礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行分析

＊郭亞雄

（山西省蘭花集團莒山煤礦有限公司 山西 048000）

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國礦井開采工作越發(fā)復(fù)雜，雖然通過運用新型技術(shù)以及通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)降低了開采過程中的危險系數(shù)，但是對近年來山西煤礦開采情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)在長期運行中存在很多的問題，如果工作人員沒有重視監(jiān)測系統(tǒng)的維護保養(yǎng)，那么通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)就無法發(fā)揮出作用，因此本文將先對系統(tǒng)運行原理進行分析，進而對通風(fēng)系統(tǒng)的組成和相關(guān)問題展開討論，最后就如何確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行提出相應(yīng)的措施，以期推動我國經(jīng)濟進一步發(fā)展。

1.礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的運行原理

礦井通風(fēng)安全系統(tǒng)主要是將外界新鮮空氣通過一個或者多個滾降軸、漂移物或者是其他表面連接件進入到整個系統(tǒng)中，然后再按照氣道引導(dǎo)進入開采工作區(qū)域中，將大部分污染物如灰塵、易燃?xì)怏w等進行吸收混合，最后被污染的空氣會重新沿著氣道排出到地面，在整個通風(fēng)安全系統(tǒng)的穩(wěn)定運行中要求工作人員不能進入系統(tǒng)的所有部位，尤其是返回氣道決定不允許在運行過程中有工作人員進入，并且對于污染物的濃度我國也有嚴(yán)格的閾值限制，返回的空氣中存在大量的污染物，必須經(jīng)過多個滾降軸返回地面，同時還要做好對污染空氣的后續(xù)處理工作，減少對生態(tài)系統(tǒng)的破壞[1]。

2.礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成部分

(1)風(fēng)扇

在整個礦井通風(fēng)系統(tǒng)的運行過程中風(fēng)扇是必不可少的組成部分，風(fēng)扇不管是單獨或者是組合使用都能將系統(tǒng)中的空氣按照設(shè)計排出，一般來說風(fēng)扇會固定在地面上或者是連接到向下的豎井強制空氣進入系統(tǒng)進行通風(fēng)。因為礦井開采工作會產(chǎn)生很多的有毒氣體以及粉塵，如果通風(fēng)系統(tǒng)無法安全穩(wěn)定運行，很容易發(fā)生爆炸危害甚至讓整個礦井出現(xiàn)坍塌。所以礦井通風(fēng)的規(guī)章制度比其它地下設(shè)施更加嚴(yán)格，對于主要通風(fēng)風(fēng)扇的使用目前許多國家都是選擇放置在地面，確保礦井開采的安全，同時風(fēng)扇與井道以及漂移物之間不能處于同一條線，還要配備合適的面板保護主要通風(fēng)風(fēng)扇，確?，F(xiàn)場工作人員的生命安全不會受到威脅。

(2)填塞物和密封

在進行煤礦開采工作前必須要確保進氣與返回之間建立阻塞，因為有時礦井內(nèi)部可能因為一些特殊原因不需要通風(fēng)，這時候就要用阻塞物來防止氣流短路，在阻塞物的選擇上我國一般是選擇防火木塊或者混凝土塊等不易燃的物體，也可以選擇特制的鋼塞，而阻塞物必須要將其鎖定在地板或者側(cè)面，通過運用密封劑材料進行涂抹防止堵塞時出現(xiàn)氣體泄露，如果煤礦開采是處于弱化學(xué)活性地層中就只需要將密封劑涂抹在巖石表面位置即可，目前我國所有煤礦對于阻塞物的選擇上強調(diào)必須防火，同時高溫條件下不應(yīng)該產(chǎn)生有毒煙霧。其中我國部分煤礦在頂煤、側(cè)面和地板上也會選擇采取耐火窗簾作為一個短期的解決措施，也是一個十分不錯的方法，值得作為一種創(chuàng)新思路展開研究。如果在煤礦開采工作中需要將礦區(qū)的廢棄區(qū)域與現(xiàn)存的通風(fēng)基礎(chǔ)設(shè)計進行隔離，要求工作人員在二者之間的連接通道入口處做好密封件擺放，部分礦井在阻塞物的選擇上還需要具備防爆能力，那么就需要準(zhǔn)備兩個或者多個阻塞物，每個阻塞物之間的距離控制在5m-10m，間隔空間中運用沙子、壓縮的非易燃巖石廢料或者人造材料等，在頂煤和地板上就要添加鋼梁提高整個結(jié)構(gòu)強度，避免因為爆炸導(dǎo)致礦井坍塌等現(xiàn)象發(fā)生[2]。

3.礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中存在的問題

(1)使用壽命較短

目前在礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中需要配備甲烷傳感器以及一氧化碳傳感器，這兩種設(shè)備可以很好地預(yù)測礦井中煤炭自燃災(zāi)害，因此需要受到煤礦開采工作人員的重視，但是在進行實際應(yīng)用中很容易發(fā)現(xiàn)雖然系統(tǒng)主機、使用軟件等已經(jīng)進行了升級處理，可是在傳感器上依舊是通過載體催化元件，因為載體催化元件的存在導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命會受到一定的影響。除此之外，國家曾經(jīng)在《煤礦安全規(guī)程》中提出必須要對甲烷傳感器每7h進行一次調(diào)校，因此頻繁的調(diào)校會縮短傳感器的使用壽命，還會讓載體催化元件的使用壽命以及工作穩(wěn)定性無法得到保障，這就給礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定運行帶來一定的影響。在傳感器方面，國內(nèi)所使用的傳感器仍然處于落后的狀態(tài)，其主要體現(xiàn)在以下幾方面：

一是，不具有抗毒性能。在煤礦開采過程中，會產(chǎn)生含量較高的硫化氫氣體，這種氣體是一種易燃的酸性氣體，同時具有毒性。硫化氫氣體會附著在元器件的表面，二者會發(fā)生一定的反應(yīng)，從而降低元器件的靈敏度。二是，傳感器的制作工藝較差，同時與載體催化元件的同步性較差。在我國，對于甲烷最常采用的是載體催化元件，在礦井中甲烷的含量較大，同時還含有大量的可燃性、爆炸性的氣體。這些氣體的存在對傳感器的正常工作造成了嚴(yán)重的影響。三是，抗沖擊性能較差。在礦井巷道中，如果出現(xiàn)大量的瓦斯，元件的狀態(tài)會非常的活躍。較為活躍的元件零件開始進行移動，此時傳感器的準(zhǔn)確度大大降低。傳感器感應(yīng)到的數(shù)值，也無法準(zhǔn)確的反映出現(xiàn)場的瓦斯情況，給相關(guān)人員的判斷造成了一定的影響，所以元器件的抗沖擊性能較差。與此同時也會影響元器件的使用壽命，降低其穩(wěn)定性。

另外，礦井中部分工作人員的專業(yè)水平并不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，所以在對設(shè)備進行檢查維修時很容易因為一些人為操作給零件儀器造成損壞，造成經(jīng)濟損失，同時還會留下安全隱患，影響礦井內(nèi)部有毒氣體的檢測工作順利完成。

(2)系統(tǒng)之間不兼容

在對礦井安全通風(fēng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)進行廣泛應(yīng)用中因為國家沒有強制要求，所以導(dǎo)致目前現(xiàn)有的生產(chǎn)廠家之間通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)所使用的通信協(xié)議有所不同，不同的系統(tǒng)之間無法形成兼容，這種現(xiàn)象的存在并不利于我國通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)工作，因為不同的廠家產(chǎn)品之間缺少互動性以及互操作性，不利于系統(tǒng)功能的多樣化發(fā)展，很容易造成資源浪費。通過對山西煤礦通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)運行情況進行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)盡管有部分工作人員曾針對系統(tǒng)進行升級改造，可是因為核心問題即通信協(xié)議的不同導(dǎo)致無法實現(xiàn)各個系統(tǒng)之間的資源共享，不僅會影響煤礦的工作效率，還會因為各個系統(tǒng)之間的不兼容無法形成統(tǒng)一，很容易因為一個環(huán)節(jié)的失誤給整個礦井運行帶來影響[3]。

(3)工作人員沒有樹立安全意識

在煤礦開采過程中，需要做好對工作人員的安全培訓(xùn)工作，定期舉行講座等活動幫助工作人員擴展知識容量，提高專業(yè)水平，防止工作人員在日常工作中因為自身操作問題導(dǎo)致煤礦開采產(chǎn)生安全事故，因為對目前煤礦進行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)很多工作人員的專業(yè)水平不達標(biāo)，他們對于平時的通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)以及監(jiān)測設(shè)備的檢查都比較懈怠，沒有良好的工作素養(yǎng)同時沒有意識到自身工作的重要性，很容易產(chǎn)生突發(fā)事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，因此需要企業(yè)以及政府部門重視對工作人員的管理培訓(xùn)工作，盡可能降低人為操作帶來的經(jīng)濟損失。

(4)安全通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的管理、維護力度欠缺

對煤礦安全通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護力度不夠，不能夠達到相關(guān)的制度要求。在監(jiān)控系統(tǒng)或者類似工程驗收與審核過程中，未能按照相關(guān)的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)進行嚴(yán)格細(xì)致的相關(guān)工作。在實際的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中，傳感器的安裝數(shù)量與設(shè)計數(shù)量存在較大差異，安裝數(shù)量嚴(yán)重不足，因此導(dǎo)致后期進行監(jiān)控系統(tǒng)使用時，相關(guān)人員無法全面了解礦井中的實際情況。另外，在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的維護過程中，存在售后服務(wù)不到位，維護工作不能滿足相關(guān)規(guī)定的情況。主要存在的問題是相關(guān)人員在進行傳感器調(diào)校時，未能按照有關(guān)的規(guī)定進行操作，因此，導(dǎo)致混掛或者誤掛的情況出現(xiàn)。同時傳感器出現(xiàn)故障時，對其進行維修不及時，會造成一段時間內(nèi)傳感器無法正常工作的情況，對該系統(tǒng)的正常使用造成了一定的影響。

4.礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的相關(guān)措施

目前我國礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在著較多的問題沒有及時得到解決，接下來將提出相應(yīng)的解決措施，希望可以有效提高通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)使用過程中的安全系數(shù)。

(1)制定科學(xué)完善的煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)

對礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)實際運行進行深入的了解分析，促使該系統(tǒng)能夠良好的發(fā)揮出應(yīng)有的功能，從而有效的解決不兼容等問題的發(fā)生，可以通過制定并完善煤礦安全監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)，從而有效的預(yù)防以上問題的發(fā)生。同時針對系統(tǒng)中的不足之處，在設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)時可以適當(dāng)?shù)囊M先進的技術(shù)。

同時對于元件的選擇方面，要對其動態(tài)性和通用性進行關(guān)注，在一定程度上避免系統(tǒng)語言不兼容的問題，讓煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在使用中不斷完善系統(tǒng)的功能，從而真正的實現(xiàn)通風(fēng)檢測系統(tǒng)的控制、監(jiān)測和維護多方面的工作，使該系統(tǒng)更具有通用性和實用性。制定并完善煤礦通用安全檢測的標(biāo)準(zhǔn)可以使系統(tǒng)更加的完善，從而更好地為用戶提供幫助。

(2)對傳感器質(zhì)量予以高度重視

礦井通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在日常的運行過程中載體催化元件以及傳感器的存在是必不可少的，對于工作人員而言要確保傳感器的質(zhì)量符合國家所頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，盡可能降低安全事故的發(fā)生概率，從而提高煤礦開采的工作效率，防止給現(xiàn)場工作人員的生命安全帶來威脅。所以對于負(fù)責(zé)材料采購的管理人員而言要意識到自身工作的重要性，對于貨物的質(zhì)量以及性能進行嚴(yán)格的檢查管控，尤其是在對傳感器以及載體催化元件的選擇上更要時刻秉持著質(zhì)量第一原則，才能從根源上讓傳感器的質(zhì)量以及性能符合使用標(biāo)準(zhǔn)。比如像礦井中的瓦斯傳感器在展開安裝運行之前工作人員要對其所有重要性能進行分析對比，各個指標(biāo)符合要求后才可以進行大規(guī)模生產(chǎn)，這樣才可以讓整個采礦工作實現(xiàn)低風(fēng)險運行。

(3)對技術(shù)創(chuàng)新予以高度重視

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國各個行業(yè)都在不斷加強創(chuàng)新力度，從而更好的跟上時代發(fā)展速度，避免被時代所淘汰。而對于礦井開采工作而言同樣需要意識到技術(shù)創(chuàng)新的重要性，盡管目前我國煤礦開采對于安全通風(fēng)監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用，但是依舊會受到很多來自外界因素的影響，所以在未來的發(fā)展建設(shè)中很多礦井企業(yè)都需要根據(jù)自身實際情況建立起完善的科研小組，針對自身企業(yè)運行過程中存在的問題以及缺陷進行調(diào)整優(yōu)化，比如說像防雷層就必須要進行有效的升級優(yōu)化，工作人員可以選擇在保護區(qū)域和中心站兩個設(shè)備之間選擇一個更加安全的位置實行避雷措施，減少煤礦開采過程中的雷擊事故發(fā)生概率。

除此之外科技人員也要與現(xiàn)場施工人員進行溝通，根據(jù)實際情況選擇一些比較重要的問題先進行解決，防止造成更加巨大的經(jīng)濟損失。

(4)制定維護計劃

各類設(shè)備的運維養(yǎng)護同樣是必不可少的，常規(guī)設(shè)備運維會對各類設(shè)備應(yīng)用周期產(chǎn)生直接的影響，所以對于通風(fēng)安全檢測設(shè)備的維護工作，如果工作人員只是偶爾進行檢查保養(yǎng)，那么就無法保證設(shè)備時刻處于最佳運行狀態(tài)，而針對這一問題就需要工作人員與管理人員進行溝通交流，制定出合適的維護計劃實現(xiàn)定期保修，確保設(shè)備的每一個零件部位都能夠符合使用標(biāo)準(zhǔn)，避免留下安全隱患。比如墊圈以及密封件就要控制好維護頻率，對于出現(xiàn)損壞的部件要求工作人員不能存在僥幸心理，要立馬展開更換維修，通過有效維護通風(fēng)安全監(jiān)測設(shè)備，將延長其使用壽命并提高性能，防止安全事故的發(fā)生，造成人員傷亡。

(5)開展安全檢測培訓(xùn)活動

在煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，所涉及的知識較為廣泛，同時操作人員所要掌握的知識類型也呈現(xiàn)多樣化。其中具體包括機械設(shè)備、軟件升級改造技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及軟硬件技術(shù)等知識內(nèi)容。在系統(tǒng)建設(shè)的過程中，對操作人員的技術(shù)水平要求較高，不但要擁有豐富的實踐經(jīng)驗，還要擁有扎實的理論知識，否則無法使煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)的效果真正發(fā)揮出來。

因此，在系統(tǒng)建設(shè)的過程中，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)人員積極開展相關(guān)的培訓(xùn)活動，讓技術(shù)人員和相關(guān)操作人員提升自身的技術(shù)操作水平，增強他們的理論知識，同時結(jié)合實踐培訓(xùn)來豐富他們的實踐經(jīng)驗，讓其建設(shè)出完善的通風(fēng)安全監(jiān)測系統(tǒng)。同時讓管理人員清楚了解該系統(tǒng)的應(yīng)用效果以及系統(tǒng)使用中的注意事項，避免人為原因造成操作失誤的問題發(fā)生。同時讓二者進行相關(guān)的配合，使之系統(tǒng)發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。

另外，系統(tǒng)在運行管理的時候，要嚴(yán)格遵守各類規(guī)章制度，從而實現(xiàn)精細(xì)化的管理工作，這在一定程度上保證了礦井的安全以及人員的安全，發(fā)揮出安全監(jiān)測培訓(xùn)工作的真正價值。

5.結(jié)束語

綜上所述，對于礦井通風(fēng)安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中存在的問題進行分析研究可以發(fā)現(xiàn)，目前我國在對系統(tǒng)的使用上存在一定的問題，但與此同時工作人員不能只關(guān)心系統(tǒng)存在的問題，還要針對設(shè)備儀器進行維護保養(yǎng)工作，而對于政府部門以及制造廠家而言，就要協(xié)調(diào)行業(yè)中各個企業(yè)之間互相進行溝通交流，選擇使用同一種通信協(xié)議，確保系統(tǒng)之間實現(xiàn)兼容，讓通風(fēng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用得到最大化發(fā)揮，并且我國在煤礦開采過程中都會有機械事故，針對這一問題，一般是因為工作人員專業(yè)水平不到位以及沒有做好維護工作所引起的，因此要求工作人員意識到自身工作崗位的重要性，確保我國礦井開采的穩(wěn)定運行。