礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)及危險(xiǎn)因素分析

（義煤集團(tuán)李溝礦業(yè)有限責(zé)任公司，河南 宜陽 471600）

引言

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是防控礦井災(zāi)害的重要保障，礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響生產(chǎn)的安全性和礦井的運(yùn)行效率，因此構(gòu)建科學(xué)的安全評(píng)價(jià)體系，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)不足之處的精準(zhǔn)識(shí)別，并在此基礎(chǔ)上查缺補(bǔ)漏，從整體上優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)的性能，顯示出礦井通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)礦井事故的預(yù)防價(jià)值。

一、概述

礦井通風(fēng)技術(shù)主要指向井下各作業(yè)點(diǎn)提供新鮮空氣及排出廢氣的技術(shù)，該技術(shù)對(duì)于礦井的正常作業(yè)具有重要意義。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的，通過發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)建立通風(fēng)工程體系，結(jié)合計(jì)算機(jī)優(yōu)化及調(diào)節(jié)的功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化防塵與風(fēng)流凈化，從而達(dá)到井下作業(yè)點(diǎn)空氣流通并凈化的目的。礦井通風(fēng)技術(shù)對(duì)于礦井空氣的流通以及井下溫度的控制十分重要，通過通風(fēng)系統(tǒng)可以有效排出礦井中的污濁空氣，并保持穩(wěn)定的新鮮空氣供給，從而減少礦井作業(yè)中毒事故的發(fā)生。通風(fēng)系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分：通風(fēng)設(shè)計(jì)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)通風(fēng)的動(dòng)力不同，可以將系統(tǒng)分為機(jī)械和自然通風(fēng)兩種，由于自然通風(fēng)工作效率低且穩(wěn)定性較差，目前機(jī)械通風(fēng)在我國(guó)礦井生產(chǎn)過程中使用最為廣泛。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行需要滿足三個(gè)條件：一是獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，二是針對(duì)井下爆破庫的通風(fēng)系統(tǒng)，三是回風(fēng)巷的固定設(shè)置點(diǎn)，由此形成一個(gè)完整的礦井通風(fēng)系統(tǒng)，從而為井下作業(yè)人員的安全提供保障。

二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法

（一）網(wǎng)絡(luò)分析方法

采用網(wǎng)絡(luò)分析方法來實(shí)行分析及評(píng)價(jià)時(shí)，需建立及規(guī)劃不同的子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)以系統(tǒng)總和、詳細(xì)分析作為基礎(chǔ)，以此建立以不同子系統(tǒng)為聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，并通過該網(wǎng)絡(luò)對(duì)單元格中相關(guān)常見問題進(jìn)行判斷，以此避免由于單元格不合理而導(dǎo)致的問題發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)分析方法具有操作方便、運(yùn)用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但僅能對(duì)單一通風(fēng)系統(tǒng)起到作用，對(duì)安全性指標(biāo)的計(jì)算來說，存在著巨大的價(jià)值。

（二）評(píng)價(jià)方法缺陷

a)單一指標(biāo)只能反映礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的某一方面的缺陷，忽略了礦井通風(fēng)系統(tǒng)本身就是一個(gè)復(fù)雜的、開放的、隨機(jī)的系統(tǒng)，因此，單因素指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法可靠性低。b)專家打分的方法也是礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)常用的一種評(píng)價(jià)方法。然而這一評(píng)價(jià)方法非常受專家個(gè)人的知識(shí)背景、工作經(jīng)歷等條件的影響，且缺乏定量的評(píng)價(jià)依據(jù)。此外，井下條件瞬息萬變，此類方法也難以完全反映礦井的通風(fēng)能力。

（三）故障樹分析法

故障樹分析法在通常情況下，一般是通過對(duì)系統(tǒng)的故障、單元表現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果以故障樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型的建立，并以此進(jìn)行分析。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測(cè)相關(guān)問題出現(xiàn)的概率。而分析結(jié)果表明，不同子系統(tǒng)之間所具有問題以及相關(guān)的因果關(guān)系具有明顯的特征。故障樹分析法的特點(diǎn)是其建立的模型精確度較高，且數(shù)據(jù)十分清晰。但其加入計(jì)算量會(huì)受到結(jié)構(gòu)的增加影響，因此不能用于相關(guān)問題的處理上。

三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的危險(xiǎn)因素分析

（一）煤礦地質(zhì)危險(xiǎn)因素

除以上危險(xiǎn)因素外，煤礦周圍的地質(zhì)條件也對(duì)生產(chǎn)安全性產(chǎn)生一定的影響。眾所周知，煤礦是在幾千年的地質(zhì)作用下形成的，在此過程中，會(huì)出現(xiàn)斷層和褶皺現(xiàn)象，對(duì)煤炭開采和巷道掘進(jìn)工作產(chǎn)生直接影響。有些學(xué)者研究表明，若煤礦處于斷層上，極容易發(fā)生透水事故。因此，針對(duì)處于斷層的煤礦，應(yīng)將煤礦的透水性和導(dǎo)水性納入考慮的范圍。因此，在對(duì)煤礦開采地質(zhì)條件進(jìn)行安全評(píng)價(jià)的過程中，應(yīng)明確以下幾點(diǎn):

(1)斷層的基本狀況主要包括斷層的單位面積斷層條數(shù)、平均落差等。

(2)煤層的基本狀況主要包括煤層的埋藏深度、厚度、傾角以及自然發(fā)火傾向性等。

(3)頂?shù)装迩闆r主要包括對(duì)頂板的管理和對(duì)巷道的維護(hù)。

（二）作業(yè)環(huán)境不安全

作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)因素主要包括礦井氣候條件惡劣、巷道和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷、有害氣體超標(biāo)、安全警示標(biāo)志缺陷以及作業(yè)場(chǎng)所狹窄等問題，其中，礦井氣候條件主要是指井巷內(nèi)的氣溫過高或者過低，無法充分滿足通風(fēng)需求;作業(yè)場(chǎng)所狹窄則會(huì)導(dǎo)致人員操作與機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生交互干擾;瓦斯和二氧化硫等有害氣體含量超標(biāo)對(duì)井下作業(yè)人員的身體健康造成一定威脅。

（三）通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性方面

通風(fēng)機(jī)可分為主要通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)和輔助通風(fēng)機(jī)。大功率的主要通風(fēng)機(jī)主要承擔(dān)著整個(gè)礦井的送風(fēng)排氣功能，各個(gè)局部通風(fēng)機(jī)輔助主要通風(fēng)機(jī)完成整個(gè)通風(fēng)任務(wù)。從安全可靠的要求來看，要使主要通風(fēng)機(jī)的性能曲線保持在性能峰值周圍，使工作風(fēng)壓保持在最高風(fēng)壓的90%以下。局部通風(fēng)機(jī)包括雙風(fēng)機(jī)、雙電源等組成部分，礦井的每一區(qū)域都應(yīng)配備有足夠數(shù)量的局部通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性是保障礦井生產(chǎn)工作安全有序進(jìn)行的重要因素，如果不能保證其運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，就會(huì)給礦井生產(chǎn)帶來安全隱患。

四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)發(fā)展趨勢(shì)

實(shí)際上，礦井之下的環(huán)境之復(fù)雜，僅靠上述的幾種通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法并不能完全確定。而隨著眾多學(xué)者對(duì)這一領(lǐng)域的關(guān)注，在如今就已經(jīng)可以對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法未來的發(fā)展趨勢(shì)做一定的猜測(cè)。在未來，對(duì)礦井通風(fēng)的安全評(píng)價(jià)模式肯定將出現(xiàn)全新的發(fā)展，評(píng)價(jià)模式將趨于簡(jiǎn)單，不需要如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般輸入大量數(shù)據(jù)，也不需要通過專家選擇，選取正確的評(píng)估指標(biāo)，也能使結(jié)果更準(zhǔn)確。

五、結(jié)語

礦井下空氣質(zhì)量的優(yōu)良性在煤礦安全生產(chǎn)中起到了保障煤礦工作者生命安全和采煤安全生產(chǎn)的重要作用。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行保證了瓦斯?jié)舛取⒎蹓m濃度及其他有毒有害氣體濃度在安全閾值內(nèi)。對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)展開研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，能促進(jìn)采煤技術(shù)的發(fā)展。通過分析與總結(jié)，對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)方法有了進(jìn)一步了解，明確了礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)的原則及一些不容忽視的危險(xiǎn)因素，為對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)一步研究提供一些參考。