礦井通風(fēng)安全評價方法略論

沈偉

摘 要：煤炭是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，歷史上為我國經(jīng)濟建設(shè)做出了巨大的貢獻，即使是在核能、水能、風(fēng)能、太陽能等新型能源已經(jīng)興起的今天，煤炭在我國能源領(lǐng)域的主力地位仍然是無法替代的，仍然在發(fā)揮著促進經(jīng)濟發(fā)展的重要作用。然而令人遺憾的是，我國煤礦礦井長久以來在生產(chǎn)中卻一直受到瓦斯、水害、火災(zāi)、煤粉塵、冒頂?shù)雀鞣N災(zāi)害的威脅，給礦工生命財產(chǎn)和國家財產(chǎn)都造成過無法挽回的損失。雖然國家有關(guān)部門組織專家、學(xué)者等研究了多種措施來防止事故的發(fā)生，但是對于諸如瓦斯、水害、火災(zāi)、煤粉塵、冒頂?shù)却嬖诘臐撛谕{卻無法徹底根除。就目前情況來看，良好的礦井通風(fēng)系統(tǒng)仍然是稀釋和排除煤礦井下瓦斯、粉塵等的最有效的方法。

關(guān)鍵詞：礦井；通風(fēng)安全；評價方法

保持良好的通風(fēng)性能是礦井進行安全生產(chǎn)的必要基礎(chǔ)。我國幅員遼闊，煤炭資源不僅分布廣泛，而且儲量也豐富，但是煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)條件卻非常復(fù)雜，通風(fēng)性能更差，稍有不慎還有可能引發(fā)各種災(zāi)難性事故的發(fā)生，所以說，礦山建設(shè)者們一直在致力于科學(xué)有效的礦井通風(fēng)安全評價方法的研究工作。

一、礦井通風(fēng)安全評價方法概述

在礦井生產(chǎn)作業(yè)過程中，通過對其通風(fēng)系統(tǒng)安全性能的評價，可以幫助礦山管理者找到通風(fēng)系統(tǒng)中存在的各種問題，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患威脅，有利于礦山管理者提前對通風(fēng)系統(tǒng)的工作情況進行檢查、檢測，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題和隱患對現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)進行調(diào)整、優(yōu)化、升級改造，并提前制定出應(yīng)對事故發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案，把事故造成的損失降到最低。鑒于礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性能的重要性，因而也對礦井通風(fēng)安全評價方法的準確、科學(xué)、合理性等提出了嚴格的要求。

建國初期，我國礦井通風(fēng)在理論、技術(shù)及其系統(tǒng)安全性能等方面的研究就了一定的發(fā)展，此后，在礦井通風(fēng)安全評價方面的發(fā)展進步較快。但是在過去的很長時間里，我國對礦井通風(fēng)的安全評價大多采用的是安全檢查表法和專家打分法。其中安全檢查表法主要是指“依據(jù)相關(guān)的標準、規(guī)范，對工程、系統(tǒng)中已知的危險類別、設(shè)計缺陷以及與一般工藝設(shè)備、操作、管理有關(guān)的潛在危險性和有害性進行判別檢查。”安全檢查表法使用起來比較簡便，擁有很高的適用范圍，但是安全檢查表屬于定性評價，不能對整個系統(tǒng)的安全性給出確定的結(jié)果。專家打分法則是指“通過匿名方式征詢有關(guān)專家的意見，對專家意見進行統(tǒng)計、處理、分析和歸納，客觀地綜合多數(shù)專家經(jīng)驗與主觀判斷，對大量難以采用技術(shù)方法進行定量分析的因素做出合理估算，經(jīng)過多輪意見征詢、反饋和調(diào)整后，對債權(quán)價值和價值可實現(xiàn)程度進行分析的方法。”專家打分法主要適用于存在諸多不確定因素，而采用其他方法又難以進行定量分析的債權(quán)。盡管專家打分法是一種定量評價，然而每個專家的權(quán)重卻不好確定，因此在實際執(zhí)行中也存在一些問題。不論是安全檢查表法還是專家打分法，都可以作為煤礦井下通風(fēng)安全管理的有效手段在通風(fēng)安全管理工作中運用，但是如果將其作為對系統(tǒng)危險程度的評價，以各指標的得分值作為評價依據(jù)，顯然還缺乏堅實的科學(xué)依據(jù)。

二、礦井通風(fēng)安全評價方法存在的問題

在礦井的生產(chǎn)建設(shè)中，按照礦井進風(fēng)井與回風(fēng)井布置形式的不同，通常可以將它的通風(fēng)方式分為三種類型，首先是中央式通風(fēng)，即進風(fēng)井和回風(fēng)井位于井田走向的中央，在此基礎(chǔ)上，還可以將其再次分為中央并列式和中央邊界式兩種通風(fēng)方式；其次對角式通風(fēng)，即進風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井分別位于井田淺部走向兩翼邊界采區(qū)的中央，對角式通風(fēng)也可以再次分為兩翼對角式和分區(qū)對角式兩種通風(fēng)方式；第三是混合式通風(fēng)，這種通風(fēng)方式在對大礦、老礦的深部進行開采時比較常用，其進風(fēng)井和回風(fēng)井通常是由三個或三個以上的井筒或斜井按照上述的中央式通風(fēng)方式和對角式通風(fēng)方式進行組合而成的，混合式通風(fēng)同樣也可以再次分為中央分列與對角混合式、中央并列與對角混合式、中央并列與中央分列混合式三種形式。就當前礦井通風(fēng)評價方法存在的問題而言，主要有四個方面：

首先是評價因素中各指標在評價過程中的權(quán)重確定問題，這是對礦井通風(fēng)安全性能進行評價的核心，對于權(quán)重的確定是否正確，是確定安全評價結(jié)果可靠度的依據(jù)。其次是對一個復(fù)雜對象的評價問題，在礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全評價工作中，存在著各種評價方法機制不同、方法屬性層次相異等現(xiàn)象，并且在評價中還容易受到參與評價的專家群和描述被評價對象特征的指標體系的影響，因此，這就有可能導(dǎo)致在同一資料的評價結(jié)果、排序結(jié)果之間存在差異。第三個問題是，很多專家在評價方法上通常都遵循著一種思路，比如“對某類問題構(gòu)造出一種新的方法，然后用一個例子來說明其方法的有效性，”，這種評價方法與實際應(yīng)用之間尚有一些距離。第四個問題是，缺少礦井通風(fēng)安全評價的專業(yè)人才，這個問題的存在一方面是緣于近年來煤炭行業(yè)業(yè)績的下滑導(dǎo)致的專業(yè)人才的流失和人才引進的乏力，另一方面是緣于近些年來高等院校相關(guān)專業(yè)招生力度的下降導(dǎo)致的生源的不足和專業(yè)學(xué)生的短缺。這些問題的存在，影響了礦井通風(fēng)安全評價方法的發(fā)展。

三、幾種常見的礦井通風(fēng)安全評價方法介紹

礦井是由多個系統(tǒng)共同作用、相互制約而形成的統(tǒng)一體，通風(fēng)系統(tǒng)只是其中的一個分支，其組成部分包括有風(fēng)機控制、CO傳感器、交通狀態(tài)檢測、火災(zāi)報警控制和TC控制等。礦井通過通風(fēng)系統(tǒng)可以將新鮮空氣輸入井下，增加氧氣濃度，滿足井下作業(yè)人員對氧氣的需要，并稀釋、排除井下的有毒有害氣體、粉塵等，改善井下生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境。下文筆者就簡要介紹幾種常用的礦井通風(fēng)安全評價方法。

一是模糊綜合評價法，模糊綜合評價法是以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)的分析方法，利用這種方法可以對多個涉及模糊相關(guān)因素影響的事物或方案進行總評決策，以解決在生產(chǎn)和生活中存在的內(nèi)涵和外延都不明確的模糊概念，提高定性評價的客觀性。在礦井通風(fēng)安全評價中，這是常用的一種方法。

二是層次分析法，層次分析法是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進行定性和定量分析的決策方法，是建立在系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)上的分析方法，該方法可以利用較少的定量信息把決策的思維過程數(shù)學(xué)化，從而求解多目標、多準則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題。層次分析法具有實用性、系統(tǒng)性、簡潔性等優(yōu)點，在礦井通風(fēng)安全評價中經(jīng)常用到。

三是灰色關(guān)聯(lián)度分析法，灰色關(guān)聯(lián)度分析法是一種多因素統(tǒng)計分析方法，它是以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強弱、大小和次序，若樣本數(shù)據(jù)反映出的兩因素變化的態(tài)勢（方向、大小和速度等）基本一致，則它們之間的關(guān)聯(lián)度較大；反之，關(guān)聯(lián)度較小。這種方法具有物理概念清晰、直觀，計算簡單等特點，在礦山通風(fēng)安全評價中常用。

四是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價方法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)起源于上個世紀的四十年代，在礦井通風(fēng)安全評價中，該方法運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性、容錯性、自學(xué)習(xí)性及實時處理性等特點解決了礦井通風(fēng)安全評價的非結(jié)構(gòu)性問題，由于這種評價方法具有較強的學(xué)習(xí)和聯(lián)想功效，且精度較高，人工干擾也少，因而在礦井通風(fēng)安全評價中也經(jīng)常使用。

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