矿井通风仿真系统MVSS31说明书.docx
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矿井通风仿真系统MVSS31说明书
矿井通风仿真系统MVSS31说明书
矿井通风仿真系统
MVSS3.1说明书
辽宁工程技术大学
1软件总体介绍
矿井通风仿真系统(简称MVSS),本说明书的版本号为3.1,目前MVSS3.1已取得中国版权保护中心的计算机软件著作权。
矿井通风仿真系统主要的主要功能具有:
(1)矿井风流分配仿真;
(2)模拟新掘和报废井巷;
(3)模拟井巷断面或长度变化;
(4)模拟风门个数、位置、调节量,模拟风机数量、位置和特性;
(5)通风网络风流按需分配仿真;
(6)固定半割集下的按需分风;
(7)基于最小调节功耗的网络增阻调节通路法;
(8)网络调节节点法;
(9)反风模拟;
(10)基于仿真技术的通风网络角联结构分析;
(11)基于平衡图技术的通风系统分析;
(12)矿井自然风压分析;
(13)矿井功耗分析;
(14)通风系统调节位置与调节量分析与评价;
(15)巷道风速分布与评价;
(16)矿井需风量分析与评价;
(17)通风系统最大通风能力分析;
(18)井下空气成分、温度、湿度分析与评价;
(19)矿井分区通风分析与评价;
(20)矿井串联通风分析与评价。
1.1注意事项
(1)在软件启动之前,首先插入软件加密密匙;
(2)不要修改系统中的任何文件,否则系统可能无法正确运行。
(3)仿真系统做了不必要的修改后,不要存盘,这样不会破坏先前系统的完好性。
1.2软件启动
双击桌面上的图标
启动软件。
1.3系统退出
选取矿井通风仿真系统的菜单:
【文件】→【退出】,退出整个程序。
2矿井通风仿真系统MVSS3.1可视化界面
启动系统后,软件主界面如图21,共有三项菜单选项的功能菜单。
图21矿井通风仿真系统主框架界面
软件主界面文件类菜单如图22所示。
主界面【文件】类解释如下:
图22主界面文件类菜单
【新建】----用于新建仿真文档。
【打开】----用于打开已有的仿真文档。
【打印设置】----用于设置打印机以及打印纸张。
【退出】----用于显示开发的相关信息。
此外还有4个最近打开使用过的仿真文档。
主界面【查看】类菜单如图23所示,解释如下:
图23主界面查看类菜单
【标准工具栏】----用于显示或隐去常用工具栏。
【绘制工具栏】----用于显示或隐去常用绘图工具栏。
【状态栏】----用于视窗底部状态的提示与否。
主界面【帮助】类菜单如图24所示,解释如下:
图24主界面帮助类菜单
【帮助主题】----用于仿真系统的在线帮助。
【关于MVSS(A)...】----用于版本提示和和访问出版者。
此外,主界面还有工具栏新建
按钮,具有与主界面【文件】类菜单下的【新建】菜单同样的功能;打开
按钮,具有与主界面【文件】类菜单下的【打开】菜单同样的功能。
2.1仿真系统菜单操作
在软件主界面的【文件】菜单下选择【新建】,或点击其对应的工具栏图标
,出现如图25所示界面。
这时可以直接绘制矿井通风仿真系统图形。
对于实际矿井一般不建议采取该方法,而是利用AutoCAD软件下的DXF格式文件进行转换。
见下面相关介绍。
图25仿真系统主界面
仿真系统主界面共有11个下拉菜单项,分别为【文件】、【绘制】、【视图】、【设置】、【编辑】、【通风系统仿真分析】、【通风系统拓扑分析】、【通风系统数据分析】、【查看】、【窗口】和【帮助】。
2.1.1文件类下拉菜单
文件类下拉菜单共有10项,如图26所示。
图26文件类下拉菜单
【新建】----建立新的仿真文档,或点击其对应的工具栏图标
。
【打开】----打开已经建立的仿真文档,或点击其对应的工具栏图标
。
【关闭】----关闭当前仿真文档。
MVSS3.1可以同时打开多个文档,点击关闭菜单时总是关闭当前文档。
【保存】----保存当前文档,或点击其对应的工具栏图标
。
【另存为】----将当前文档以另外一个名称存储。
【打印】----打印当前文档视窗,或点击其对应的工具栏图标
。
【打印预览】----预览打印视窗。
【打印设置】----设置打印机和纸张。
【退出】----退出仿真系统。
另外还有4个最近使用过的历史文档,鼠标点击可以打开。
例如打开“矿井模型.mvi”仿真系统文件,如图27所示。
图27矿井通风仿真系统主界面
2.1.2绘制类下拉菜单
绘制类共有14个菜单项,如图28所示,解释如下:
图28绘制类下拉菜单
【增加巷道】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则可以用鼠标在屏幕上绘制一条新巷道。
【插入节点】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则在巷道中间插入节点。
原来的一条巷道将分成两条,分割后的巷道的属性参数与原来相同。
例如:
原来巷道的长度是1000m,插入节点后变成两条巷道,每条巷道的长度仍然是1000m。
所以要切记,一定要根据巷道的实际长度修改巷道属性参数长度项。
【增加通风动力装置】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则在通风系统图上添加风机。
MVSS3.1不仅可以在回风井井口安设风机,而且可以在其它任意巷道安设风机。
1条巷道只能安设1台风机,需要安设2台进行串联通风时,可通过插入节点的方法将该条巷道分成2条巷道,在每一条巷道分别进行安装风机。
【增加风流方向】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则用鼠标在巷道指定位置标注风流方向。
1条巷道可以在多处同时标注风流方向。
绘制巷道时系统将自动标注风流方向,默认的风流方向与巷道的绘制方向相同。
当图形缩小巷道小于一定长度时,风流方向将自动隐去,放大时,又会自动现出。
【增加风门】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则用鼠标在巷道任意位置安设风门。
尽管可以在1条巷道上添加多道风门,但是MVSS3.1识别的只有第一道,相当于一组风门。
当一条巷道同时安设多道风门时,要么通过插入节点的办法将巷道分成多条,在每条巷道分别设置风门,并分别对每个风门进行参数设置。
【二维巷道消隐】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则用鼠标人工进行巷道交叉消隐。
用鼠标先点击可见巷道,然后再用鼠标点击被消隐的巷道,一个交叉点的消隐操作就完成。
消隐后巷道立体交叉效果见图29。
图29消隐后巷道立体交叉效果
【文本标注】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则会在通风系统图上进行各种文字标注说明。
标注说明不影响仿真系统的计算。
点击【文本标注】后,出现“”光标形状,这时在屏幕的任意一点点击即出现如图210的输入文字对话框,在文字内容处输入想要输入的文字。
图210输入文字对话框
【增加直线】、【增加圆】、【增加矩形】、【增加折线】----属于普通图形的绘制功能,或点击其对应的工具栏图标
。
用这些功能可以在当前图层上绘制诸如采空区、边界线等与通风系统仿真计算无关的图形,用于辅助作图和标注性说明。
【利用文件(DXF)生成系统图】----读取DXF文件生成仿真文档,具体做法在后面介绍。
【利用拓扑关系文件生成系统图】----仿真系统可以通过读取节点三维坐标和通风系统拓扑关系数据文件自动生成仿真系统图。
【三维自动消隐】----如果通风系统图是按三维坐标生成的,点击此项将完成所有巷道交叉点的消隐。
注意,对于利用三维坐标生成的通风系统图,该项功能有效,对于二维通风系统图,只能通过手动方式进行。
2.1.3视图类下拉菜单
如图211所示,视图类菜单共有【放大】、【缩小】、【移动】、【两点放大】、【显示全图】、【刷新屏幕】等6项,解释如下:
图211视图类菜单
【放大】----鼠标点击一次,或点击其对应的工具栏图标
,通风仿真图形将以鼠标点击点为中心放大一次。
【缩小】----鼠标点击一次,或点击其对应的工具栏图标
,通风仿真图形将以点击点为中心缩小一次。
【移动】----鼠标点击一次,或点击其对应的工具栏图标
,通风仿真图形将随着鼠标移动而移动。
【两点放大】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
则以两点间距离确定放大倍数。
【显示全图】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,通风仿真图形按当前视窗大小全屏显示,如不小心移动图形等操作,在屏幕上看不到通风系统图的时候,即可进行此项操作,找回要显示的图形。
【刷新屏幕】----选中此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,执行删除或改变巷道颜色时,有时会产生屏幕垃圾,此菜单可以清除屏幕垃圾。
2.1.4设置类下拉菜单
如图212所示,设置类菜单包含【图层设置】、【属性数据库设置】、【恢复默认绘制参数】、【捕捉节点】、【显示风网平衡图】、【通风仿真精度设置】、【百米风阻计算全部风阻】、【调节风阻置零】等10项。
图212设置类菜单
【图层设置】----点击图层设置菜单,将弹出图213所示的对话框。
图213图层设置对话框
在下拉列表中框中可以选择图层。
对话框默认是显示所有图层,如果在下拉列表框中选择了某一图层,然后点击“是否显示图层”复选框,将会隐去或显示当前图层。
点击
按钮,将会把在下拉列表框中选择的图层设置为当前图层。
普通图形都是绘制在当前图层上。
MVSS3.1预设图层有0、巷道、节点、构筑物、通风动力装置、风流方向。
默认的当前图层是0图层,当绘制巷道、节点、构筑物、通风动力装置、风流方向时,无论当前图层是什么,系统都会将这几个特殊的图元绘制在自己所对应的图层上。
如果需要手动添加标注说明等,建议在图层设置对话框中利用
按钮新建一图层,会弹出如图214所示的对话框,例如在图层名称之后输入“ABC”,则可以建立名为“ABC”的新图层。
建立之后利用图层设置对话框中的
按钮将其设置为当前图层,则之后所作的标注说明就自动添加到该图层上。
图214增加图层对话框
【属性数据库设置】----给巷道、节点、构筑物和风机预设了一些常用属性参数,用户也可以根据自己的需要增加或删除某些字段(删除字段必须是用户自建字段)。
属性数据库设置对话框如图215所示。
下拉列表框中有角度表、节点、构筑物、测试数据表、通风动力装置和巷道。
增加字段时可以给字段赋单位,没有单位的字段可以省略不写。
图215属性数据库设置对话框
【恢复默认绘制参数】----恢复默认用于恢复巷道颜色等参数的默认值。
【捕捉节点】----或点击其对应的工具栏图标
,用于绘制巷道时对节点进行捕捉,保证巷道能够真正的交叉,具有共同的节点。
【取消捕捉节点】----或点击其对应的工具栏图标
,用于取消之前选中的捕捉节点功能。
【显示风网平衡图】----用于显示与仿真图相对应的风网平衡图。
【通风仿真精度设置】----用于通风网络风流分配仿真、网络调节等运算精度等初始设置。
仿真系统有一套默认设置,点击此菜单将弹出如图216所示的“计算参数设置”对话框。
在调节过程中可以根据调节的实际需要,适当放宽对调节精度的要求。
图216计算参数设置对话框
【百米风阻计算全部风阻】----用于根据巷道的百米摩擦风阻计算巷道的摩擦风阻。
一旦使用该功能,则对所有巷道根据百米摩擦风阻一次性的全部计算其摩擦风阻,如果某巷道的百米摩擦风阻没有赋值,不管原来该巷道的摩擦风阻为何值,计算后都将会变为零值,所以应谨慎使用此功能。
【调节风阻置零】----用于将网络调节风阻全部置零,相当于放弃之前的网络调节。
2.1.5编辑类下拉菜单
编辑类菜单如图217所示,主要有【数据处理】、【数据检查】、【复制属性数据】、【粘贴属性数据】、【复制视图】、【复制视图区域】、【局部简化】、【取消局部简化】、【结束简化】、【解除简化】、【点选】、【取消选中】以及【删除选中】等13项。
图217编辑类菜单
【数据处理】----如图218所示,“数据处理”是一个弹出式菜单包括【显示三区】、【调节风阻转化为风门风阻】、【调节风阻转化成巷道风阻】、【根据百米风阻计算风阻】、【计算摩擦阻力系数】、【输出计算结果】【计算独立通路】、【查找巷道】、【查找节点】。
图218编辑-->数据处理子菜单
【数据处理】-->【显示三区】----通过该命令可以在图上直观的表现出矿井的三区,即:
进风区、用风区和回风区。
【数据处理】-->【调节风阻转化为风门风阻】----如果一条巷道的属性数据中“调节风阻”不为零,同时巷道上存在风门,选中该巷道后,点击该菜单后,巷道属性数据中调节风阻变为零,风门属性数据中等效风阻值变为改变前的等效风阻和改变前巷道调节风阻之和。
【数据处理】-->【调节风阻转化成巷道风阻】----如果一条巷道的属性数据中“调节风阻”不为零,选中该巷道后,点击该菜单后,巷道属性数据中调节风阻变为零,巷道的摩擦风阻为改变前的摩擦风阻改变前巷道调节风阻之和,巷道属性数据中的调节风阻变为0。
【数据处理】-->【计算摩擦阻力系数】----用来自动计算并显示指定巷道的摩擦阻力系数。
【数据处理】-->【查找巷道】----根据巷道句柄查找指定的巷道。
【数据处理】-->【查找节点】----根据巷道句柄查找指定的巷道。
【数据处理】-->【输出计算结果】----在仿真文件目录下建立一个计算结果的数据文件,文件名为“计算结果.txt”。
【数据检查】----如图219所示,“数据检查”是一个弹出式菜单包括【图示摩擦风阻为0的分支】【图示有局部风阻分支】等。
图219编辑-->数据检查子菜单
【数据检查】-->【图示摩擦风阻为0的分支】----巷道摩擦风阻为零的分支,采用红色线条填充巷道的双线。
【数据检查】-->【图示有局部风阻分支】----巷道局部风阻不为零的分支,采用有色线条填充巷道的双线。
【复制属性数据】、【粘贴属性数据】----如果我们在仿真系统上新添加了巷道、风门、风机等图元,新添加的图元的属性参数与仿真系统已经存在的某些图元的属性参数相同或大部分相同,我们就可以通过复制与粘贴属性数据的办法,方便地给新添加的图元赋予属性参数。
最常用的是顺槽掘进,选择类似断面的顺槽进行属性粘贴。
如图220所示,仿真系统图上有左右2条巷道,左侧巷道我们给其赋予属性参数,用鼠标双击巷道弹出属性参数对话框。
对话框中,巷道长度=600、摩擦阻力系数=NULL、百米摩擦风阻=0.0062354、断面形状=矩形、断面积=23.5、周长=26.1、支护方式=锚网、巷道用途=胶带运输。
图220属性数据复制与粘贴
图221属性数据复制与粘贴
再双击右侧巷道,弹出的属性数据对话框如图221所示,所有参数均为“NULL”。
按下列步骤操作:
1)点击左侧巷道;2)点击【编辑(E)】-->【复制属性数据】;3)点击右侧巷道;4)点击【编辑(E)】-->【粘贴属性数据】,就完成了将左侧巷道的属性参数完全赋给右侧巷道。
双击右侧巷道查看属性数据,如图222所示。
两条巷道的长度不一样,直接编辑属性数据对话框,将右侧巷道的长度改成实际长度即可。
用同样的方式,可以对风机和风门属性参数进行复制与粘贴。
图222属性数据复制与粘贴
【复制视图】、【复制视图区域】----此项功能就是屏幕抓图。
复制视图用于抓取矿井通风仿真系统的整个视窗,复制视图区域用于抓取鼠标圈定的窗口。
【局部简化】、【取消局部简化】、【结束简化】、【解除简化】----如图223所示,是某煤矿井底水仓,按下列步骤操作:
1)点击【编辑】;2)点击【局部简化】;3)点击基点;4)点击要选择的巷道;5)点击【结束简化】。
通过上述操作,就把井底水仓简化成一个节点,节点的属性参数与选择的基点相同。
如果我们选择一个简化节点,再顺序点击【编辑】、【解除简化】,就会把一个简化的复合节点还原。
如果在简化过程中需要中途推出则点击【取消局部简化】。
需要指出的是,矿井通风仿真系统网络分风解算能力是相当大的,对任何规模的通风系统都不要求简化,而且简化对解算速度的提高影响不大。
图223局部简化
【点选】----选择此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则可以用鼠标选择已有的节点、巷道及构筑物等。
【取消选中】----选择此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,即指取消之前的点选。
【删除选中】----选择此菜单命令,或点击其对应的工具栏图标
,则删除被选择节点或巷道,。
2.1.6通风系统仿真分析下拉菜单
如图224所示,通风系统仿真分析菜单项共包括【风流分配仿真】、【风流调节仿真】、【最大通风能力仿真】、【风机联合运转分析】、【矿井自然风压分析】、【角联结构分析】、【可靠性灵敏性仿真】、【矿井火灾仿真】以及【风机反转反风】共9项。
图224系统仿真分析菜单
【风流分配仿真】----对矿井通风系统进行分风计算,有固定风量分支计算为按需分风计算,无固定风量时进行自然分风计算。
【风流调节仿真】----按需分风后,对通风网络进行风流调节仿真。
如图225所示,风流调节仿真具体可分为:
通路法风流调节仿真、回路法风流调节仿真以及单向回路区域回路调节仿真三种方法。
一般情况下使用“通路法风流调节仿真”。
【最大通风能力仿真】----计算矿井通风网络的进行通风能力。
【风机联合运转分析】----计算多风机运行矿井中,风机运转情况分析。
【矿井自然风压分析】----分析自然风压对通风网络的分风影响。
【角联结构分析】----计算分析矿井中存在的角联结构的风流状态。
【可靠性灵敏性仿真】----对通风系统的可靠性以及灵敏性进行计算和分析。
【矿井火灾仿真】----计算井下发生火灾情况下的风流状态。
【风机反转反风】----模拟计算矿井反风状态下的风流分配情况。
图225系统仿真分析-->风流调节仿真菜单
2.1.7系统拓扑分析下拉菜单
网络拓扑分析菜单见图226包括【进风井】、【回风井】、【构筑物巷道】、【通风动力装置巷道】、【图的连通性】、【单向回路】、【风流反向巷道】、【自环检查】、【拓扑关系列表】等5项。
图226网络拓扑分析菜单
【进风井】----显示通风网络中的所有进风井并用彩色填充巷道,前提是必须保证图的连通性。
见图227。
【回风井】----显示通风网络中的所有回风井并用彩色填充巷道,前提是必须保证图的连通性。
见图228。
图227进风井列表
图228回风井列表
【构筑物巷道】----弹出显示存在通风构筑物的巷道名称及其相关参数。
见图229。
图229构筑物巷道列表
【图的连通性】----检查通风系统图是否是连通的,如果不连通,则采用不同颜色显示各个连通部分。
注意事项:
在进行各种计算之前,必须保证系统图是连通的。
【单向回路】----检查通风系统图是否存在单向回路,如果存在,采用不同颜色表示单向回路。
【风流反向巷道】----检查并显示系统中标记风量与实际风量相反的巷道,如果存在,采用彩色表示风流反向巷道。
【自环检查】----检查并显示系统中是否存在无源的单向回路,若果存在,则用彩色填充自环的巷道。
【拓扑关系列表】----弹出显示系统拓扑关系列表,以明确节点与节点、巷道与巷道以及节点与巷道之间的关系。
2.1.8通风系统数据分析菜单
通风系统数据分析菜单见图230,通风系统数据分析类菜单包括【分析报告】、【风流仿真误差分析】、【风速报警】、【固定风量巷道】、【测试风量巷道】、【调节风阻巷道】、【最大阻力路线】、【固定风量单向回路压能为正巷道】、【节点压能最大路线】、【单向回路最大压能路线】。
图230通风系统数据分析菜单
【分析报告】----该命令用来弹出显示各种分析结果,如图231包括:
通风仿真结果分析报告、通风仿真误差分析报告及风机联合运转分析报告。
图231通风系统数据分析菜单-->分析报告菜单
【分析报告】-->【通风仿真结果分析报告】----利用VBA自动生成仿真计算后得到的结果报告书。
报告书以word文档的形式给出。
【分析报告】-->【通风仿真误差分析报告】----利用VBA自动生成仿真计算结果与实测结果对比误差分析报告书。
报告书以word文档的形式给出。
【风流仿真误差分析】----是一个弹出式菜单,包括【图示基准巷道】、【图示误差<=5%巷道】、【图示误差>5%,<=15%巷道】、【图示误差>15%,<=50%巷道】、【图示误差>50%巷道】五项,误差分析是以测试风量作为基准对风网仿真计算后得到的计算风量进行误差分析的。
见图232。
图232通风系统数据分析菜单-->风流仿真误差分析菜单
【风流仿真误差分析】-->【图示基准巷道】----显示有测试风量的巷道为红色。
通风系统图的基准巷道显示如图233。
图233基准巷道
【风流仿真误差分析】-->【图示误差<=5%巷道】----计算误差小于等于5%的巷道采用红色线条填充。
通风系统图中误差小于等于5%的巷道显示如图234。
图234误差<=5%的巷道
【风流仿真误差分析】-->【图示误差>5%,<=15%巷道】----计算误差小于等于15%和大于5%的巷道采用红色线条填充。
显示方式同图234。
【风流仿真误差分析】-->【图示误差>15%,<=50%巷道】----计算误差小于等于50%和大于15%的巷道采用红色线条填充。
显示方式同图234。
【风流仿真误差分析】-->【图示误差>50%巷道】----计算误差大于50%的巷道采用红色线条填充。
显示方式同图234。
【风速报警】----显示风速不符合要求的巷道并采用彩色线条填充。
【固定风量巷道】----对有固定风量的巷道采用彩色线条填充。
【测试风量巷道】----对有测试风量的巷道采用彩色填充。
【调节风阻巷道】----对增加了调节风阻的巷道采用彩色填充。
【最大阻力路线】----利用鼠标选中一个节点后,点击该命令,计算从进风井至该节点的最大阻力路线并显示为红色。
【固定风量单向回路压能为正巷道】----显示单向回路中压能为正的巷道,并显示为彩色。
【节点压能最大路线】----利用鼠标选中一个节点后,点击该命令,计算从进风井至该节点消耗压能最大的路线并显示为红色。
【单向回路最大压能路线】----显示单向回路中压能消耗最大的路线并显示为红色。
如图235。
图235单向回路最大压能路线
2.1.9查看类与窗口类下拉菜单
查看类菜单用于控制工具栏的显示与隐藏,窗口类菜单用于多文档多视窗的排列如图236所示和图237所示。
在查看类菜单项中有一个新的菜单项【显示属性数据表】,当鼠标选中一个图形对象,若该图形具有属性数据,则在属性表中显示数据。
图236查看类菜单
图237窗口类菜单
2.2工具栏与快捷方式
由于MVSS3.1采用MicrosoftWindowsXP风格,所以对应的工具图标均在菜单项中显示,鼠标移动到工具栏图标上,将自动显示提示。
在工具栏中,点选图标是最常用的。
许多操作一定要使鼠标处于点选状态才能进行。
具体功能及操作方法见2.1节。
MVSS3.1的快捷方式为【Alt】+【快捷键】。
3通风仿真系统图属性编辑
3.1鼠标单击、双击操作
鼠标处于点选状态时,单击巷道、节点、风机、风门,当操作对象变成虚线时,表明操作对象已被选中,且在仿真系统主界面右侧显示出该对象的属性数据列表,如图31、图32、图33、图34所示。
图31巷道属性数据
在巷道属性数据列表框中,默认属性参数均为“NULL”,最基本的两个数据是“百米摩擦风阻”、“巷道长度”,输入这两个数据之后,
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