基于Ventsim的矿井通风系统稳定性分析

摘要

为了保证矿井安全生产，改善井下工作人员的劳动条件，降低矿难的发生率，需要确保矿井通风系统的稳定性。本文基于Ventsim通风三维仿真系统，对矿井通风系统参数的稳定性采用单因素分析方法进行研究。主要研究内容和成果有:
　　(1)分析了国内外近20年来矿井通风类软件的发展概况，并结合金属矿通风系统的实际情况，选择了适合该矿的通风系统软件——Ventsim三维通风仿真系统软件。
　　(2)运用Ventsim软件构建了某金属矿通风系统三维模型，并确定了特征分支巷道。采用单因素分析法，通过改变某一特征分支巷道的风阻值，模拟其它分支巷道的参数变化情况，得出了分支风量与风机工况点对矿井通风系统稳定性的影响。
　　(3)通过改变扩散器出口的直径大小，模拟主风机的全压效率与特征分支巷道的参数变化情况，验证了扩散器出口直径与特征分支参数之间的耦合关系。因此，选择合适大小的风机扩散器出口直径，可以最大限度的回收出口动能。
　　(4)运用矿井通风网络及风量调节理论，对通风系统参数之间的相互关系进行分析研究，提出合理的建议和以后发展的趋势。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 系统稳定性分析方法研究

1．2．1 基本因素分析

1．2．2 人为因素分析

1．2．3 数学方法分析

1．3 国内外矿井通风研究现状

1．3．1 概述

1．3．2 国外矿井通风研究现状

1．3．3 国内矿井通风研究现状

1．4 研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 技术路线

2 矿井通风网络数学模型分析

2．1 通风网络的基本术语

2．2 风流流动的基本规律

2．2．1 节点风量平衡定律

2．2．2 回路风压平衡定律

2．2．3 矿井空气流动的阻力定律

2．3 参数变化对网络风流稳定性的影响

2．3．1 风阻变化对风流稳定性的影响

2．3．2 回路中风量、风压的变化对风流稳定性的影响

2．3．3 回路中的辅扇、自然风压对风流稳定性的影响

2．4 Hardy-Cross迭代技术分析

2．4．1 迭代技术

2．4．2 风量增量值计算公式

2．4．3 Hardy-cross迭代算法分析

2．5 小结

3 基于Ventsim的矿井通风三维模型的构建

3．1 Ventsim概述

3．1．1 Ventsim主要功能

3．1．2 系统理论

3．2 Ventsim矿井通风系统三维模型的建立

3．2．1 矿井通风系统三维模型的建立

3．2．2 数据的建立

3．2．3 巷道各项数据的输入

3．2．4 Ventsim系统设置

3．3 某金属矿三维模型

3．4 小结

4 矿井通风系统稳定性受风阻变化的影响分析

4．1 某金属矿通风系统简介

4．2 特征分支选择

4．2．1 特征分支选择原则

4．2．2 特征分支确定

4．3 通风系统稳定性受主要分支风阻变化的影响分析

4．3．1 主进风井分支风阻变化对通风系统稳定性的影响

4．3．2 回风井分支风阻变化对通风系统稳定性的影响

4．3．3 中段进风段分支风阻变化对通风系统稳定性的影响

4．3．4 工作面分支风阻变化对通风系统稳定性的影响

4．3．5 特征分支风阻变化对主通风机全压效率的影响

4．4 小结

5 主扇扩散器出口直径对通风系统稳定性的影响

5．1 主扇扩散器出口直径对风机效率的影响

5．2 主扇扩散器出口直径对主进风井分支参数的影响

5．3 主扇扩散器出口直径对回风井分支参数的影响

5．4 小结

6 结论及展望

6．1 本文的主要研究结论

6．2 本文的主要创新点

6．3 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢