煤礦井下通風(fēng)安全管理與信息系統(tǒng)分析

【摘要】通風(fēng)安全管理信息系統(tǒng)是用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)，基于現(xiàn)代安全管理理論，以計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通訊技術(shù)為基本信息處理手段和傳輸工具的、能為管理決策提供信息服務(wù)的信息系統(tǒng)。它是由人與計(jì)算機(jī)組成的，能進(jìn)行通風(fēng)安全管理信息的收集、傳遞、儲(chǔ)存、加工、分析和利用的系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】井下;通風(fēng)管理;信息管理系統(tǒng)

礦井通風(fēng)管理是礦井生產(chǎn)過(guò)程中重要管理內(nèi)容。通風(fēng)狀況直接影響到井下工人的生命安全和生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益。因此，要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，解決相關(guān)的礦井通風(fēng)技術(shù)難題，從系統(tǒng)安全角度出發(fā)，提高通風(fēng)管理的整體水平。

1.加強(qiáng)通風(fēng)安全管理

1.1 計(jì)劃管理

在通風(fēng)安全管理工作中預(yù)先的計(jì)劃管理處于首要位置，主要包括以下內(nèi)容：

（1）計(jì)劃編制：編制計(jì)劃的主要依據(jù)是國(guó)家安全生產(chǎn)方針、礦井生產(chǎn)發(fā)展計(jì)劃、技術(shù)裝備、技術(shù)水平及通風(fēng)安全技術(shù)資料。計(jì)劃可分為中長(zhǎng)期計(jì)劃、年度計(jì)劃和月計(jì)劃。

（2）計(jì)劃落實(shí)：根據(jù)計(jì)劃要求合理分配資金、人力、物力，認(rèn)真貫徹落實(shí)，無(wú)特殊條件變化應(yīng)確保計(jì)劃實(shí)現(xiàn)。

（3）計(jì)劃?rùn)z查、總結(jié)和分析：每期計(jì)劃執(zhí)行中和結(jié)束后要進(jìn)行檢查、分析和總結(jié)，對(duì)事故隱患及計(jì)劃存在的問(wèn)題及時(shí)解決，并對(duì)下期計(jì)劃進(jìn)行全面安排，提出保證計(jì)劃完成的措施。

（4）計(jì)劃調(diào)整：如果計(jì)劃在實(shí)施的過(guò)程中遇到地質(zhì)條件變化、資金或設(shè)備不能到位，采取措施后仍不能解決時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整計(jì)劃，但必須滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需要。

1.2 技術(shù)管理

（1）技術(shù)文件和技術(shù)資料管理：圖紙要齊全，反映實(shí)際情況。每個(gè)礦井必須有通風(fēng)系統(tǒng)圖、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖和防塵管路布置圖，對(duì)于有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦防火灌漿和瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，要有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖、防火灌漿和瓦斯抽放管路系統(tǒng)圖等，技術(shù)數(shù)據(jù)要齊全。需要收集、儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)有主要井巷的通風(fēng)參數(shù)，如長(zhǎng)度、斷面、風(fēng)阻;煤礦中煤層瓦斯含量，瓦斯相對(duì)涌出量，瓦斯絕對(duì)涌出量，瓦斯地質(zhì)資料，煤層的自燃傾向性鑒定資料，自然發(fā)火期統(tǒng)計(jì)資料，煤層的最短自然發(fā)火期等;主要通風(fēng)機(jī)的性能曲線(xiàn)，局部通風(fēng)機(jī)的型號(hào)及其性能參數(shù)。各種報(bào)表應(yīng)數(shù)據(jù)齊可靠及時(shí)。技術(shù)文件要齊全。施工應(yīng)有安全技術(shù)措施，各工種有崗位責(zé)任制和技術(shù)操作規(guī)程。建立健全技術(shù)檔案。各種報(bào)表應(yīng)存檔，各類(lèi)臺(tái)賬健全，各種檢查記錄齊全。

（2）制定符合本礦的風(fēng)量計(jì)算辦法，礦井和采掘工作面配風(fēng)合理。定期進(jìn)行主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定和礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定，以獲得主要通風(fēng)機(jī)性能實(shí)測(cè)曲線(xiàn)和關(guān)鍵阻力路線(xiàn)的阻力分布等資料。

1.3 通風(fēng)系統(tǒng)管理

井下一切通風(fēng)設(shè)施，如風(fēng)門(mén)、風(fēng)窗、風(fēng)橋、密閉墻等必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)維修管理，使其保持完好狀態(tài)。隨工作面推進(jìn)和遷移應(yīng)及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整和風(fēng)量調(diào)節(jié)。在改變通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)預(yù)先制定計(jì)劃和安全技術(shù)措施，嚴(yán)格履行審批手續(xù)。

1.4 通風(fēng)儀表管理

礦井必須配備足夠的通風(fēng)安全檢查儀表，并定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維修，其完好率應(yīng)達(dá)90%以上，下井儀器、傳感器的合格率必須達(dá)l00%。

2.合理的通風(fēng)系統(tǒng)

當(dāng)前，我國(guó)煤礦礦井事故類(lèi)型多種多樣，但其內(nèi)部總有一定的發(fā)展規(guī)律可循。事故統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，但凡能造成重特大事故，一般都與通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)，或者是通風(fēng)系統(tǒng)不合理，或者是通風(fēng)系統(tǒng)本身就沒(méi)有完整地形成，導(dǎo)致包括瓦斯爆炸、煤塵爆炸重特大事故。因此，一套合理的通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于保證煤礦礦井安全生產(chǎn)極為重要。

2.1 合理礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是利用通風(fēng)動(dòng)力，以最經(jīng)濟(jì)的方式，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)提供足量的新鮮空氣，提供適宜的溫度、濕度，保持良好的氣候條件，以保證井下作業(yè)人員的生命安全和改善勞動(dòng)環(huán)境的需要，采取符合實(shí)際的礦井通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)方法和礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。并且要求在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，能及時(shí)而有效地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并配合其它措施，將事故控制在一定范圍內(nèi)，防止災(zāi)害的進(jìn)一步擴(kuò)大。只有能順利完成以上任務(wù)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)才能算作是合理的，而體現(xiàn)在宏觀上，合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)必須具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用;通風(fēng)設(shè)施安全可靠;保證穩(wěn)定的風(fēng)流導(dǎo)向;礦井通風(fēng)阻力﹙包括摩擦阻力和局部阻力﹚最小，且分布合理;具備抗災(zāi)能力強(qiáng)。

2.2 理通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本原則

整體性。礦井生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)緊密結(jié)合有機(jī)的整體，通風(fēng)系統(tǒng)僅僅是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，因此在擬定和分析通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須與其他系統(tǒng)同時(shí)考慮。因而，在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要實(shí)地考察礦井的實(shí)際情況，全面分析影響礦井生產(chǎn)與安全的各項(xiàng)因素并結(jié)合地質(zhì)和開(kāi)采條件來(lái)擬定出一套合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng);而采掘巷道在布置時(shí)也必須考慮到對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以保證各子系統(tǒng)之間相互協(xié)調(diào)有序地運(yùn)行。

同時(shí)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)本身又是由進(jìn)回風(fēng)井筒、通風(fēng)機(jī)和其附屬裝置、通風(fēng)網(wǎng)路以及通風(fēng)設(shè)施等多個(gè)要素組成，這些要素之間也相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴(lài)、相互影響。因此，在分析和設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，不能夠單從某一要素考慮，必須從通風(fēng)系統(tǒng)整體考慮;在對(duì)生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和改造時(shí)，不僅要考慮到新系統(tǒng)的先進(jìn)性、科學(xué)性、可靠性、合理性和適應(yīng)性，而且還要考慮礦井整體的物理?xiàng)l件。

適應(yīng)性。適應(yīng)性就是指通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思、布置安裝、調(diào)試使用要和當(dāng)時(shí)礦井的具體實(shí)際情況相適應(yīng)，根據(jù)具體情況，適時(shí)地調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，其最本質(zhì)的原因是礦井的動(dòng)態(tài)變化性。

首先，礦井生產(chǎn)由若干個(gè)時(shí)間周期組成，建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴(kuò)大生產(chǎn)及礦井收縮期、不同生產(chǎn)過(guò)程的地質(zhì)構(gòu)造、工作面推進(jìn)速度等等因素對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的具體要求是不同的。因此，適應(yīng)實(shí)際情況就需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的適應(yīng)性不斷改造。其次，特別是生產(chǎn)時(shí)期，隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的進(jìn)展和地質(zhì)條件的變化，或者生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移、地質(zhì)構(gòu)造的變化，必須及時(shí)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)加以調(diào)整，使其適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)系統(tǒng)，消除事故隱患，保證礦井正常的安全生產(chǎn)。最后，礦井本身的情況也在不停地發(fā)生著改變，如地震、水侵、垮落、爆炸等會(huì)使通風(fēng)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生較大的改變，此時(shí)需要針對(duì)所發(fā)生的具體情況，采取措施、確定參數(shù)保證正常通風(fēng)系統(tǒng)，并隨之調(diào)整為合理礦井通風(fēng)系統(tǒng)。

抗災(zāi)性。盡管我們采取了各種措施來(lái)消除事故隱患，避免事故的發(fā)生。但事實(shí)上，事故的發(fā)生防不勝防，隱患的出現(xiàn)更是難以杜絕。因此，我們?cè)谶M(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅僅要考慮現(xiàn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的需要，還應(yīng)該針對(duì)將來(lái)可能發(fā)生的事故或隱患預(yù)先采取措施，制定應(yīng)急預(yù)案，假象一旦真的發(fā)生事故，就可以利用預(yù)先設(shè)立的通風(fēng)系統(tǒng)將災(zāi)害控制在一定的區(qū)域內(nèi)，減少或阻止災(zāi)害擴(kuò)大，切斷由隱患向事故轉(zhuǎn)變的事故鏈，避免事故發(fā)生。減小或避免風(fēng)流逆流，減少或避免事故發(fā)生，從通風(fēng)系統(tǒng)上提高抗災(zāi)能力。

2.3 構(gòu)建合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)

一般來(lái)說(shuō)，有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井、高瓦斯礦井、煤層易自燃的礦井及有熱害的礦井，宜采用對(duì)角式或分區(qū)對(duì)角式通風(fēng);當(dāng)井田面積較大時(shí)，初期可采用中央式通風(fēng)，逐步過(guò)渡為對(duì)角式、分區(qū)對(duì)角式或混合式。

為了提高礦井的抗災(zāi)能力，有時(shí)也可以考慮多井口進(jìn)風(fēng)，多井口回風(fēng)的混合式通風(fēng)系統(tǒng)，在功能劃分上，可以將一部分系統(tǒng)設(shè)為常規(guī)通風(fēng)，另一部分系統(tǒng)設(shè)為事故通風(fēng)。混合式通風(fēng)方式是根據(jù)井田實(shí)際情況布局的通風(fēng)方式，是最好的通風(fēng)方式。

采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的最重要組成部分，其結(jié)構(gòu)決定著礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的最重要的參數(shù)和指標(biāo)。搞好采區(qū)通風(fēng)是保證礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要做到漏風(fēng)?。▋?nèi)部漏風(fēng)）、風(fēng)流穩(wěn)定性。

2.4 礦井生產(chǎn)階段的要求

（1）對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)嚴(yán)格規(guī)范，當(dāng)出現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝以及礦井改、擴(kuò)建等影響到礦井通風(fēng)能力的變化時(shí)，都要進(jìn)行礦井通風(fēng)能力核定，堅(jiān)決避免出現(xiàn)超通風(fēng)能力生產(chǎn)的現(xiàn)象。（2）加強(qiáng)對(duì)礦井通風(fēng)設(shè)施的管理，提高密閉、風(fēng)門(mén)、擋風(fēng)墻等設(shè)施質(zhì)量，減少漏風(fēng)，保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，通風(fēng)構(gòu)筑物和風(fēng)量調(diào)節(jié)設(shè)施應(yīng)該最少，以便于管理。（3）加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，局部通風(fēng)機(jī)對(duì)于保證采掘工作面的正常安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)該采取各種措施，盡量減少或避免局部通風(fēng)機(jī)停電、停風(fēng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，對(duì)于局部通風(fēng)機(jī)必須實(shí)行“三專(zhuān)兩閉鎖”。（4）盡量避免巷道的突擴(kuò)、突縮或急轉(zhuǎn)彎等非直巷道布置，定期對(duì)回風(fēng)巷進(jìn)行清理維護(hù)，防止冒落的頂板阻塞巷道，保證其有合理的通風(fēng)斷面，減小通風(fēng)阻力，從而保證風(fēng)流順暢。（5）定期對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)行通風(fēng)阻力進(jìn)行測(cè)定，及時(shí)掌握礦井的通風(fēng)阻力分布情況，采取科學(xué)合理的風(fēng)量調(diào)節(jié)措施，保證用風(fēng)地點(diǎn)的供風(fēng)正常。

一套礦井通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)論多么合理，多么有效，也不可能達(dá)到一勞永逸的效果，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗災(zāi)能力畢竟是有限的，它隨生產(chǎn)和時(shí)間的變化而不斷地發(fā)生著改變，因此，我們?cè)趯?duì)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和日常管理中必須留有一定的“彈性空間”。在井下發(fā)生事故的情況下，必須有一套完善的救災(zāi)系統(tǒng)，這可能需要對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改變，以適應(yīng)救災(zāi)的需要。

礦井的主要通風(fēng)機(jī)必須具備反風(fēng)的功能，并且反風(fēng)在10min內(nèi)完成，反風(fēng)后的風(fēng)量不得小于反風(fēng)前的40%，如果利用通風(fēng)控制設(shè)施反風(fēng)，必須保證這些設(shè)施的可靠性。另外，必須對(duì)通風(fēng)人員安全技術(shù)培訓(xùn)提高技術(shù)素質(zhì)。

2.5 通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)展前景展望

由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，僅僅依靠人工憑借經(jīng)驗(yàn)的手段來(lái)進(jìn)行日常管理和事故救災(zāi)決策，實(shí)施起來(lái)難度非常大，而且可靠性不高，極易出錯(cuò)。因此，借助于現(xiàn)代化的信息管理技術(shù)，以計(jì)算機(jī)作為輔助手段來(lái)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行管理已是大勢(shì)所趨。

使用計(jì)算機(jī)可以對(duì)井巷網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，通過(guò)對(duì)巷道的斷面、風(fēng)速等參數(shù)進(jìn)行賦值，可以實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字化、科學(xué)化和現(xiàn)代化，然后通過(guò)預(yù)先編制的程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理、計(jì)算，輸出正確的結(jié)果，從而，為工程技術(shù)人員提供必要的參考，以輔助決策。

新型礦井通風(fēng)系統(tǒng)軟件除了必須實(shí)現(xiàn)諸如災(zāi)害事故模擬分析、選擇最佳避災(zāi)路線(xiàn)以及推薦災(zāi)變情況下的控風(fēng)方案等一些基本的功能外，還應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：（1）可視化。通風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)以及計(jì)算結(jié)果最好能以圖、文、聲等多媒體技術(shù)手段，十分直觀地展現(xiàn)出來(lái)，這對(duì)簡(jiǎn)化工作人員的工作量以及在救災(zāi)時(shí)能夠快速地做出決策非常有利。（2）實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬。由于礦井氣候、巷道布局等時(shí)刻在發(fā)生著變化，新型軟件必須能夠適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)性，時(shí)刻保持與礦井的真實(shí)情況相符合，這樣得出的結(jié)果才真實(shí)、可靠。（3）具有預(yù)測(cè)性。新開(kāi)發(fā)的通風(fēng)系統(tǒng)軟件必須能根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地對(duì)之后的通風(fēng)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便幫助技術(shù)人員及早做出決策，并制定相關(guān)措施。

3.通風(fēng)安全的計(jì)算機(jī)管理

3.1 建立通風(fēng)安全數(shù)據(jù)庫(kù)

建立和使用好通風(fēng)安全數(shù)據(jù)庫(kù)、圖庫(kù)、模型庫(kù)是利用計(jì)算機(jī)定期進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)模擬和分析及進(jìn)行現(xiàn)代化管理的依據(jù)。通風(fēng)安全數(shù)據(jù)庫(kù)主要有通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)報(bào)表、防火和防塵、煤礦的瓦斯管理等。

3.2 通風(fēng)安全計(jì)算機(jī)輔助決策及設(shè)計(jì)

借助DOS或?qū)＜蚁到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井災(zāi)害的救災(zāi)方案預(yù)演、優(yōu)化和科學(xué)決策。在進(jìn)行礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)和進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)分配時(shí)，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算、通風(fēng)機(jī)優(yōu)選、模擬各方案結(jié)果，對(duì)于優(yōu)化方案，提高工作效率有很大幫助，同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)繪制通風(fēng)系統(tǒng)平面圖、立體圖和通風(fēng)動(dòng)態(tài)圖等?，F(xiàn)已開(kāi)發(fā)應(yīng)用礦井管理信息系統(tǒng)、通風(fēng)安全管理信息系統(tǒng)和礦井救災(zāi)決策專(zhuān)家系統(tǒng)等軟件，應(yīng)用效果較好。

通風(fēng)安全管理信息系統(tǒng)是用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)，基于現(xiàn)代安全管理理論，以計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通訊技術(shù)為基本信息處理手段和傳輸工具的、能為管理決策提供信息服務(wù)的信息系統(tǒng)。它是由人與計(jì)算機(jī)組成的，能進(jìn)行通風(fēng)安全管理信息的收集、傳遞、儲(chǔ)存、加工、分析和利用的系統(tǒng)。

3.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)管理

礦井通風(fēng)技術(shù)管理信息系統(tǒng)根據(jù)礦井的實(shí)際情況，可包括如下子系統(tǒng)：建立煤礦瓦斯數(shù)據(jù)庫(kù)，瓦斯突出數(shù)據(jù)庫(kù)，防塵數(shù)據(jù)庫(kù)，通風(fēng)監(jiān)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，通風(fēng)測(cè)定儀表數(shù)據(jù)庫(kù)，礦井火災(zāi)數(shù)據(jù)庫(kù)。礦井通風(fēng)技術(shù)管理信息系統(tǒng)能有利于礦井通風(fēng)技術(shù)管理，全面提高礦井通風(fēng)科學(xué)管理水平。

4.結(jié)語(yǔ)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的好壞不僅關(guān)系到煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，合理的通風(fēng)系統(tǒng)直接決定著礦井抗災(zāi)能力的大小。合理的通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)具有通風(fēng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，阻力分布合理等特點(diǎn)，無(wú)論在礦井設(shè)計(jì)階段還是在生產(chǎn)階段，必須盡量保證通風(fēng)系統(tǒng)的合理性，從而達(dá)到煤礦安全。

參考文獻(xiàn)

[1]徐瑞龍.通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)理論[M].北京：煤炭工業(yè)出版社， 1993，6.

[2]王德明.礦井通風(fēng)安全理論與技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1999，10.

作者簡(jiǎn)介：楊曉亮，男，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：煤礦通風(fēng)安全管理。