礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)研究

張景明

摘 要：在礦井生產(chǎn)過程中，地下通風(fēng)的主要目的是為工作面提供足夠的新鮮風(fēng)流，從而有效稀釋巷道中的粉塵以及有毒有害氣體。其中，礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是確保整個(gè)礦井安全生產(chǎn)的前提，本文結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對礦井的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，并提出對應(yīng)的改進(jìn)措施，以期有效提升整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng);監(jiān)測監(jiān)控;預(yù)防措施

0 引言

在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)流的主要作用是對巷道中的空氣進(jìn)行合理控制。當(dāng)通風(fēng)效率較低時(shí)，整個(gè)礦井工作效率也會(huì)明顯降低，導(dǎo)致事故發(fā)生率增加。新鮮空氣能夠有效降低污染物濃度，因此，實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，特別是礦山生產(chǎn)過程中粉塵產(chǎn)生量以及污染物排放量都應(yīng)按照相關(guān)的法規(guī)定期監(jiān)測。為了保證整個(gè)礦井通風(fēng)效果的優(yōu)良，應(yīng)當(dāng)在礦井中沿其風(fēng)流方向布置工作設(shè)備，且主通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)布置在新鮮風(fēng)流進(jìn)入礦井的線路中，線路中應(yīng)包含排氣口，整體風(fēng)流較為暢通。通風(fēng)機(jī)一般安裝在主氣軸上，有進(jìn)入和返回兩條線路。

1 通風(fēng)類型[1]

在礦井生產(chǎn)過程中，流通通風(fēng)是主要的通風(fēng)路線。空氣通過井筒進(jìn)入到礦山內(nèi)部，在其內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)，流量調(diào)節(jié)器完成各巷道的風(fēng)流分配任務(wù)。同時(shí)，風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)向，輔助通風(fēng)系統(tǒng)從流通系統(tǒng)中獲取空氣，經(jīng)過排風(fēng)扇處理后經(jīng)鋼管等分配到礦山的各個(gè)工作場所，其中，輔助風(fēng)扇以及風(fēng)道大多是強(qiáng)迫性通風(fēng)，這種系統(tǒng)中，新鮮風(fēng)流被動(dòng)抽入巷道中，使污染的空氣能夠被有效排出。

為保證礦井能夠達(dá)到理想的通風(fēng)效果，需要有足夠的新鮮空氣流量，風(fēng)扇也要達(dá)到額定的電力，能夠通過變速控制系統(tǒng)優(yōu)化整體通風(fēng)效果。在礦山實(shí)際生產(chǎn)過程中，只要需要人員工作的區(qū)域，其氧氣含量都應(yīng)高于19%，且二氧化碳濃度低于0.5%，從而避免有毒有害氣體濃度超標(biāo)而威脅到工人的人身安全。此外，礦井的回風(fēng)氣體中總可燃?xì)怏w含量應(yīng)當(dāng)?shù)陀?.75%。

2 礦井主通風(fēng)系統(tǒng)

關(guān)于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要有以下兩個(gè)方面的要求：首先，風(fēng)路應(yīng)沿主風(fēng)道傳輸至礦井外部，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作面的通風(fēng)以及風(fēng)流的反流。其次，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)工作面通風(fēng)系統(tǒng)，有效利用工作區(qū)域內(nèi)的空氣來清除其存在的粉塵，同時(shí)稀釋有毒有害氣體。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理時(shí)，礦井生產(chǎn)周期將會(huì)被顯著延長，風(fēng)壓損失量也會(huì)增加，最終導(dǎo)致其整體經(jīng)濟(jì)效益降低。

根據(jù)礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異，整體通風(fēng)系統(tǒng)可以分為U型管系統(tǒng)以及通流式系統(tǒng)兩種。在U型管系統(tǒng)中，空氣經(jīng)過工作區(qū)域沿相鄰?fù)ǖ婪祷?，同時(shí)含有一定的岔口，在入口處與出口處之間相互連通，這種布置方式適用于長壁式開采以及房柱式開采。通流式系統(tǒng)中礦井的風(fēng)流吸入量以及排出量與巷道之間有明顯的連接，巷道的特征較為單一。這種通風(fēng)形式適用于地質(zhì)條件較為特殊的區(qū)域，有時(shí)還需要配合空氣調(diào)節(jié)器以及助推器完成通風(fēng)工作。關(guān)于常見的氣流通風(fēng)形式如下：

長壁系統(tǒng)。在長壁通風(fēng)系統(tǒng)中，瓦斯及氣體控制、機(jī)械化長壁巖石破碎率兩個(gè)因素均會(huì)對通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。通風(fēng)不合理時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致粉塵量增加，有毒有害氣體含量增加。特別是在在斷層存在較多的區(qū)域，當(dāng)較厚以及瓦斯含量較高時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的布局會(huì)變得更加復(fù)雜。為有效處理上述問題，一般需要將工作面縮短，以適應(yīng)特殊的地質(zhì)條件需求。

支柱系統(tǒng)。在定向系統(tǒng)中，氣道一般位于巷道中央?yún)^(qū)域且在兩側(cè)布置有回風(fēng)道。在進(jìn)氣以及回風(fēng)的中間為主也需要布置傳送軌道，末端布置調(diào)節(jié)風(fēng)窗以實(shí)現(xiàn)風(fēng)流的改變。在礦井中，風(fēng)流的改變一般需要上級領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。同時(shí)，正常情況下，這種風(fēng)流形式并不適用于通風(fēng)工作的管理。支柱系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：氣流能夠在整個(gè)巷道的末端進(jìn)行劃分，一半進(jìn)入操作空間，另一半返回原有的氣道。但其缺點(diǎn)在于通風(fēng)機(jī)的停機(jī)次數(shù)相對于單向通風(fēng)來說會(huì)高于其兩倍，且漏風(fēng)量也會(huì)增加。

3 礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)礦井的安全高效生產(chǎn)，需要建立健全的礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，如何做好監(jiān)測，監(jiān)控系統(tǒng)可以從如下方面進(jìn)行入手。

制定對應(yīng)的檢測監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，在礦山監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，首先應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)合理的監(jiān)控方案，對于不合理的通信協(xié)議以及物理層協(xié)議進(jìn)行整改，解決反復(fù)購置問題，避免系統(tǒng)與礦井實(shí)際情況的不兼容。選用的安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)當(dāng)保證其信息的使用較為廣泛，且運(yùn)用組態(tài)軟件技術(shù)。關(guān)于組態(tài)軟件技術(shù)，這種技術(shù)是一種通用型的監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，不需要進(jìn)行復(fù)雜編程且系統(tǒng)本身的工具便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通信、控制、存儲，設(shè)備功能性較強(qiáng)，通用性較廣，實(shí)用性較廣泛，能夠有效避免設(shè)備之間不兼容的情況。

加強(qiáng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)安全管理，在保護(hù)區(qū)域以及礦井中心控制站區(qū)之間應(yīng)當(dāng)加裝安全保護(hù)欄，運(yùn)用安全欄分解電路上多余的電能，通過安全欄將瞬間的高電壓降低，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)線路的安全保護(hù)，避免由于高電壓而出現(xiàn)設(shè)備的不可逆損壞。

提高傳感器的使用壽命以及可靠性。在研究階段應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)研究力度，從而實(shí)現(xiàn)傳感器可靠性的提升，延長其使用壽命。生產(chǎn)過程中可以通過設(shè)計(jì)傳感器故障診斷軟件以保證設(shè)備出現(xiàn)問題之后能夠在第一時(shí)間識別并處理。在傳感器的端部應(yīng)當(dāng)配置瓦斯探頭且包含小鋼瓶，規(guī)范其生產(chǎn)過程中的校準(zhǔn)工作，實(shí)現(xiàn)整體探測準(zhǔn)確性的提升。

加強(qiáng)人員的培訓(xùn)。在礦井實(shí)際生產(chǎn)過程中，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對于工作人員綜合素質(zhì)要求較高。主要原因?yàn)?，監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)由于其包含的知識種類較多，硬件較為復(fù)雜，涉及的專業(yè)知識面較廣，只有通過加強(qiáng)人員的綜合能力管理才能夠有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名.郭屯煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)升級改造經(jīng)驗(yàn)及未來展望[J].山東煤炭科技，2018，219（11）：86-89+91.