一、系统建设背景
矿井通风系统是矿井安全生产最重要的辅助生产系统。以往矿井安全事故统计发现，但凡能造成重特大事故发生的，一般都与通风系统有关，或者是通风系统不合理，或者是通风系统本身就没有完整地形成，导致有毒有害气体集聚、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等重特大事故。随着矿井生产的不断推进，矿井通风系统需要相应动态调整，以满足井下用风点对新风的需求，并将井下污风排出井外。
智能通风是未来矿井通风发展的趋势。通过前端传感器采集准确可靠的现场数据，经过矿山通信系统将主要监测点数据汇总到控制中心，基于地面三维通风智能决策分析系统对通风实时数据进行分析决策，控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。智能通风系统建设的目标是实现按需通风，保障安全生产、降低通风能耗。煤炭工业智能化矿井设计标准(GB/T51272—2018)首先提出矿井需监控全矿通风网络的运行状态参数，实现矿井通风网络和主要通风机工况模拟解算、各类风门自动控制和远程控制、主要通风机自动无级调节、一键式操作且无人值守等功能规定。各省智能化矿山建设标准均对矿井智能通风系统建设提出了要求，总体包含三个方面：
（1）实时可视化通风管理：从地面实时对全矿井通风系统进行参数监控，以三维通风网络模型为基础进行通风系统动态分析，实时提出通风系统调整方案，通过执行机构动态调整风机、风门、风窗工作状态，从而实现全矿井按需通风，帮助降低能耗、保障安全生产。
（2）通风系统动态优化、按需供风：智能通风系统通过使用实时数据，不断优化矿井风流配置，以实现矿井中所有采场、掘进面和其他工作区域的动态风量要求，并在全矿井供风量达到峰值时，按照区域优先级保障重点区域通风需求。
（3）企业合理投资、最大限度兼容现有设备：智能通风系统需最大限度的兼容现有通风设施，并增加必要的参数传感器和控制装置。
通风系统数值分析模型的建立、以及对井下主要位置实时风量的精准测量是实现智能通风的前提。准确的通风系统数值分析模型是建立智能通风系统的基础，金码在该领域具有十五年的经验积累，公司研发的GinVent三维智能通风决策分析平台具有完全自主知识产权，软件平台达到国际先进水平，是目前为数不多的兼具三维通风数值分析、实时解算、智能通风分析决策和通风数字孪生功能的专业软件平台，可定制对接任意第三方系统和硬件设备，为矿井智能通风系统建设提供软件支撑。
二、GinVent智能通风决策分析平台
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。
图1 GinVent基于传感器数据实时解算与预警
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。
GinVent系统通风网络解算算法经过多年实际工程验证，软件计算结果在复杂通风系统矿山中得到验证。系统适用于包括煤矿、金属非金属矿井在内的井工矿山，系统既可作为矿山建立智能通风系统的通风网络解算与通风决策分析支撑平台，也可以用于生产矿山通风管理、井下环境与通风能耗参数管理的重要工具。
矿井通风系统是矿井安全生产最重要的辅助生产系统。以往矿井安全事故统计发现，但凡能造成重特大事故发生的，一般都与通风系统有关，或者是通风系统不合理，或者是通风系统本身就没有完整地形成，导致有毒有害气体集聚、瓦斯爆炸、煤尘爆炸等重特大事故。随着矿井生产的不断推进，矿井通风系统需要相应动态调整，以满足井下用风点对新风的需求，并将井下污风排出井外。
智能通风是未来矿井通风发展的趋势。通过前端传感器采集准确可靠的现场数据，经过矿山通信系统将主要监测点数据汇总到控制中心，基于地面三维通风智能决策分析系统对通风实时数据进行分析决策，控制中心将通风调度和系统调整指令发送给调风执行机构。智能通风系统建设的目标是实现按需通风，保障安全生产、降低通风能耗。煤炭工业智能化矿井设计标准(GB/T51272—2018)首先提出矿井需监控全矿通风网络的运行状态参数，实现矿井通风网络和主要通风机工况模拟解算、各类风门自动控制和远程控制、主要通风机自动无级调节、一键式操作且无人值守等功能规定。各省智能化矿山建设标准均对矿井智能通风系统建设提出了要求，总体包含三个方面：
（1）实时可视化通风管理：从地面实时对全矿井通风系统进行参数监控，以三维通风网络模型为基础进行通风系统动态分析，实时提出通风系统调整方案，通过执行机构动态调整风机、风门、风窗工作状态，从而实现全矿井按需通风，帮助降低能耗、保障安全生产。
（2）通风系统动态优化、按需供风：智能通风系统通过使用实时数据，不断优化矿井风流配置，以实现矿井中所有采场、掘进面和其他工作区域的动态风量要求，并在全矿井供风量达到峰值时，按照区域优先级保障重点区域通风需求。
（3）企业合理投资、最大限度兼容现有设备：智能通风系统需最大限度的兼容现有通风设施，并增加必要的参数传感器和控制装置。
通风系统数值分析模型的建立、以及对井下主要位置实时风量的精准测量是实现智能通风的前提。准确的通风系统数值分析模型是建立智能通风系统的基础，金码在该领域具有十五年的经验积累，公司研发的GinVent三维智能通风决策分析平台具有完全自主知识产权，软件平台达到国际先进水平，是目前为数不多的兼具三维通风数值分析、实时解算、智能通风分析决策和通风数字孪生功能的专业软件平台，可定制对接任意第三方系统和硬件设备，为矿井智能通风系统建设提供软件支撑。
二、GinVent智能通风决策分析平台
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。
图1 GinVent基于传感器数据实时解算与预警
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。
GinVent系统通风网络解算算法经过多年实际工程验证，软件计算结果在复杂通风系统矿山中得到验证。系统适用于包括煤矿、金属非金属矿井在内的井工矿山，系统既可作为矿山建立智能通风系统的通风网络解算与通风决策分析支撑平台，也可以用于生产矿山通风管理、井下环境与通风能耗参数管理的重要工具。
