浅析矿井通风与安全

邹成军

摘要：本文通过对煤矿矿井下的安全问题以及通风问题进行分析，并提出一些措施，期望能更好的促进煤矿的安全采矿和管理。

关键词：矿井通风;安全管理;通风事故;通风信息管理系统

中图分类号：C93文献标识码： A

引言

随着矿井开采深度与强度的加大，通风系统的进一步复杂化，已有的通风系统不能满足生产需要，许多矿山通风系统面临着优化改造的问题。在通风系统优化改造方面，国内外有着大量的研究，且较为成熟。但不同的矿山，具体问题不同，解决的方法自然不同，如何根据矿山的实际情况，合理利用高科技手段，解决好通风系统存在的实际问题，使新、老通风系统有机联接，平稳过渡，并实现投资及运行成本最低化，生产可持续化，是矿井通风工作的重心。本文中，作者针对某铜矿山的实际问题，利用三维通风系统软件对其进行了优化改造，提出最优化方案，并在矿山给予实施，取得了良好的效果。同时，为该矿山构建了通风系统可视化模型，能够对通风系统进行有效管理，促进矿山安全生产。

一、矿井通风简介

保障矿井良好的通风情况必须把以下两个方面的工作做好:首先，要根据作业现场的实际情况，把有关矿井通风的技术难题解决掉，主要包括优化通风系统、矿井通风优化设计等;其次，要从系统安全的角度出发，提升矿井通风的管理水平。我们国家虽然在通风技术的研究与应用方面已经取得了相当不错的成果，但是仍然经常发生一些由于通风管理不善所引起的煤矿灾害事故。比如，贵州省木冲沟矿在2000年发生的特大瓦斯爆炸事故就是由于作业现场通风管理不善，导致循环风所造成的。因此，煤矿企业要想达到安全生产的目的，不能仅仅依靠提高通风技术水平这一手段，还必须加强对矿井通风安全的管理，加强对通风事故防范措施的研究。

二、矿井通风与安全监控系统构建的重要性

传统意义上，矿井通风系统的主要功能就是改善井下的作业环境，新鲜空气能通过入风口进入井下，井下的有毒有害气体能通过回风井排出，在一定程度上保证井下作业的安全性。现代化矿井通风与安全监控系统的构建能利用包括传感技术、声光报警系统、数据联网技术等的现代化技术手段，实现对矿井内部重要参数的检测，能为矿井管理人员提供矿井环境参数的动态信息，为矿井的生产指挥提供实时有效的重要材料，能较为全面地保证井下作业环境的安全性。

三、当前矿井通风与安全监控管理存在的问题

（一）矿井通风与安全监控系统的功能未能展现

现代化的矿井通风与安全监控系统在功能上具有一定的优势，能较准确地对井下作业环境参数进行监测，同时也能通过在线网络系统将数据传输到指挥中心，但由于矿井设备操作人员的专业能力有限，在对现代化安全监控系统的操作方面存在着一定的欠缺，导致一些传感设备及网络连接设备在发挥作用之前未经过科学合理的调试，同时部分设备安装位置也存在着一定的问题，导致矿井通风与安全监控系统的功能减弱。

（二）通风阻力测定中存在的问题

目前大多数煤矿通过矿井通风阻力测定获取的矿井通风系统的基础数据存在一些问题，主要是：a)测定路线较少，不能较为全面地反映全矿井的通风基础数据，具有相对片面性；b)未对测量数据随机误差进行平差处理，随机误差较大，导致数据可用性差；c)矿井通风系统是不断变化的，随着时间的推移，旧巷道维护情况、新掘巷道的支护情况都会发生较大变化，导致相关的通风基础数据变化较大，不能真实反映当前实际情况。因此，若以现有矿井通风阻力测定报告提供的数据，很难建立一个符合实际情况的煤矿三维通风动态仿真模拟系统。

（三）原矿井通风系统为多井进风的单翼对角抽出式通风系统

新鲜风流由副井、主斜坡道进人，经各中段的井底车场、石门运输平巷、出矿穿脉，排走工作面的烟尘，通过出矿水平的回风平巷和倒段回风井，倒至一280m总回风道和西风井，污风由安装在地表(西风井井口)的矿用对旋式轴流风机排至地表。全矿分为三个矿段，分别处于不同的生产时期，中段通风网络为平行双巷式。

（四）主扇布置

在地表连接西风井附近，采用矿用DK系列对旋式轴流风机，担负全矿的总回风任务，功率为355x2kW。采场及掘进作业面，部分采用单一抽出式或压抽混合式局扇通风，另一部分采用高压气体清洗工作面;通风构筑物，由于井下采用大爆破作业和无轨出矿设备，各中段设置的通风构筑物不多，且主要分布在回风巷一侧。

四、加强矿井通风与安全监控管理的措施

（一）贯通时采取有效的控风措施

在通风系统贯通前后要进行必要的调整和检测，一旦出现进回风系统之间设置巷道贯通点时要立刻根据现场情况进行及时调整，减少两侧空气压差，减少两侧空气压差，然后在贯通的两个方向设置好风门，贯通时关闭风门，等到放炮贯通之后再进行一遍通风系统的检测和调整。矿井中通风系统越复杂，在进行巷道贯通时风流越不容易控制，贯通后的各个巷道中的通风情况很难得到准确的数据，因此特别强调加强通风管理和安全技术的应用，避免循环风和串联风的产生。

（二）建立矿井通风事故隐患信息管理系统

矿井通风事故隐患信息管理系统主要包括以下五个方面的内容: 矿井通风系统状况评估，评估全矿通风事故隐患，主要包括通风阻力、稳定性分析、有效风量、通风系统的设计、分区通风等。矿井通风设施评估，主要包括质量检查、可靠性检查。通风措施评估，主要包括全矿反风的效果、可靠性分析，下行通风应用效果等。通风系统特殊问题的分析评估，例如微风或无风、角联巷道、串联风、循环风等引发灾变的可能性分析。评估抗灾能力和矿井通风系统防灾体系总体稳定性，通风事故隐患管理系统能够协助技术人员从通风角度全面查找各种事故的隐患，能够提高矿井总体抗灾能力与通风能力。

（三）开展定性到定量的综合集成技术研究

定性到定量的综合集成技术是指采取人网结合、人机结合的方式，加强以人为主的知识、信息和智慧的综合集成。合理的矿井通防研究方法应该是通过借鉴人脑思维的部分优点，通过联想记忆、逻辑推理和数值计算之间的结合在确定性分析和不确定分析的基础上将人的数据计算、工程经验、现场检测验证等与计算机技术广泛结合，由此建立一个智能化的矿井通风集成网络系统，并通过自适应和自学习机制完善通风系统。

（四）研究设计支持系统

如果矿井通风系统优化设计、规划和调节的计算能够实现计算机化的综合处理，并且优化方法能够从线性向非线性不断转化，将会使优化结果更加有效合理。矿井通风系统全面优化设计方法和理论的完成都需要以计算机作为主要工具，然而国内计算机软硬件水平较低，很难建立自动设计系统，所以应该以决策支持系统为主要支撑建立一套矿井通风系统适用软件，同时设计和研发附带的安全系统以保证矿井通风系统控制的规范化。

（五）构建完善的煤矿生产安全技术保障机制

合理的煤矿通风与安全监控系统是保证矿井安全生产的第一步，在设备投入阶段，需考虑到煤矿的实际生产情况，并结合长远发展目标，选择科学有效的煤矿通风与安全监控系统。同时，为了规范管理，要明确各岗位职责，将无风、微风、循环风、老塘通风、通风系统故障、通风设施损坏、通风设施设置不及时、监控传感器不按规定校正等列入通风事故范围进行管理，同时要求各岗位人员学习并掌握现代化煤矿通风与安全监控系统的基本构造、基本操作知识、机械设备的管理与维护，并通过正负激励重奖重罚的措施，调动全员参与通风安全管理的积极性和主动性。

（六）增强矿井通风与安全监控系统的监测功能

基于煤矿工作环境的复杂性及不可控性，即便现代化矿井通风与安全监控系统在功能上已较为全面，但是仍有很大提高空间，如系统的信息采集功能应得到进一步加强，也就是说应进一步提高各类环境参数传感器的灵敏度及抗干扰能力，进而能更为全面地满足各个矿井生产工作面的基本要求。对于传感器来说，其监测范围也应更为全面，其中需包括有毒有害气体浓度传感计、风压传感器、风速传感器等，同时传感器内部要包含网络模块，能随时将检测的信息传输到管理中心，进而有助于矿井生产指挥中心对井下作业的通风量进行优化控制。

（七）对已有巷道新掘巷道进行巷道断面优选

可对现有巷道的通风经济性进行分析评价，在考虑巷道的通风量、能耗损失、维护费用、服务年限及资金的时间价值后，提出巷道的综合成本与通风费用的关系，并确定经济断面；对新掘巷道的工程成本、通风费用、服务年限及风机折旧成本及通风能力进行综合分析、定量评价，提出新掘巷道的经济断面，从而对通风系统内关键巷道进行优化设计和改造。

结束语

随着科学技术的发展，矿井通风技术和通风系统的优化都在日益改善，部分高新通风技术的应用已经取得了良好的实践效果。但设计人员应当继续加强矿井通风系统的优化设计与研究，强化通风系统检测与管理，以不断提高矿井通风质量和矿井生产安全质量。

参考文献：

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