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基于ANP的高海拔矿山掘进工作面通风方式优选

汇报人：

2024-01-27

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目录

引言

高海拔矿山掘进工作面通风现状分析

基于ANP的通风方式优选模型构建

实例分析：某高海拔矿山掘进工作面通风方式优选

基于CFD的通风效果模拟验证

结论与展望

引言

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高海拔地区矿山掘进工作面通风是保障矿工生命安全和生产效率的重要环节。

由于高海拔地区特殊的地理环境和气候条件，传统通风方式往往难以满足实际需求。

因此，研究基于ANP（网络分析法）的高海拔矿山掘进工作面通风方式优选具有重要的现实意义和应用价值。

国内外学者在矿山通风领域已经开展了大量研究，但针对高海拔地区的特殊性研究相对较少。

目前，国内外高海拔矿山主要采用自然通风和机械通风两种方式，但存在通风效果不佳、能耗高等问题。

未来，随着计算机技术和人工智能的发展，智能化、自适应的通风方式将成为研究热点。

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研究内容

基于ANP方法，综合考虑高海拔矿山掘进工作面的地质条件、气候条件、通风设备性能等因素，建立通风方式优选模型。

研究目的

通过模型分析，找出最适合高海拔矿山掘进工作面的通风方式，提高通风效果，降低能耗和成本。

研究方法

采用文献综述、实地考察、数学建模等方法进行研究。首先收集相关文献资料，了解国内外研究现状和发展趋势；其次对高海拔矿山进行实地考察，了解实际通风情况；最后基于ANP方法建立通风方式优选模型，并进行实例验证。

高海拔矿山掘进工作面通风现状分析

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随着海拔的升高，大气压力逐渐降低，空气密度减小，导致通风阻力增加。

气压低

高海拔地区氧气含量相对较低，对人员的呼吸和设备的运行都会产生影响。

氧气含量低

高海拔地区日夜温差大，对通风系统的稳定性和调节能力要求较高。

温差大

自然通风

利用自然风压或热压进行通风，无需额外动力。但受气候条件影响大，通风效果不稳定。

机械通风

通过风机等设备强制送风或排风，可根据需要调节风量。但需要消耗能源，设备维护成本较高。

混合通风

结合自然通风和机械通风的优点，根据气候条件灵活调整通风方式。但需要复杂的控制系统和较高的技术水平。

风量指标

风质指标

气候指标

安全指标

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评价通风系统提供的风量是否满足工作面需求，包括新鲜空气量和污风排出量。

评价通风系统对空气质量的改善程度，包括粉尘、有害气体等污染物的浓度降低程度。

评价通风系统对工作面气候环境的改善程度，包括温度、湿度、风速等参数的调节效果。

评价通风系统对火灾、爆炸等安全风险的防控能力，包括防火、防爆等措施的有效性。

基于ANP的通风方式优选模型构建

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ANP方法原理

ANP（AnalyticNetworkProcess）即网络分析法，是一种多准则决策分析方法，它允许在复杂的决策问题中考虑因素间的相互依赖和反馈关系。

适用性分析

在高海拔矿山掘进工作面通风方式优选问题中，存在多个相互关联和影响的因素，如地质条件、气候条件、通风设备性能等。ANP方法能够充分考虑这些因素间的复杂关系，为通风方式优选提供科学依据。

指标体系构建原则

通风能耗

技术经济

科学性、全面性、可操作性、定性与定量相结合。

通风机功率、耗电量等；

投资成本、运行成本、维护成本等。

确定决策目标

以通风效果最优为目标；

识别关键因素

分析影响通风效果的关键因素，如地质条件、气候条件、通风设备性能等；

构建网络结构：根据关键因素间的相互依赖和反馈关系，构建ANP网络结构。

采用专家打分法或问卷调查法等方法确定各因素的权重；

确定权重

计算优先度

结果分析

利用ANP软件计算各通风方式的优先度；

对计算结果进行分析，确定最优通风方式。

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实例分析：某高海拔矿山掘进工作面通风方式优选

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通风现状及存在的问题

当前通风系统存在漏风、短路等问题，导致工作面空气质量差，温度波动大。

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矿山地理位置及气候条件

位于海拔3000米以上的高原地区，气候寒冷，氧气稀薄。

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矿体赋存条件及开采方式

矿体埋藏较深，采用地下开采方式，掘进工作面长度大、断面小。

根据ANP模型求解结果，得到各通风方式的优先度排序，其中混合式通风方式优先度最高。

优选结果概述

从巷道风阻、风机性能、通风效果等方面对优选结果进行分析，验证结果的合理性。

结果合理性分析

针对优选结果，提出具体的实施建议和措施，如改进通风系统、优化风机布局等。

实施建议与措施

基于CFD的通风效果模拟验证

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CFD方法原理

基于计算流体力学（CFD）的方法，通过数值求解流体动力学方程，模拟流体在复杂环境中的流动、传热和传质等过程。

适用性分析

CFD方法适用于高海拔矿山掘进工作面的通风模拟，能够准确预测通风效果，为通风方式优选提供科学依据。

通风效果评价指标