矿井通风技术是矿山安全科学中最重要的领域之一。矿井通风系统与井下各作业地点相联系,是井下开采大系统中最重要的一个子系统,既依附又制约着矿井开采大系统,通风系统好坏对全矿的通风安全状况具有全局性影响。通风系统的好坏一般要从可靠性、技术性和经济性三个方面来评估。在通风系统优化方面,通风井巷断面的确定十分重要,每一个进、回风井巷确定多大的断面才最合理,而这合理性也是由可靠性、技术性和经济性等综合因素来考虑的。本文依托《文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司南温河钨矿复杂通风系统的优化研究》项目开展,目的是对通风井巷断面优化做出一些工作以减少矿山的通风费用,并为矿山生产下一步的通风问题做出有益的参考意见。在项目研究过程中发现,由于该矿山独特的地质情况,其岩石整体性较好,稳固性较好,因此通风井巷可选择较大断面,而由此造成的结果便是虽然通风阻力小带来了通风动力费少的效益,但同时也产生了较大的通风井巷基建费和维护费,因此选择合适的通风井巷断面,使经济效益达到最佳点以实现通风节能,即是本文的研究方向。通过南温河钨矿通风系统改造项目的实际情况,对新建回风井的断面进行优化,以确定最佳的数学优化方法,并结合优化方法建立了全矿动态优化模型,最终实现通风井巷断面优化。论文在总结和借鉴前人研究方法的基础上,做了如下工作：1、对通风系统优化理论的研究进行了总结,提出了问题研究的必要性,阐述了通风井巷断面优化在通风系统优化中的重要作用,并列举了前人对通风井巷断面优化所进行的工作,对比了前人所建立的比较典型的优化模型方法。本文认为优化模型不仅应考虑通风井巷的基建费和维护费,也要考虑通风动力费,并在可靠性和技术性等综合因素的约束条件下寻求最低的通风总费用。2、介绍了确定通风井巷的传统方法,分析传统方法的不足,将通风井巷断面的确定转为数学最优化问题。本文通过对比各种通风井巷费用模型,研究其合理性和准确性,最终推导出最优的通风井巷总费用的数学模型——即用最小二乘法拟合求解出合理的经验公式,同时考虑资金的时间价值,使模型具有通用性,并可用该模型研究单一通风井巷最优断面的确定。3、本文认为通风井巷网络的优化方法分为整体和分层优化以及静态和动态优化,对于复杂的矿井通风系统井巷断面优化问题而言,将系统考虑为一个阶段性发展的动态系统更为合理和有效,通过分析通风井巷断面与基建费、维护费和通风动力费三者的关系,建立出一个可以确定全矿通风井巷断面的数学模型,该模型可以通过迭代搜索确定出最优断面。4、本文根据对南温河钨矿的通风现状进行的调查和测定,得到研究所需的基础数据,提出需要解决的问题,对所发现的问题提出了思考方式,即如何对特殊地质条件下金属矿山大断面的通风井巷断面进行优化研究,再将所建立的通风井巷断面数学模型应用到南温河钨矿通风系统实际的优化改造中,对优化方法进行理论研究,研究南温河钨矿新建通风井巷最优断面的确定以及全矿通风井巷的动态优化过程。单一井巷最优断面的确定可以为矿山新建井巷断面的确定提供理论依据,而全矿动态优化则为新建矿山的井巷开拓及全矿的系统改造提供方法。5、对于用最小二乘法求解井巷费用的经验公式,本文用MATLAB编制了程序求解其拟合系数,而对于全矿动态优化模型,本文则在Visual Studio环境下编制了计算程序,通过用计算机程序搜索解决复杂迭代计算过程,简化计算量,确定出最佳通风井巷断面,以此选择出最优断面,以达到一定的节能效果。这些方法在一定程度上丰富了通风井巷优化理论,为通风井巷断面较大的矿山提出了确定断面方法的理论基础,也为通风方案的制定提供了科学依据。