礦井通風系統安全性評價及其應用研究

＊栗錫金

（華陽集團景福煤業有限公司 山西 045000）

1.礦井通風系統概述

(1)礦井通風系統特點

隨著鉆井技術的不斷提升，開采工作的深度也會變得越來越深，這對礦井的通風功能要求越來越高。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系統來進行通風，從而保證生產安全。礦井通風系統具有復雜性的特點，因為在進行礦山施工時，一般的自然環境都比較差，地質條件也十分復雜，各種地質構造都有。而通風系統需要在不同的地質中進行安裝，就需要采用不同設備和方式進行構造，具有一定的復雜性。除此之外，礦井通風系統還具有一定的隨機性，因為通風系統是由一些參數來進行控制的，而且這些參數并沒有特定的規律來進行設置，無法進行一定的預測。通風系統還具有一定的不穩定性，因為它會受到一些外部環境的影響，從而造成其運用狀態不穩定。

(2)礦井通風系統穩定性分析

礦井通風系統的不穩定主要體現在網絡和風路方面，為了對其系統進行穩定性研究，需要對其所存在的參數進行了解。通風系統的主要參數是風壓H、風量Q以及風阻R，它們會隨著外部條件的變化而變化。為了能夠保證通風系統的穩定，需要進行一定的通風系統管理。與此同時，通過相關研究分析表示，通風系統的不穩定性還與角聯巷道的類型有關，不同的巷道會形成不同的風阻和風壓，因此，需要對其進行研究。在進行通風系統的穩定性分析工作時，應該對通風系統的主要資料進行一定的收集和整理，包括風機參數、通風系統圖等內容。還需要對通風網絡結構進行基本的了解，從而能夠對角聯巷道的類型和重點巷道進行重點了解。還應該對通風系統的風路增阻或者降阻進行一定的計劃，從而確立風路穩定性系數矩陣，這樣能夠更好地對通風系統的穩定性進行分析。

(3)礦井通風系統可靠性分析

通風系統的可靠性指的是該系統在正常作業時能夠保持相關參數的能力，能夠有效實現通風的作用。研究通風系統的可靠性主要是為了能夠防止礦井下面出現相關的工作事故，同時還能夠有效降低通風系統的檢修費用，降低停機幾率，提高作業效率。通風系統能夠很好地工作，從而保證礦井下面具有非常新鮮的空氣，同時又能夠對礦井下面有毒的氣體進行一定的稀釋，防止作業人員出現危險。在進行通風系統可靠性的研究中，其可靠性主要是通過風路的有效度來進行體現。系統的有效度可以通過正常通風時間與通風實效的平均值來進行一定的比較，從而能夠更好地進行通風系統可靠性的判斷。

2.礦井通風系統安全性評價體系建立

礦井通風系統是有多個功能和目標的決策系統，通過安全性評價體系的建立能夠更好地對復雜的問題進行解決。在進行安全性評價體系的建立中，應該十分全面地對通風系統的情況進行了解，從而能夠更好地針對其影響因素進行一定的判斷，有效實現通風系統的穩定性研究。

(1)安全性評價體系建立原則

在進行礦井通風系統評價體系建立的過程中，應該將其評價指標按照科學的方式來進行使用，這樣才能夠更加精確地展示出通風系統所具有的安全性。與此同時，還應對其評價體系進行定性和定量分析，這樣才能夠從綜合方面對其情況進行完整的反應。因此，需要更加真實地對通風系統的通風能力進行反應，并且排除人為因素在中間的影響，符合科學的評價原理，這樣才可以有效促進評價體系的有效性和準確性。

(2)安全性評價指標確定

為了能夠更好地對通風系統安全性評價指標進行確定，首先需要對其事故樹進行繪制，這樣能夠對相關礦井事故內容進行了解，我們能夠了解到，通風系統中的通風方式、通風管理以及安全措施對整個系統的安全性具有非常重要的作用。除此之外，通風網絡的合理性對系統的安全性具有很大的影響，應根據風速和風量等內容來進行通風網絡布局，這樣才能夠確保系統安全。

影響通風系統安全性的因素，與通風網絡布局、通風方式、通風巷道阻力是否合理、風量調配、構筑物的規范性等相關內容具有一定的關系。還與礦井風流穩定性、通風動力可靠性等具有非常大的關系。

除此之外，其主要的影響因素還包括通風動力可靠度、通風管理及設施等內容，從而能夠得出礦井通風系統安全評價體系如表1：

表1 礦井通風系統安全評價體系

(3)通風系統指標隸屬度確定

通過系統指標隸屬度的確定能夠很好地進行客觀反應，有利于降低安全性評價的誤差。表2是通風方式合理性隸屬度表：

表2 通風方式合理性隸屬度表

表3 通風網絡合理性

表4 礦井有效風率隸屬度

表5 通風方法合理性隸屬表

3.礦井通風系統安全性評價應用實例

(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。此礦區兩側有二級公路通過，與某河具有20km的距離。而此礦井附近有火車站，主要運用索道來進行煤的運輸工作。此煤礦的通風系統主要設置兩臺通風機，在+680m和+850m處各有一個回風井，同時也具有兩個進風井，都是在+572m，風量分別為4900m3/min和2250m3/min，而風速為6.5m/s和5.0m/s。表6是通風參數：

表6 通風參數

(2)礦井通風系統安全性評價

為了能夠更好地對通風系統的穩定性進行評價，需要對風量變化率進行了解，變化率K=f（R）/f（R0），K=f（R0）/f（R+），通過一定的計算我們可以獲得K=Ni/N=77/236×100%=32.6%。從而能夠通過相關數據顯示此通風系統的穩定性比較差。

(3)評價結果分析

根據對該案例中的通風系統進行綜合評價，從而能夠獲得下面的結論：此礦井在進行一定的優化工作時，從而造成風路在其不穩定性中具有比較大的比例，需要對其通風網絡進行一定的優化工作，可以將現有的單通風系統進行改造，從而形成兩個子系統，這樣能夠有效緩解其不穩定性。而且此通風系統的角聯風路數量比較多，這樣就會為風阻調節工作帶來非常大的影響。為了能夠保證其穩定性，需要對關聯風路中的分支進行風阻調節工作。

4.結束語

綜上所述，在剛開始進行礦井通風系統的評價時，可以根據相關事故樹來進行分析，從而建立正確的評價體系。然后需要對通風系統的安全性影響因素進行整理和分析，并且將其進行一定的層次劃分，并且運用層次分析法來進行矩陣的計算，這樣就能夠對相關指標權重具有一個明確的認定，將定性分析和定量分析進行充分地結合，有效建立安全評價體系。還需要對通風系統的可靠性和穩定性進行分析，加入到安全評價體系之中，這樣能夠有效保證礦井的安全。在未來的研究和發展之中，還應該對影響通風系統安全性的相關因素進行進一步研究，從而將理論與實踐進行一定的結合，用量化的方法來進行安全性的體現，這樣可以有效提高安全性評價體系的有效性。