评价方面， 改进了网络极值流的算法 实现了固定半割集下的通风网络按需分风
为矿井优化设计自动化奠定了基础。MVis采用半割集法，给定各独立 用风地点的风量后，网络即可自动分配风量，使整个网络的风量自动分配平 衡。
到了整个矿井，形成了目前的九进六回通风系统。
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LNTU (5)永煤陈四楼煤矿 陈四楼煤矿通风及监测系统仿真技术研究与应用，一是成功实现了矿井通 风与煤矿安全监测系统数据共享。二是实现了关闭中央风机，南翼皮带大巷由回 风改为进风大巷，成功实现了节能与南翼通风系统的降阻；借鉴南翼经验后期北 翼皮带大巷也由回风改为进风大巷，达到的增风降阻的目的。 (6)大强煤矿
2003年12月作为国家十五攻关课题《矿井通风系统安全可靠性评价和决策 技术研究》的主要内容之一“矿井通风仿真系统MVSS2.0” 推出，于2004年4月 29日通过了科技部和国家安全生产监督管理局联合组织的项目验收。

2004年底完成了MVSS3.1版本，其整体水平达到国际领先水平，其中拓扑关 系自动建立与管理、基于最小调节功耗的网络优化调节节点压能法、角联自动 识别、含有单向回路的网络解算、多级机站通风仿真等成果在国际上是独创的 。此外无初值的通风网络解算迭代法、固定半割集下的按需分风等也均达到了 国际先进水平。MVSS3.1的完成，特别是其拓扑关系自动建立与管理成功开发 ，使得其在全国各大局矿取得成功的推广应用。该成果入选国家十一五攻关项 目“煤矿瓦斯治理技术筛选及试用性研究—矿井通风技术”
(2) 水采改综采通风系统调整
开滦集团公司吕家坨矿业公司利用该系统成功实现了水采改综采通风系 统调整。新风经过主井、副井和混合井进入各个用风地点，乏风经过各个回风水
平到达矿井的西对角风井，排入地面。
(3) 长距离超复杂通风系统仿真 阳煤集团二矿通风网络复杂，全矿共有4个开采煤层，巷道数量多，达到 1580多条，通风巷道总长度为336971m，成功应用了该系统。 (4) 多风井局部升压通风系统仿真 同煤集团四台矿原为八进五回通风系统，成功的利用了仿真系统，解决 了井下工作面局部升压防灭火的通风系统调整。利用该系统成功地将412盘区并
系统结构示意图
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1.2矿井通风信息管理系统
技术主管客户端 集 团 公 司 管 理 端
矿服务器端
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2矿井通风管理信息系统主要功能
① 矿井通风系统的网络化管理
矿井通风管理信息系统服务器、客户端、以及管理终端建立连接后即可实 现通风系统的实时传输、在线查询、在线管理等功能。
4.3 用矿井通风仿真系统获奖项目情况
（1）2002年获国家安监总局安全成果奖一等奖1项
（2）2006年分别获国家安监总局安全成果奖三等奖1项
（3）2010年煤炭协会科技进步二等奖1项 （4）2010年获河南省科技进步二等奖1项
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谢谢大家！
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阻工程后，从而使通风系统得以优化，增加了系统的有效风量，确保了高瓦斯矿
井安全可靠经济运行。
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4.2 政府协会推广情况
（1）2010年国家安监总局首届安全生产先进适用技术、工艺、装备和材料 推广项目 （2）2007年国家安监总局第三届安全成果优秀推广项目 （3）2009年山西省科协“金桥工程”重点推广项目
基 于 通 路 法 的 节 点 压 能 驱 动 框 图
查找固定风量风路，形成子网络
在子网络中找全部通路 按阻力值大小对通路排序，确定最大 阻力通路及最大阻力值
确定剩余通路中的最大阻力通路及阻力值，计 算调节量
对通路进行调节 去掉已调节通路 所有通路调节完毕
Y
N
去掉固定风路 所有固定风量查找完毕
Y
的网络解算与调节功能。
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1.1系统结构
集团公司终端大屏幕显示器
集团公司管理终端
集团公司管理终端
集团公司管理本矿客户端 本矿客户端 本矿客户端
„„
本矿客户端 本矿客户端 本矿客户端
„„
本矿客户端
局域网
局域网
局域网
1 矿服务器
2 矿服务器
n 矿服务器
——„ „——
矿调度室 大屏幕显示 通风技术主管客户端 矿调度室 大屏幕显示 通风技术主管客户端 矿调度室 大屏幕显示 通风技术主管客户端
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4 推广应用
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黑龙江科技学院 新疆工程学院
煤炭科学研究总院 北京科技大学
首都经贸大学
四川省煤监局 北京龙德时代公司
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4.1 典型的矿井应用
(1) 高产矿井扩能改造与分区通风 晋城成庄矿利用该系统成功解决了以下问题：1）新2＃风井投运，成功 解决了风机喘振问题；2）二、三、四、五盘区成功实现了分区通风。
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3.5
基于最小调节功耗的矿井通风网络优化调 节的通路法
通常采用的回路法在余支上调节，无法保证其调节位置不 在最大阻力路线上，可能在最大阻力路线的分支上设调节，这 就导致了解算后矿井通风阻力增大，各调节设施（风门、风窗） 的调节阻力增大，无用功耗增加，造成通风能量浪费。本项目 采用通路法调节，在各分支都满足用风量要求的前提下，求出 矿井通风网络的所有通路，采用增阻法调节时，以最大阻力路 线的通路阻力为基准，在其他通路的分支上，可选择分支增加 阻力调节，能保证整个通风网络的调解量为最小。
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② 通风网络解算与调节

新掘巷道贯通仿真； 巷道打密闭报废仿真； 巷道清理、扩帮等断面积变化仿真； 工作面推进巷道长度变化仿真； 风门位置、风窗调节量仿真。
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③ 通风系统改造仿真
采区风量调整仿真； 新采区贯通仿真； 主要进回风巷调整仿真； 新掘进风井、回风井仿真；

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LNTU 2009年推出基于计算机网络的三维矿井通风仿真系统。该系统是利用矿井 通风仿真技术和计算机网络技术开发出的矿井通风专业软件。具有 通风日常管理、灾变时期实时诊断和控风决策等功能。

2012年开发矿井通风管理信息系统，该系统包含所有功能，三 维矿井通风系统图、二维通风系统图、通风网络图等三图一体，无缝连接，符 合不同工程技术人员需要。