近年来,随着越来越多的矿山纷纷进行改扩建来提升产能,其开采深度、强度及机械化程度都将随之增加,矿井通风系统会逐渐复杂化,毫无疑问其通风问题也会愈加突出,严重影响矿山的生产效率和职工的健康与安全。为此,开展改扩建矿井通风系统优化研究,解决改扩建矿井所存在的通风难题,为一线作业人员创造安全稳定的工作环境和提高矿山的经济效益都有着积极意义。本文采用现场调查测试、综合评价分析、通风系统优化软件仿真模拟与应用实践相结合的方法,从风流调控设施、通风网络、通风动力、通风管理等方面对改扩建矿井通风系统进行优化改造。主要研究内容及成果如下:(1)在对多个改扩建矿井通风系统进行调查、测试及评价的基础上,总结归纳了改扩建矿井存在的风机与风网不匹配、风机安装位置不恰当、通风网络错综复杂、井下风流难以控制等共性问题和采矿方法、开采深度、所处地域不同等差异性问题及其主要原因,使矿井通风系统的优化改造更具有针对性。(2)通过分别对单、多机阻隔、增阻、引射型矿用空气幕模型进行理论推导与分析,提出应用多功能的矿用空气幕来替代传统风流调控设施,解决因行人、运输较频繁或易受爆破冲击波影响等而导致传统风流调控设施使用受制约的难题。经现场应用结果表明,某矿主井由进30.12m3·s-1转变为出4.31m3·s-1,阻止了主井冬季结冰的现象,且不影响矿山正常生产。(3)应用矿井通风网络三维仿真与优化软件构建改扩建矿井通风系统动态管理模型,能实现工作面风量自动诊断、量化自然风压对通风系统的影响并指导改扩建工程优选。(4)论文以福建某铁矿为例,通过应用动态管理模型提出若干通风系统优化技术方案,并应用突变理论评价模型快速确定经济合理、安全可靠、技术可行的优化方案,最佳技术方案实施后,该铁矿总进风量增加了84%,由261.93m3·s-1提高至431.29m3·s-1,通风系统综合评价指标也从37.67%增加到了78.12%,井下通风效果和作业面环境质量得到显著改善。