礦井通風系統安全評價及危險因素分析

（義煤集團李溝礦業有限責任公司，河南 宜陽 471600）

引言

礦井通風系統是防控礦井災害的重要保障，礦井通風系統設計的優劣將直接影響生產的安全性和礦井的運行效率，因此構建科學的安全評價體系，有助于實現對礦井通風系統不足之處的精準識別，并在此基礎上查缺補漏，從整體上優化礦井通風系統的性能，顯示出礦井通風系統對礦井事故的預防價值。

一、概述

礦井通風技術主要指向井下各作業點提供新鮮空氣及排出廢氣的技術，該技術對于礦井的正常作業具有重要意義。礦井通風系統是在計算機技術的基礎上形成的，通過發達的互聯網建立通風工程體系，結合計算機優化及調節的功能，實現自動化防塵與風流凈化，從而達到井下作業點空氣流通并凈化的目的。礦井通風技術對于礦井空氣的流通以及井下溫度的控制十分重要，通過通風系統可以有效排出礦井中的污濁空氣，并保持穩定的新鮮空氣供給，從而減少礦井作業中毒事故的發生。通風系統主要分為兩個部分：通風設計和通風網絡。根據通風的動力不同，可以將系統分為機械和自然通風兩種，由于自然通風工作效率低且穩定性較差，目前機械通風在我國礦井生產過程中使用最為廣泛。礦井通風系統的運行需要滿足三個條件：一是獨立的通風系統，二是針對井下爆破庫的通風系統，三是回風巷的固定設置點，由此形成一個完整的礦井通風系統，從而為井下作業人員的安全提供保障。

二、礦井通風系統安全評價方法

（一）網絡分析方法

采用網絡分析方法來實行分析及評價時，需建立及規劃不同的子系統，該子系統以系統總和、詳細分析作為基礎，以此建立以不同子系統為聯系的網絡，并通過該網絡對單元格中相關常見問題進行判斷，以此避免由于單元格不合理而導致的問題發生。網絡分析方法具有操作方便、運用簡單等優點，但僅能對單一通風系統起到作用，對安全性指標的計算來說，存在著巨大的價值。

（二）評價方法缺陷

a)單一指標只能反映礦井通風系統存在的某一方面的缺陷，忽略了礦井通風系統本身就是一個復雜的、開放的、隨機的系統，因此，單因素指標的評價方法可靠性低。b)專家打分的方法也是礦井通風系統安全評價常用的一種評價方法。然而這一評價方法非常受專家個人的知識背景、工作經歷等條件的影響，且缺乏定量的評價依據。此外，井下條件瞬息萬變，此類方法也難以完全反映礦井的通風能力。

（三）故障樹分析法

故障樹分析法在通常情況下，一般是通過對系統的故障、單元表現的問題進行分析，并將分析結果以故障樹結構進行模型的建立，并以此進行分析。通過對數據的分析，預測相關問題出現的概率。而分析結果表明，不同子系統之間所具有問題以及相關的因果關系具有明顯的特征。故障樹分析法的特點是其建立的模型精確度較高，且數據十分清晰。但其加入計算量會受到結構的增加影響，因此不能用于相關問題的處理上。

三、礦井通風系統的危險因素分析

（一）煤礦地質危險因素

除以上危險因素外，煤礦周圍的地質條件也對生產安全性產生一定的影響。眾所周知，煤礦是在幾千年的地質作用下形成的，在此過程中，會出現斷層和褶皺現象，對煤炭開采和巷道掘進工作產生直接影響。有些學者研究表明，若煤礦處于斷層上，極容易發生透水事故。因此，針對處于斷層的煤礦，應將煤礦的透水性和導水性納入考慮的范圍。因此，在對煤礦開采地質條件進行安全評價的過程中，應明確以下幾點:

(1)斷層的基本狀況主要包括斷層的單位面積斷層條數、平均落差等。

(2)煤層的基本狀況主要包括煤層的埋藏深度、厚度、傾角以及自然發火傾向性等。

(3)頂底板情況主要包括對頂板的管理和對巷道的維護。

（二）作業環境不安全

作業環境危險因素主要包括礦井氣候條件惡劣、巷道和支護結構設計缺陷、有害氣體超標、安全警示標志缺陷以及作業場所狹窄等問題，其中，礦井氣候條件主要是指井巷內的氣溫過高或者過低，無法充分滿足通風需求;作業場所狹窄則會導致人員操作與機械設備產生交互干擾;瓦斯和二氧化硫等有害氣體含量超標對井下作業人員的身體健康造成一定威脅。

（三）通風機的運轉可靠性方面

通風機可分為主要通風機、局部通風機和輔助通風機。大功率的主要通風機主要承擔著整個礦井的送風排氣功能，各個局部通風機輔助主要通風機完成整個通風任務。從安全可靠的要求來看，要使主要通風機的性能曲線保持在性能峰值周圍，使工作風壓保持在最高風壓的90%以下。局部通風機包括雙風機、雙電源等組成部分，礦井的每一區域都應配備有足夠數量的局部通風機。通風機的運轉可靠性是保障礦井生產工作安全有序進行的重要因素，如果不能保證其運轉可靠性，就會給礦井生產帶來安全隱患。

四、礦井通風系統安全評價發展趨勢

實際上，礦井之下的環境之復雜，僅靠上述的幾種通風系統安全評價方法并不能完全確定。而隨著眾多學者對這一領域的關注，在如今就已經可以對通風系統安全評價方法未來的發展趨勢做一定的猜測。在未來，對礦井通風的安全評價模式肯定將出現全新的發展，評價模式將趨于簡單，不需要如人工神經網絡一般輸入大量數據，也不需要通過專家選擇，選取正確的評估指標，也能使結果更準確。

五、結語

礦井下空氣質量的優良性在煤礦安全生產中起到了保障煤礦工作者生命安全和采煤安全生產的重要作用。礦井通風系統的可靠運行保證了瓦斯濃度、粉塵濃度及其他有毒有害氣體濃度在安全閾值內。對礦井通風系統展開研究具有重大的現實意義，能促進采煤技術的發展。通過分析與總結，對礦井通風系統安全評價方法有了進一步了解，明確了礦井通風系統安全評價的原則及一些不容忽視的危險因素，為對礦井通風系統的進一步研究提供一些參考。