礦井通風系統(tǒng)安全評價研究及應用

摘要：礦井通風系統(tǒng)作為是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成，它對礦井的安全生產(chǎn)起到了重要的維護作用。在實際的孔徑通風系統(tǒng)的優(yōu)良程度其實對礦井的節(jié)能降耗以及抗災的能力都有著重要作用，同時也是對礦井安全生產(chǎn)的一個重要保障的系統(tǒng)。而礦井通風系統(tǒng)的安全平評價的中心工作就是對礦井通風系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性所進行的評價，這一安全評價是通過定性以及定量相結(jié)合、關聯(lián)、制約的諸多因素構成的復雜系統(tǒng)決策問題。本文主要就當前我國的礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀進行分析，并對其評價原則進行闡述，在安全評價指標的影響因素方面加以分析，最后對系統(tǒng)安全評價的應用進行探究。

關鍵詞：礦井通風系統(tǒng)；安全評價；應用

0.引言

隨著我國的經(jīng)濟得到了迅速的發(fā)展，在對資源開發(fā)方面也得到了加大，在近些年的發(fā)展當中，一些礦井事故的發(fā)生率愈來愈頻繁。在工業(yè)技術的迅速發(fā)展和在工礦企業(yè)中的實際應用，在很大程度上促進了社會經(jīng)濟的繁榮，但是與此同時也帶來了一些負面的效應，也就是大型的工業(yè)系統(tǒng)的復雜化的程度已經(jīng)愈來愈高，這就使得一些災難性的事故頻繁發(fā)生，這些不僅給我國的國民經(jīng)濟帶來了巨大損失，同時也給社會造成了很大的心理壓力。

1.當前礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

我國的礦井通風理論以及技術在上世紀五十年代就已經(jīng)有了一定的進展，能夠?qū)锿L阻力進行廣泛的研究和測定，并且也建立了各種作業(yè)面的紊流傳質(zhì)方程以及污染物的濃度分析計算的方法，從而對風量的計算提供了理論上的依據(jù)。在隨著社會的不斷發(fā)展過程中，極端及技術以及網(wǎng)絡技術的應用對礦井的通風系統(tǒng)的分析提高了效率，在新進技術的支持下礦井的生產(chǎn)能力有了大幅度的提升，在開采的深度以及強度方面不斷的得到了加強。

在上世紀十年代初期，在我國的礦井通風理論和技術的研究上有了迅速的發(fā)展，并取得了令人矚目的成果，與此同時，對礦井通風系統(tǒng)的評價研究的工作也在不斷發(fā)展著，一些評價方法也被應用在這一系統(tǒng)當中[1]。

2.礦井通風系統(tǒng)安全評價原則分析

在我國的礦井通風系統(tǒng)方面是比較復雜的且是動態(tài)的系統(tǒng)，所以就會受到諸多外在因素的影響，要想實現(xiàn)安全評價的相關目標，就要在指標體系上能夠完善以及科學，這也是進行系統(tǒng)評價的一個重要基礎，對評價的結(jié)果有著直接性的影響。在這一過程中要能夠建立與之相關的原則，只有遵循這些原則才能夠有效的將礦井通風系統(tǒng)的安全評價得以有效的應用。

2.1系統(tǒng)性原則

首先在礦井通風系統(tǒng)的系統(tǒng)性原則方面有著整體性以及相關性和目的性、有序性以及適應性的特點，其中的整體性特點主要就是在礦井通風系統(tǒng)的各評價指標是有機整體，它們在內(nèi)容上雖然有著不同但是在綜合以及統(tǒng)一形成的整體作用下就有著一些新的功能，在這些功能的實現(xiàn)下安全評價的結(jié)果才能夠準確的對整體性加以反映。而相關性就是安全評價和評價指標間有著一定的聯(lián)系和以來，以此來達到合理的評價目的。系統(tǒng)是為能夠達到一定的目的而存在的，而建立系統(tǒng)的目的就是對礦井通風系統(tǒng)的安全狀態(tài)進行有效的評價[2]。

2.2科學性原則

在礦井通風系統(tǒng)的安全評價的科學性原則方面，由于其系統(tǒng)事故的發(fā)生有著一些自然的規(guī)律，故此其評價指標在選擇的過程中就需要有著客觀性以及科學性，在理論知識的掌握上要能夠進行實際的分析，在經(jīng)驗的基礎上對安全評價的指標概念進行明確，與此同時要能夠和客觀的規(guī)律相符合，主觀的安全指標是不可取的，在真實客觀的基礎上才能夠保持其科學性[3]。

2.3可測性原則

還有就是在對礦井通風系統(tǒng)的安全評價系統(tǒng)進行建立的過程中要能夠和實際得到契合，要將需要的數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場的搜集還要能夠在測試的可操作性上比較強，從而避免一些比較復雜的的程序。

2.4其他原則

除了以上的原則之外還有著普遍性原則以及特殊性原則和定性、定量指標相結(jié)合的原則，在對其指標的建立過程中，要能夠?qū)⑻厥庑院推毡樾缘玫郊骖櫍趯ΦV井通風系統(tǒng)當中所存在的普遍共性指標建立評價層，而對一些比較特殊的情況就要將關系選取以及結(jié)構的層次得以應用。同時在事物的發(fā)展變化過程中還要能夠?qū)⒍恳约岸ㄐ赃M行結(jié)合，把定性指標轉(zhuǎn)化為定量化的指標，從而實現(xiàn)指標值的量化原則。

3.安全評價指標相關影響因素分析

3.1礦井危險因素

在礦井通風系統(tǒng)方面主要是相關裝置以及通風動力和井巷、通風設施所構成，主要的目的就是在通風動力的作用下，以最為經(jīng)濟的方式來向井下各用風的地點進行提供優(yōu)質(zhì)的質(zhì)量空氣，進而對作業(yè)人員的安全實行保護。并且能夠在發(fā)生危險的時候可以有效的對風向和風量加以控制，這樣就能夠?qū)暮ξｋU的程度控制到最低。在這一過程中就需要對相關的影響通風系統(tǒng)的因素進行了解，從而有效的從根本上加以控制[4]。在礦井的危險因素方面，主要就是在工礦中比較典型的災害對通風系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，這其中就包含了瓦斯爆炸以及火災等。

3.2安全管理因素

而在安全管理的因素方面主要就是人為因素，最為常見的就是管理人員的年限以及技術人員所占的比例以及受訓的時間等。在礦井通風系統(tǒng)當中的安全管理人員在受教育的年限愈長學歷愈高，在對一些理論的知識掌握上愈是牢靠那么這一指標值也就愈高。這對實際的安全有著重要的影響。

3.3通風環(huán)境因素

還有就是在通風環(huán)境這一影響因素方面，它主要是在井下的通風系統(tǒng)作業(yè)的環(huán)境，其中的溫度以及風速和空氣的質(zhì)量都對安全評價指標有著影響。其中在粉塵的濃度上應當是越低越好，在礦井的空氣溫度也是構成礦內(nèi)氣候條件的一個重要因素，溫度的過高或者是過低都會對人體有一定的影響，在溫度上最為適宜的是在十五到二十攝氏度，對礦內(nèi)的溫度產(chǎn)生影響的因素主要是地面空氣的溫度以及空氣受壓縮以及膨脹和巖石的溫度等。

3.4通風設備因素

在通風的設備這一影響因素上主要就是在通風系統(tǒng)中，各種設備的安全性對通風系統(tǒng)的安全性有著直接的影響，其中最為主要的就是通風機的運轉(zhuǎn)性能以及瓦斯的抽放率和隔爆設施的完好情況。在通風設備方面主要是承擔著全礦的通風任務，故此是晝夜運轉(zhuǎn)的，這和礦井內(nèi)的工作人員的安全有著密切的關系，其穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)能夠保證通風系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4.具體安全評價應用分析

在對具體的安全評價進行應用過程中，本文主要以A礦井為例進行闡述，該礦井建于上世紀六十年代在2012年批準核定生產(chǎn)能力達到一百八十萬噸，實際生產(chǎn)一百六十萬噸。在當前該礦井的生產(chǎn)狀況為通過走向長壁后退方式進行的開采，礦井的通風方式是中央邊界式，在通風的方法上為抽出式，其中在進風井有四個，回風井一個。在二零一一年的瓦斯堅定的結(jié)果是相對涌出量是2.01m3/t，CO2相對涌出量是3.15m3/t，是屬于瓦斯礦井。在通風系統(tǒng)的基本參數(shù)方面主要是通過阻力測定數(shù)據(jù)進行的計算，在通風阻力所測定的各項實測數(shù)據(jù)基礎上，根據(jù)礦井當前的實際情況來建立網(wǎng)絡解算模型進行網(wǎng)絡計算。

根據(jù)該礦井的通風系統(tǒng)的實際情況，為能夠客觀真實的反映實際情況，最大化的減少評價的誤差，在相關的規(guī)程以及細則的嚴格執(zhí)行的基礎上，然后再結(jié)合礦井的通風安全專家以及現(xiàn)場的通風安全的技術人員等進行賦值并計算。在這一礦井的多年運行開采以及自我改造情況下，使得風流不穩(wěn)定的風度所占據(jù)的比例比較大，所以要對通風網(wǎng)絡進行優(yōu)化，把現(xiàn)行的單通道通風系統(tǒng)改成兩個子系統(tǒng)，然后再采取分區(qū)式的通風方式來降低不穩(wěn)定的風路分支數(shù)。還有就是在這一礦井中的角聯(lián)風路數(shù)的量過多，由此就給風路風阻在調(diào)節(jié)的過程中增添了很多的難度，為了能夠有效的保障通風網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，所以要能夠?qū)ぷ髅嫔系慕锹?lián)風路的關聯(lián)分支加以風阻調(diào)節(jié)，并要能夠?qū)ζ滹L機的工況點進行優(yōu)化調(diào)整。

例如對礦井通風系統(tǒng)環(huán)境進行模糊綜合評價：令[0，0.6]不合格，[0.6， 0.7]及格，[0.7，0.8]中等，[0.7，0.8]良好，[0.8，1]為優(yōu)秀。幾位位專家評價的結(jié)果分數(shù)為：0.87，0.73，0.68，0.73，0.67，0.58，0.91，0.81，0.78，0.85則評價的結(jié)果為如下表所示。

表1 評價表

級別不合格合格中等良好優(yōu)秀

數(shù)量12331

頻率1/102/103/103/101/10

通過這一模糊統(tǒng)計評價的方法來確定隸屬函數(shù)并將其分為幾個級別，這樣能夠?qū)Ⅱ炞C模糊綜合評價的結(jié)果的合理性以及可信性得以保持。

5.結(jié)語

綜上所述，在當前我國對礦井通風系統(tǒng)的安全評價的研究已經(jīng)有了很大的進展，這一系統(tǒng)有著多環(huán)節(jié)以及非線性和動態(tài)性的特點，而安全評價是一項改善工業(yè)安全生產(chǎn)以及管理現(xiàn)狀等比較有效的長效機制，所以在這一方面的研究要能夠得到有效的加強。在礦井通風系統(tǒng)的研究已有了七十多年的歷史，在當前技術比較發(fā)達的階段，對其安全評價的準確性以及科學性將得到更加有效的加強。

【參考文獻】

[1]李基隆，劉炳鋒，林吉飛，董娟，夏建波.兩階段法在礦井通風系統(tǒng)評價中的應用研究[J].工礦自動化，2014，（07）.

[2]王時彬，陳日輝，孟祥允，劉世濤.計分法在礦井通風系統(tǒng)方案優(yōu)選中的應用[J].中國鎢業(yè)，2014，（03）.

[3]王彥波，張黔生，陳建，謝賢平. 基于灰色層次分析的礦井通風綜合評價模型研究[J].礦冶，2014，（03）.

[4]趙紅紅，蔣曙光，王云航，陳國明，陶衛(wèi)勇.改進AHP在大柳塔礦通風系統(tǒng)評價中的應用[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2014，（02）.

作者簡介：吳瑞明（1985-），男，漢族，山西大同人，太原理工大學礦業(yè)工程學院在職研究生，研究方向：礦山通風及安全評價，工作單位：大同煤礦集團有限責任公司燕子山礦機電管理部，助理工程師