淺析礦井通風與安全

鄒成軍

摘要：本文通過對煤礦礦井下的安全問題以及通風問題進行分析，并提出一些措施，期望能更好的促進煤礦的安全采礦和管理。

關鍵詞：礦井通風;安全管理;通風事故;通風信息管理系統

中圖分類號：C93文獻標識碼： A

引言

隨著礦井開采深度與強度的加大，通風系統的進一步復雜化，已有的通風系統不能滿足生產需要，許多礦山通風系統面臨著優化改造的問題。在通風系統優化改造方面，國內外有著大量的研究，且較為成熟。但不同的礦山，具體問題不同，解決的方法自然不同，如何根據礦山的實際情況，合理利用高科技手段，解決好通風系統存在的實際問題，使新、老通風系統有機聯接，平穩過渡，并實現投資及運行成本最低化，生產可持續化，是礦井通風工作的重心。本文中，作者針對某銅礦山的實際問題，利用三維通風系統軟件對其進行了優化改造，提出最優化方案，并在礦山給予實施，取得了良好的效果。同時，為該礦山構建了通風系統可視化模型，能夠對通風系統進行有效管理，促進礦山安全生產。

一、礦井通風簡介

保障礦井良好的通風情況必須把以下兩個方面的工作做好:首先，要根據作業現場的實際情況，把有關礦井通風的技術難題解決掉，主要包括優化通風系統、礦井通風優化設計等;其次，要從系統安全的角度出發，提升礦井通風的管理水平。我們國家雖然在通風技術的研究與應用方面已經取得了相當不錯的成果，但是仍然經常發生一些由于通風管理不善所引起的煤礦災害事故。比如，貴州省木沖溝礦在2000年發生的特大瓦斯爆炸事故就是由于作業現場通風管理不善，導致循環風所造成的。因此，煤礦企業要想達到安全生產的目的，不能僅僅依靠提高通風技術水平這一手段，還必須加強對礦井通風安全的管理，加強對通風事故防范措施的研究。

二、礦井通風與安全監控系統構建的重要性

傳統意義上，礦井通風系統的主要功能就是改善井下的作業環境，新鮮空氣能通過入風口進入井下，井下的有毒有害氣體能通過回風井排出，在一定程度上保證井下作業的安全性?，F代化礦井通風與安全監控系統的構建能利用包括傳感技術、聲光報警系統、數據聯網技術等的現代化技術手段，實現對礦井內部重要參數的檢測，能為礦井管理人員提供礦井環境參數的動態信息，為礦井的生產指揮提供實時有效的重要材料，能較為全面地保證井下作業環境的安全性。

三、當前礦井通風與安全監控管理存在的問題

（一）礦井通風與安全監控系統的功能未能展現

現代化的礦井通風與安全監控系統在功能上具有一定的優勢，能較準確地對井下作業環境參數進行監測，同時也能通過在線網絡系統將數據傳輸到指揮中心，但由于礦井設備操作人員的專業能力有限，在對現代化安全監控系統的操作方面存在著一定的欠缺，導致一些傳感設備及網絡連接設備在發揮作用之前未經過科學合理的調試，同時部分設備安裝位置也存在著一定的問題，導致礦井通風與安全監控系統的功能減弱。

（二）通風阻力測定中存在的問題

目前大多數煤礦通過礦井通風阻力測定獲取的礦井通風系統的基礎數據存在一些問題，主要是：a)測定路線較少，不能較為全面地反映全礦井的通風基礎數據，具有相對片面性；b)未對測量數據隨機誤差進行平差處理，隨機誤差較大，導致數據可用性差；c)礦井通風系統是不斷變化的，隨著時間的推移，舊巷道維護情況、新掘巷道的支護情況都會發生較大變化，導致相關的通風基礎數據變化較大，不能真實反映當前實際情況。因此，若以現有礦井通風阻力測定報告提供的數據，很難建立一個符合實際情況的煤礦三維通風動態仿真模擬系統。

（三）原礦井通風系統為多井進風的單翼對角抽出式通風系統

新鮮風流由副井、主斜坡道進人，經各中段的井底車場、石門運輸平巷、出礦穿脈，排走工作面的煙塵，通過出礦水平的回風平巷和倒段回風井，倒至一280m總回風道和西風井，污風由安裝在地表(西風井井口)的礦用對旋式軸流風機排至地表。全礦分為三個礦段，分別處于不同的生產時期，中段通風網絡為平行雙巷式。

（四）主扇布置

在地表連接西風井附近，采用礦用DK系列對旋式軸流風機，擔負全礦的總回風任務，功率為355x2kW。采場及掘進作業面，部分采用單一抽出式或壓抽混合式局扇通風，另一部分采用高壓氣體清洗工作面;通風構筑物，由于井下采用大爆破作業和無軌出礦設備，各中段設置的通風構筑物不多，且主要分布在回風巷一側。

四、加強礦井通風與安全監控管理的措施

（一）貫通時采取有效的控風措施

在通風系統貫通前后要進行必要的調整和檢測，一旦出現進回風系統之間設置巷道貫通點時要立刻根據現場情況進行及時調整，減少兩側空氣壓差，減少兩側空氣壓差，然后在貫通的兩個方向設置好風門，貫通時關閉風門，等到放炮貫通之后再進行一遍通風系統的檢測和調整。礦井中通風系統越復雜，在進行巷道貫通時風流越不容易控制，貫通后的各個巷道中的通風情況很難得到準確的數據，因此特別強調加強通風管理和安全技術的應用，避免循環風和串聯風的產生。

（二）建立礦井通風事故隱患信息管理系統

礦井通風事故隱患信息管理系統主要包括以下五個方面的內容: 礦井通風系統狀況評估，評估全礦通風事故隱患，主要包括通風阻力、穩定性分析、有效風量、通風系統的設計、分區通風等。礦井通風設施評估，主要包括質量檢查、可靠性檢查。通風措施評估，主要包括全礦反風的效果、可靠性分析，下行通風應用效果等。通風系統特殊問題的分析評估，例如微風或無風、角聯巷道、串聯風、循環風等引發災變的可能性分析。評估抗災能力和礦井通風系統防災體系總體穩定性，通風事故隱患管理系統能夠協助技術人員從通風角度全面查找各種事故的隱患，能夠提高礦井總體抗災能力與通風能力。

（三）開展定性到定量的綜合集成技術研究

定性到定量的綜合集成技術是指采取人網結合、人機結合的方式，加強以人為主的知識、信息和智慧的綜合集成。合理的礦井通防研究方法應該是通過借鑒人腦思維的部分優點，通過聯想記憶、邏輯推理和數值計算之間的結合在確定性分析和不確定分析的基礎上將人的數據計算、工程經驗、現場檢測驗證等與計算機技術廣泛結合，由此建立一個智能化的礦井通風集成網絡系統，并通過自適應和自學習機制完善通風系統。

（四）研究設計支持系統

如果礦井通風系統優化設計、規劃和調節的計算能夠實現計算機化的綜合處理，并且優化方法能夠從線性向非線性不斷轉化，將會使優化結果更加有效合理。礦井通風系統全面優化設計方法和理論的完成都需要以計算機作為主要工具，然而國內計算機軟硬件水平較低，很難建立自動設計系統，所以應該以決策支持系統為主要支撐建立一套礦井通風系統適用軟件，同時設計和研發附帶的安全系統以保證礦井通風系統控制的規范化。

（五）構建完善的煤礦生產安全技術保障機制

合理的煤礦通風與安全監控系統是保證礦井安全生產的第一步，在設備投入階段，需考慮到煤礦的實際生產情況，并結合長遠發展目標，選擇科學有效的煤礦通風與安全監控系統。同時，為了規范管理，要明確各崗位職責，將無風、微風、循環風、老塘通風、通風系統故障、通風設施損壞、通風設施設置不及時、監控傳感器不按規定校正等列入通風事故范圍進行管理，同時要求各崗位人員學習并掌握現代化煤礦通風與安全監控系統的基本構造、基本操作知識、機械設備的管理與維護，并通過正負激勵重獎重罰的措施，調動全員參與通風安全管理的積極性和主動性。

（六）增強礦井通風與安全監控系統的監測功能

基于煤礦工作環境的復雜性及不可控性，即便現代化礦井通風與安全監控系統在功能上已較為全面，但是仍有很大提高空間，如系統的信息采集功能應得到進一步加強，也就是說應進一步提高各類環境參數傳感器的靈敏度及抗干擾能力，進而能更為全面地滿足各個礦井生產工作面的基本要求。對于傳感器來說，其監測范圍也應更為全面，其中需包括有毒有害氣體濃度傳感計、風壓傳感器、風速傳感器等，同時傳感器內部要包含網絡模塊，能隨時將檢測的信息傳輸到管理中心，進而有助于礦井生產指揮中心對井下作業的通風量進行優化控制。

（七）對已有巷道新掘巷道進行巷道斷面優選

可對現有巷道的通風經濟性進行分析評價，在考慮巷道的通風量、能耗損失、維護費用、服務年限及資金的時間價值后，提出巷道的綜合成本與通風費用的關系，并確定經濟斷面；對新掘巷道的工程成本、通風費用、服務年限及風機折舊成本及通風能力進行綜合分析、定量評價，提出新掘巷道的經濟斷面，從而對通風系統內關鍵巷道進行優化設計和改造。

結束語

隨著科學技術的發展，礦井通風技術和通風系統的優化都在日益改善，部分高新通風技術的應用已經取得了良好的實踐效果。但設計人員應當繼續加強礦井通風系統的優化設計與研究，強化通風系統檢測與管理，以不斷提高礦井通風質量和礦井生產安全質量。

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