礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)及其應(yīng)用研究

＊栗錫金

（華陽集團(tuán)景福煤業(yè)有限公司 山西 045000）

1.礦井通風(fēng)系統(tǒng)概述

(1)礦井通風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)

隨著鉆井技術(shù)的不斷提升，開采工作的深度也會(huì)變得越來越深，這對(duì)礦井的通風(fēng)功能要求越來越高。為了能夠保證施工人員的身體健康和正常施工，那么就需要利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)來進(jìn)行通風(fēng)，從而保證生產(chǎn)安全。礦井通風(fēng)系統(tǒng)具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，因?yàn)樵谶M(jìn)行礦山施工時(shí)，一般的自然環(huán)境都比較差，地質(zhì)條件也十分復(fù)雜，各種地質(zhì)構(gòu)造都有。而通風(fēng)系統(tǒng)需要在不同的地質(zhì)中進(jìn)行安裝，就需要采用不同設(shè)備和方式進(jìn)行構(gòu)造，具有一定的復(fù)雜性。除此之外，礦井通風(fēng)系統(tǒng)還具有一定的隨機(jī)性，因?yàn)橥L(fēng)系統(tǒng)是由一些參數(shù)來進(jìn)行控制的，而且這些參數(shù)并沒有特定的規(guī)律來進(jìn)行設(shè)置，無法進(jìn)行一定的預(yù)測。通風(fēng)系統(tǒng)還具有一定的不穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼤?huì)受到一些外部環(huán)境的影響，從而造成其運(yùn)用狀態(tài)不穩(wěn)定。

(2)礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)路方面，為了對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性研究，需要對(duì)其所存在的參數(shù)進(jìn)行了解。通風(fēng)系統(tǒng)的主要參數(shù)是風(fēng)壓H、風(fēng)量Q以及風(fēng)阻R，它們會(huì)隨著外部條件的變化而變化。為了能夠保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定，需要進(jìn)行一定的通風(fēng)系統(tǒng)管理。與此同時(shí)，通過相關(guān)研究分析表示，通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定性還與角聯(lián)巷道的類型有關(guān)，不同的巷道會(huì)形成不同的風(fēng)阻和風(fēng)壓，因此，需要對(duì)其進(jìn)行研究。在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析工作時(shí)，應(yīng)該對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的主要資料進(jìn)行一定的收集和整理，包括風(fēng)機(jī)參數(shù)、通風(fēng)系統(tǒng)圖等內(nèi)容。還需要對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基本的了解，從而能夠?qū)锹?lián)巷道的類型和重點(diǎn)巷道進(jìn)行重點(diǎn)了解。還應(yīng)該對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)路增阻或者降阻進(jìn)行一定的計(jì)劃，從而確立風(fēng)路穩(wěn)定性系數(shù)矩陣，這樣能夠更好地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

(3)礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析

通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性指的是該系統(tǒng)在正常作業(yè)時(shí)能夠保持相關(guān)參數(shù)的能力，能夠有效實(shí)現(xiàn)通風(fēng)的作用。研究通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性主要是為了能夠防止礦井下面出現(xiàn)相關(guān)的工作事故，同時(shí)還能夠有效降低通風(fēng)系統(tǒng)的檢修費(fèi)用，降低停機(jī)幾率，提高作業(yè)效率。通風(fēng)系統(tǒng)能夠很好地工作，從而保證礦井下面具有非常新鮮的空氣，同時(shí)又能夠?qū)ΦV井下面有毒的氣體進(jìn)行一定的稀釋，防止作業(yè)人員出現(xiàn)危險(xiǎn)。在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的研究中，其可靠性主要是通過風(fēng)路的有效度來進(jìn)行體現(xiàn)。系統(tǒng)的有效度可以通過正常通風(fēng)時(shí)間與通風(fēng)實(shí)效的平均值來進(jìn)行一定的比較，從而能夠更好地進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的判斷。

2.礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)體系建立

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是有多個(gè)功能和目標(biāo)的決策系統(tǒng)，通過安全性評(píng)價(jià)體系的建立能夠更好地對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行解決。在進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)體系的建立中，應(yīng)該十分全面地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的情況進(jìn)行了解，從而能夠更好地針對(duì)其影響因素進(jìn)行一定的判斷，有效實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究。

(1)安全性評(píng)價(jià)體系建立原則

在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系建立的過程中，應(yīng)該將其評(píng)價(jià)指標(biāo)按照科學(xué)的方式來進(jìn)行使用，這樣才能夠更加精確地展示出通風(fēng)系統(tǒng)所具有的安全性。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)其評(píng)價(jià)體系進(jìn)行定性和定量分析，這樣才能夠從綜合方面對(duì)其情況進(jìn)行完整的反應(yīng)。因此，需要更加真實(shí)地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力進(jìn)行反應(yīng)，并且排除人為因素在中間的影響，符合科學(xué)的評(píng)價(jià)原理，這樣才可以有效促進(jìn)評(píng)價(jià)體系的有效性和準(zhǔn)確性。

(2)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

為了能夠更好地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行確定，首先需要對(duì)其事故樹進(jìn)行繪制，這樣能夠?qū)ο嚓P(guān)礦井事故內(nèi)容進(jìn)行了解，我們能夠了解到，通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)方式、通風(fēng)管理以及安全措施對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性具有非常重要的作用。除此之外，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的合理性對(duì)系統(tǒng)的安全性具有很大的影響，應(yīng)根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)量等內(nèi)容來進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)布局，這樣才能夠確保系統(tǒng)安全。

影響通風(fēng)系統(tǒng)安全性的因素，與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)布局、通風(fēng)方式、通風(fēng)巷道阻力是否合理、風(fēng)量調(diào)配、構(gòu)筑物的規(guī)范性等相關(guān)內(nèi)容具有一定的關(guān)系。還與礦井風(fēng)流穩(wěn)定性、通風(fēng)動(dòng)力可靠性等具有非常大的關(guān)系。

除此之外，其主要的影響因素還包括通風(fēng)動(dòng)力可靠度、通風(fēng)管理及設(shè)施等內(nèi)容，從而能夠得出礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)體系如表1：

表1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)體系

(3)通風(fēng)系統(tǒng)指標(biāo)隸屬度確定

通過系統(tǒng)指標(biāo)隸屬度的確定能夠很好地進(jìn)行客觀反應(yīng)，有利于降低安全性評(píng)價(jià)的誤差。表2是通風(fēng)方式合理性隸屬度表：

表2 通風(fēng)方式合理性隸屬度表

表3 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)合理性

表4 礦井有效風(fēng)率隸屬度

表5 通風(fēng)方法合理性隸屬表

3.礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例

(1)礦井情況簡要介紹

某礦井地處某山脈中段，與市中心距離有110km。此礦區(qū)兩側(cè)有二級(jí)公路通過，與某河具有20km的距離。而此礦井附近有火車站，主要運(yùn)用索道來進(jìn)行煤的運(yùn)輸工作。此煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)置兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)，在+680m和+850m處各有一個(gè)回風(fēng)井，同時(shí)也具有兩個(gè)進(jìn)風(fēng)井，都是在+572m，風(fēng)量分別為4900m3/min和2250m3/min，而風(fēng)速為6.5m/s和5.0m/s。表6是通風(fēng)參數(shù)：

表6 通風(fēng)參數(shù)

(2)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)

為了能夠更好地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要對(duì)風(fēng)量變化率進(jìn)行了解，變化率K=f（R）/f（R0），K=f（R0）/f（R+），通過一定的計(jì)算我們可以獲得K=Ni/N=77/236×100%=32.6%。從而能夠通過相關(guān)數(shù)據(jù)顯示此通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較差。

(3)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)對(duì)該案例中的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而能夠獲得下面的結(jié)論：此礦井在進(jìn)行一定的優(yōu)化工作時(shí)，從而造成風(fēng)路在其不穩(wěn)定性中具有比較大的比例，需要對(duì)其通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一定的優(yōu)化工作，可以將現(xiàn)有的單通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而形成兩個(gè)子系統(tǒng)，這樣能夠有效緩解其不穩(wěn)定性。而且此通風(fēng)系統(tǒng)的角聯(lián)風(fēng)路數(shù)量比較多，這樣就會(huì)為風(fēng)阻調(diào)節(jié)工作帶來非常大的影響。為了能夠保證其穩(wěn)定性，需要對(duì)關(guān)聯(lián)風(fēng)路中的分支進(jìn)行風(fēng)阻調(diào)節(jié)工作。

4.結(jié)束語

綜上所述，在剛開始進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)時(shí)，可以根據(jù)相關(guān)事故樹來進(jìn)行分析，從而建立正確的評(píng)價(jià)體系。然后需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的安全性影響因素進(jìn)行整理和分析，并且將其進(jìn)行一定的層次劃分，并且運(yùn)用層次分析法來進(jìn)行矩陣的計(jì)算，這樣就能夠?qū)ο嚓P(guān)指標(biāo)權(quán)重具有一個(gè)明確的認(rèn)定，將定性分析和定量分析進(jìn)行充分地結(jié)合，有效建立安全評(píng)價(jià)體系。還需要對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，加入到安全評(píng)價(jià)體系之中，這樣能夠有效保證礦井的安全。在未來的研究和發(fā)展之中，還應(yīng)該對(duì)影響通風(fēng)系統(tǒng)安全性的相關(guān)因素進(jìn)行進(jìn)一步研究，從而將理論與實(shí)踐進(jìn)行一定的結(jié)合，用量化的方法來進(jìn)行安全性的體現(xiàn)，這樣可以有效提高安全性評(píng)價(jià)體系的有效性。