金属与非金属矿三维通风仿真/三维通风决策分析

 智能通风(GinVent)     |      2024-07-25 16:00

        GinVent三维通风仿真系统在金属矿井通风安全管理中同样发挥着十分重要的作用。新矿井的通风设计、主要通风机的选型、老矿井通风系统的优化改造等都离不开准确的风网解算。对于实际矿井的通风网络设计,往往需要从多方面对风网的合理性进行考虑,先进的通风软件在解算时将具有无可比拟的速度和精确度。

       GinVent矿井三维通风仿真系统作为在通风领域国际先进的软件系统,系统可以用于矿井通风设计、通风网络解算及优化、除尘降温、循环风预测、经济断面分析、以通风仿真为基础的通风决策支持等领域,使用该系统可以帮助矿山企业进行合理的通风管理,合理节约通风成本,提升矿山企业整体形象。系统适用于各种通风复杂程度的任意多级机站矿井通风系统。

        GinVent三维智能通风决策分析系统以流体力学和空气热力学为基础,通过对包括巷道、掘进面、采场、风机和通风构筑物等在内的通风网络分支进行建模和参数设置,通过网络解算,系统可模拟计算整个矿井通风网络中的风量、阻力、热量、温湿度、烟雾、粉尘和气体浓度动态分布,并以三维动态图形方式进行展现。GinVent可模拟火灾状态下矿井通风网络参数动态变化。
 
        GinVent系统平台实现矿井通风全要素、全流程、全数据的集成和融合,达到当前矿井通风系统风流最优配置、灾害情况下风流快速调整和重点保供、未来通风系统调整方案及效果定量预判。 通过三维建模,系统将复杂的通风参数和通风过程以三维动态图形的方式简单、直观的展现出来,基于GinVent平台,矿井通风管理人员可进行:矿井通风系统管理与优化,通风系统薄弱环节三维可视化展现与实时数据报警(如:风速过大、微风、污风循环),通风系统调整方案制定及预先仿真模拟(如:预测巷道贯通、延伸、密闭、工作面搬迁或者风机叶片角调整后通风系统通风能力和稳定性),应急预案制定及避灾线路动态分析,风机工况点展现和假设性预测,自然风压分析,井下岩温、风温及火灾条件下非稳态通风系统模拟分析,反风演习模拟与分析、通风系统经济性分析,通过接入风机、井下环境参数、精准测风数据、主要有毒有害气体参数、通风构筑物状态数据,可实现智能分析、实时按需调风,帮助矿井实现实时、动态、合理和科学的通风管理。

 

系统具有如下特点:

★ 通过对矿井通风系统数据进行三维可视化建模,将整个矿井通风系统直观、动态的展现出来,系统建成后可作为矿山企业进行通风系统管理和调整的决策分析平台;

★ 可有效的帮助矿山企业进行科学的通风系统管理和调整,及时预测和发现通风系统薄弱环节,合理节约通风成本;

★ 兼容对矿体、矿区地形、地质构造,井下实测三维模型数据的真三维可视化建模和整合;

★ 在三维可视化环境中通过对风速、风量、风压、通风成本、热量、高程等几十种数据进行计算并设置颜色图例,帮助用户快速对数据进行分析和解译;

★ 经济性分析工具帮助优化关键巷道经济断面,可自动从风机数据库中选择最经济可靠的风机类型;

★ 可对井下爆破排烟和柴油机排放物进行动态扩散模拟;

★ 可对井下热源、冷源和湿源进行建模,可在三维可视化环境中实现对矿井降温效果进行定量分析;

★ 支持任意多级机站通风系统解算,循环风预测,风机调速、开关和反风模拟;

★ 兼容其他三维模型数据。可直接导入AutoCAD DXF文件生成通风网络图,也可将建好的三维模型直接导出到 AutoCAD中形成通风立体图;

★ 系统简单易学,容易上手,适合于任意通风复杂度井工矿山,现已在国内大型金属矿山企业、煤矿和矿业类科研院所得到广泛应用;

★ 可针对大型矿山企业的需要进行定制开发,在三维可视化通风仿真系统的基础上整合风机监控系统和井下环境监控系统实时数据;

 

全矿三维通风网络模型:

  

 
系统主要功能:
 
技术参数要求
★系统为真三维图形软件平台,具备三维通风设计、三维通风动态仿真功能;系统需兼容中望CAD基础图形,可以直接导入中望CAD图形生成基础通风网络拓扑图,同时将建立好的三维通风立体图形直接输出为CAD图形文件。

★系统包含完善的通风网络解算结果数据库,具备常用支护方式摩擦系数数据库、常用风机特性曲线数据库、常见巷道围岩参数数据库等。
 
★系统包含需风量计算工具,可以直接计算全矿井需风量或工作面、掘进面、备采面、硐室及其它用风点需风量,计算方法符合《煤矿安全规程》和《煤矿通风设计规范》。
 
★系统基于高效、成熟的通风网络解算算法,解算算法经过多年矿井通风工程实际数据验证,算法可靠性高,解算结果准确。要求2000条分支风网单次解算时间小于2秒。
 
★系统具备通风网络实时解算、通风网络调节仿真、通风网络优化功能;所建立的三维模型兼容接入安全监控系统相关数据并实时动态显示;系统需支持自然分风解算和强制分风解算,可对任意风路固定风量、固定风压,实现风流按需分配解算和通风系统动态仿真模拟;
 
★基于瓦斯涌出点涌出量,实时解算分析全矿井瓦斯浓度动态分布。
 
★可建立矿井测风数据分析系统,功能具备测风数据编辑、查询与分析,可基于长期实时测风数据进行趋势分析,测风数据与模拟数据对比分析。
 
★在三维通风立体图形上动态显示风流方向和相关通风参数,动态显示的风流方向和风流速度,真实反映井下巷道风流关系。具备可视化展现方法对各项数据设置颜色图例,方便通风技术人员发现通风系统的薄弱环节或风网优化方向;
 
★支持动态解算和风网风流状态模拟,可自动根据风量要求反算调节风阻和调节风窗面积,动态模拟风门、风窗、密闭等通风构筑物设置和风量调节效果。
 
★可在三维通风网络模型的基础上,采用通风网络解算和数值分析方法,动态预测贯通、延伸、新掘或废弃巷道分支后通风系统的风量分配和风机工况点;可计算并动态模拟井巷断面或长度变化后通风系统的变化;可进行风机需求分析和动态模拟。
 
★可在同一模型上设置多种通风局部设计方案,进行假设性建模,系统可对假设条件下的解算结果进行对比分析,帮助更快验证和确定最优设计方案。
 
★基于矿井巷道布置图构建矿井三维通风拓扑关系,并实现全矿井风流、各类避灾路线、应急救援路线等展示与模拟。系统具备应急救援路径快速分析功能,可根据不同的灾害源头和灾害种类快速分析灾害覆盖范围和扩散路径。可快速计算井下不同位置区间距离最短路径或风流最快路径。通过火灾模拟,为通风人员制定应急预案提供科学参考依据。
 
★可对井下粉尘进行动态扩散模拟分析,动态显示粉尘扩散过程,分析每条巷道粉尘浓度峰值及时间点;可动态模拟井下有害气体浓度、扩散路径和扩散时间,辅助进行灾害预案制定和紧急情况下人员撤退路径分析。
 
★系统可根据规程要求,按巷道类别设置风速、温度最低或最高值,当模拟或实时数据超出要求范围时,系统可自动报警并统计数据。
 
★系统需具备任意风路定点优化调节功能,在通风网络解算和数值分析的基础上,对风门、风窗、密闭等通风构筑物风量调节效果实现预先仿真模拟、可靠性展示和经济性分析;。
 
★系统应具备主辅扇、局扇参数分析和运行模拟功能。可对通风系统当前的风机参数(如:风压、风量、效率等)进行计算和模拟,对通风系统调整后的风机工况点进行预测。可进行风机开停、调速动态运行模拟。
 
★系统需具矿井热力学计算和模拟功能,可定量分析巷道围岩、井下大型机械设备运行,井下涌水等对井下空气温度和湿度的影响,可定量分析井下温度和空气密度变化对风机工况点的影响;可定量计算冬季进风预热功率并模拟井口预热对井下相应环境参数的影响。
 
★系统具备成熟的矿井火灾模拟算法,可以对井下不同类型火源进行建模,模拟分析火灾不同阶段对整个风网的影响,并形成火灾时期和非火灾时期主要通风参数对比,为预防火灾、制定应急预案和调风措施以及井下火灾紧急救援提供科学数据支撑。 
 
★矿井通风网络串联调节、串联通风和污风循环自动检测,可在三维图形中进行最大风阻路径、两点间距离最短路径、风流最快路径分析,并动态展现。
 
★系统具备完善的通风网络报告功能,建模完成后,系统自动按照通风网络关键数据生成统计报告,并以图形方式展现。
 
★系统可接入三维激光扫描点云数据,生成实体巷道模型。  
 
★系统应具备定制开发能力,服务矿井可以依据设计所建立的三维模型进行通风管理,三维模型可以接入矿井实时数据。