煤礦礦井可視化通風系統的探索

孫浩

摘 要：煤礦開采近些年發展十分迅速，各種新設備新工藝不斷被用于煤礦開采生產作業當中。通風系統是煤礦礦井的重要環節，對保證煤礦開采生產作業安全具有十分重要的作用。對通風系統進行可視化建設，可以有效提升煤礦井下作業的通風系統的運行效率，切實減少相關事故發生的概率。文章對煤礦礦井通風系統的重要性做了簡單探析，深入分析了通風系統的設計過程以及可視化方案。

關鍵詞：煤礦礦井；可視化；通風系統

實現煤礦礦井通風系統的可視化，首先需要理解通風系統對煤礦礦井井下作業的重要性，其次需要理解通風系統的設計過程，最后結合計算機技術手段實現通風系統的可視化建設。從目前實際情況來看，煤礦安全生產已經成為重中之重，所以進行通風系統的可視化建設也具備了發展的優良環境。

1 通風系統的重要性分析

從目前的實際情況來看，我國煤礦企業數量很多。從企業性質來看不僅有國營企業，也有民營企業；從企業規模來看，大型企業數量較少，中小型企業數量較多。不論是國營企業還是民營企業，不論是大型企業還是中小型企業，煤礦井下作業安全管理工作疏于管理，導致各類安全事故層出不窮，給煤礦企業帶來了巨大的人員傷亡和經濟損失。根據相關資料顯示，僅在2011年，我國煤礦安全事故就超過了1000起。在這些事故中，大部分事故都是由于通風問題引起的，通風系統不規范、不完善，都會危急井下作業安全。

通風系統的主要作用就是將煤礦開采過程中產生的各類有毒有害氣體全部排出礦井，將新鮮空氣引入礦井中。所以，通風系統可以稀釋排除井下的有毒有害氣體，是煤礦井下開采作業安全進行的基礎，是為井下作業人員提供安全良好工作環境的有效方式。不僅如此，在井下突發礦難時，通風系統還可以維持井下空氣流通，給被困人員提供可以維持生命的氧氣?？偟膩碚f，通風系統對煤礦礦井井下作業安全十分中重要，不僅可以有效降低礦井安全事故的發生概率，更可以最大程度保證井下作業安全保障工作人員生命安全。因此必須加強通風系統建設管理，提升相關工作。

2 簡要介紹通風系統設計過程

要對煤礦礦井通風系統進行可視化建設，首先需要了解通風系統的設計過程，只要在了解通風系統設計過程的基礎上，才能結合實際環節進行可視化建設?？偟膩碚f，通風系統設計過程可以分為六個環節。

第一，詳細探測煤礦礦井實際環境以及地質條件，初步擬定通風系統的設計方案，并根據初步方案繪制出詳細的通風系統圖以及說明書。第二，根據實際情況，計算煤礦礦井通風工作所需要的風量，結合煤礦礦井開采環節的實際特點，對風量進行合理分配，確保每個環節都能得到足夠的風量，保證開采作業安全。第三，結合煤礦礦井實際情況，對礦井的通風阻力進行計算，從而計算出通風系統所需具備的風壓。第四，根據之前環節計算的礦井總風量、各環節適配風量、礦井通風阻力和通風系統風壓，按照相關技術標準選擇合理的通風設備用于礦井通風系統構建。第五，根據通風系統的全部設計環節，對每個環節所需經費進行初步預算，進而對通風系統整體建設的經費進行估算。第六，制定詳細的煤礦礦井通風系統管理措施，對通風系統的每一個環節的設備人員設定科學合理的管理措施，并且加以落實。

3 煤礦礦井可視化通風系統的設計探索

3.1 繪制煤礦礦井通風系統圖

通常情況下，煤礦礦井的通風系統圖是使用單線或雙線繪制的，使用跨接或連接關系來表示巷道的空間關系。在巷道繪制中，需要在巷道的連接處定義節點，方便通風網絡圖的繪制。在通風系統圖中，需要對每一條巷道標明風流方向，并且要對風流情況進行詳細標注，將風速、風量等基本情況全部標明。同時，還需在標注的圖元上將巷道的基本參數進行附加，應該講巷道編號、名稱、前后節點、面積、長度和摩擦系數等基本參數全部標注，在通風系統圖中實現巷道內涵。

3.2 繪制煤礦礦井通風網絡圖

煤礦礦井井下條件復雜，通風系統的布置也十分多樣，礦井通風網絡的各環節關聯程度很高，很難對其形成直觀的認識。不論是對煤礦礦井井下進行通風或是自然分風，都需要根據通風網絡圖進行相關計算。根據在通風系統圖中定義的節點，按照風流方向，從煤礦礦井的進風口到回風口根據通風系統圖進行簡化，并且可以使用弧線對不同巷道之間的交錯相通關系進行表示。同理，在通風網絡圖上，也需要對風流方向進行初設，并且使用箭頭對風流方向進行標識，并且在圖元上對巷道參數進行加載，是通風系統網絡圖和通風系統圖兩者之間形成對應。

3.3 創建可視化數據庫

為了實現煤礦礦井可視化通風系統，需要保證數據庫中數據的新穎性和完整性。根據相關程序語言對巷道分支參數的數據性質和類型進行定義，并且創建數據庫字段?？梢允褂煤啙嵜髁说慕缑孢M行巷道參數的輸入，并且根據輸入的具體參數和原本數據庫中的參數進行對比，進而作出全面合理的判斷，進一步提醒用戶對關聯巷道參數進行修改，并且對數據庫的數據進行實時更新。對圖形控件中存在的所有圖元展開識別，將每個圖元上的參數信息全部儲存到數據庫中，就可以對風網相關計算提供數據，提供緩存空間為圖形更新使用。

3.4 更新圖形數據庫中的數據

在可視化模型中，通風網絡和通風系統使用的是一個共同的關系數據庫，而且數據庫中的信息數據都是通過程序代碼創建的，能夠實現圖形和數據的同步更新。在數據庫中，不僅需要儲存分支巷道的全部基本信息數據，還需要儲存各個圖元的句柄，以便用其對圖形空間中圖元的地址進行標識，進而回去圖元的實體，通過程序語言實現對圖形的處理操作以及控制。通過節點風壓法對通風網絡進行解算，應該優先將解算結果同步更新到數據庫之中，再從數據庫中將解算結果的巷道參數讀取出來，對圖形進行更新。在實現可視化的風網解算之后，就可以從通風系統的網絡圖和系統圖上對各條巷道解算后的風流情況形成直觀的認識。

對圖元上的各項參數進行修改時，通?？梢圆捎脙煞N方法。第一種是直接通過修改命令，對圖元上的參數進行逐一修改，使其達到所需目標值。這種方法是在圖形界面上對圖元參數進行直接修改，讓后把修改后的數據更新到數據庫中；第二種方法是通過批量處理操作界面對各個分支巷道的基本參數進行批量修改。這種方法是批量處理操作界面和數據庫直接連接，直接對數據庫進行修改，再將修改信息更新到圖元之中。

3.5 構建可視化系統模型

一般構建可視化系統模型是通過ODBC編程技術實現的，通過該編程技術將圖形和數據庫緊密連接起來，實現聯接、儲存、讀取、修改、更新等一系列功能，并且將通風網絡圖、通風系統圖以及數據庫等緊密結合起來。一般來說，系統圖的創建更新可以將相關數據信息更新到數據庫之中，數據又可以將結算結果等反饋到通風系統圖之中；通風網絡圖與通風系統圖相似，也是將創建更新等相關數據信息更新到數據庫之中，數據庫將解算結果等數據反饋到通風網絡圖中。風網解算結果可以更新到數據庫之中，數據庫才讀取圖元數據。所以，數據庫是可視化系統的核心，更行讀取數據是數據庫的核心關鍵。因此在構建煤礦礦井可視化通風系統時，就需要及時對通風系統的各項數據進行及時更新并且錄入到數據庫之中。

4 結束語

通風系統在煤礦礦井中的作用十分重要，對煤礦安全生產具有積極的促進作用。實現通風系統可視化，需要了解通風系統的基本原理和結構，運用先進的計算機技術，實現通風系統各項數據的快速計算和更新，促進通風系統的可視化建設。

參考文獻

[1]張智.淺談煤礦礦井通風安全控制中的影響因素[J].工會博覽，2011.

[2]趙江.淺談煤礦礦井通風系統的設計[J].機電信息，2013.

[3]陳詩太.礦山開采中的安全生產問題與對策[J].中國高新技術企業，2010.