矿井通风系统安全性评价及其应用研究

＊栗锡金

（华阳集团景福煤业有限公司 山西 045000）

1.矿井通风系统概述

(1)矿井通风系统特点

随着钻井技术的不断提升，开采工作的深度也会变得越来越深，这对矿井的通风功能要求越来越高。为了能够保证施工人员的身体健康和正常施工，那么就需要利用矿井通风系统来进行通风，从而保证生产安全。矿井通风系统具有复杂性的特点，因为在进行矿山施工时，一般的自然环境都比较差，地质条件也十分复杂，各种地质构造都有。而通风系统需要在不同的地质中进行安装，就需要采用不同设备和方式进行构造，具有一定的复杂性。除此之外，矿井通风系统还具有一定的随机性，因为通风系统是由一些参数来进行控制的，而且这些参数并没有特定的规律来进行设置，无法进行一定的预测。通风系统还具有一定的不稳定性，因为它会受到一些外部环境的影响，从而造成其运用状态不稳定。

(2)矿井通风系统稳定性分析

矿井通风系统的不稳定主要体现在网络和风路方面，为了对其系统进行稳定性研究，需要对其所存在的参数进行了解。通风系统的主要参数是风压H、风量Q以及风阻R，它们会随着外部条件的变化而变化。为了能够保证通风系统的稳定，需要进行一定的通风系统管理。与此同时，通过相关研究分析表示，通风系统的不稳定性还与角联巷道的类型有关，不同的巷道会形成不同的风阻和风压，因此，需要对其进行研究。在进行通风系统的稳定性分析工作时，应该对通风系统的主要资料进行一定的收集和整理，包括风机参数、通风系统图等内容。还需要对通风网络结构进行基本的了解，从而能够对角联巷道的类型和重点巷道进行重点了解。还应该对通风系统的风路增阻或者降阻进行一定的计划，从而确立风路稳定性系数矩阵，这样能够更好地对通风系统的稳定性进行分析。

(3)矿井通风系统可靠性分析

通风系统的可靠性指的是该系统在正常作业时能够保持相关参数的能力，能够有效实现通风的作用。研究通风系统的可靠性主要是为了能够防止矿井下面出现相关的工作事故，同时还能够有效降低通风系统的检修费用，降低停机几率，提高作业效率。通风系统能够很好地工作，从而保证矿井下面具有非常新鲜的空气，同时又能够对矿井下面有毒的气体进行一定的稀释，防止作业人员出现危险。在进行通风系统可靠性的研究中，其可靠性主要是通过风路的有效度来进行体现。系统的有效度可以通过正常通风时间与通风实效的平均值来进行一定的比较，从而能够更好地进行通风系统可靠性的判断。

2.矿井通风系统安全性评价体系建立

矿井通风系统是有多个功能和目标的决策系统，通过安全性评价体系的建立能够更好地对复杂的问题进行解决。在进行安全性评价体系的建立中，应该十分全面地对通风系统的情况进行了解，从而能够更好地针对其影响因素进行一定的判断，有效实现通风系统的稳定性研究。

(1)安全性评价体系建立原则

在进行矿井通风系统评价体系建立的过程中，应该将其评价指标按照科学的方式来进行使用，这样才能够更加精确地展示出通风系统所具有的安全性。与此同时，还应对其评价体系进行定性和定量分析，这样才能够从综合方面对其情况进行完整的反应。因此，需要更加真实地对通风系统的通风能力进行反应，并且排除人为因素在中间的影响，符合科学的评价原理，这样才可以有效促进评价体系的有效性和准确性。

(2)安全性评价指标确定

为了能够更好地对通风系统安全性评价指标进行确定，首先需要对其事故树进行绘制，这样能够对相关矿井事故内容进行了解，我们能够了解到，通风系统中的通风方式、通风管理以及安全措施对整个系统的安全性具有非常重要的作用。除此之外，通风网络的合理性对系统的安全性具有很大的影响，应根据风速和风量等内容来进行通风网络布局，这样才能够确保系统安全。

影响通风系统安全性的因素，与通风网络布局、通风方式、通风巷道阻力是否合理、风量调配、构筑物的规范性等相关内容具有一定的关系。还与矿井风流稳定性、通风动力可靠性等具有非常大的关系。

除此之外，其主要的影响因素还包括通风动力可靠度、通风管理及设施等内容，从而能够得出矿井通风系统安全评价体系如表1：

表1 矿井通风系统安全评价体系

(3)通风系统指标隶属度确定

通过系统指标隶属度的确定能够很好地进行客观反应，有利于降低安全性评价的误差。表2是通风方式合理性隶属度表：

表2 通风方式合理性隶属度表

表3 通风网络合理性

表4 矿井有效风率隶属度

表5 通风方法合理性隶属表

3.矿井通风系统安全性评价应用实例

(1)矿井情况简要介绍

某矿井地处某山脉中段，与市中心距离有110km。此矿区两侧有二级公路通过，与某河具有20km的距离。而此矿井附近有火车站，主要运用索道来进行煤的运输工作。此煤矿的通风系统主要设置两台通风机，在+680m和+850m处各有一个回风井，同时也具有两个进风井，都是在+572m，风量分别为4900m3/min和2250m3/min，而风速为6.5m/s和5.0m/s。表6是通风参数：

表6 通风参数

(2)矿井通风系统安全性评价

为了能够更好地对通风系统的稳定性进行评价，需要对风量变化率进行了解，变化率K=f（R）/f（R0），K=f（R0）/f（R+），通过一定的计算我们可以获得K=Ni/N=77/236×100%=32.6%。从而能够通过相关数据显示此通风系统的稳定性比较差。

(3)评价结果分析

根据对该案例中的通风系统进行综合评价，从而能够获得下面的结论：此矿井在进行一定的优化工作时，从而造成风路在其不稳定性中具有比较大的比例，需要对其通风网络进行一定的优化工作，可以将现有的单通风系统进行改造，从而形成两个子系统，这样能够有效缓解其不稳定性。而且此通风系统的角联风路数量比较多，这样就会为风阻调节工作带来非常大的影响。为了能够保证其稳定性，需要对关联风路中的分支进行风阻调节工作。

4.结束语

综上所述，在刚开始进行矿井通风系统的评价时，可以根据相关事故树来进行分析，从而建立正确的评价体系。然后需要对通风系统的安全性影响因素进行整理和分析，并且将其进行一定的层次划分，并且运用层次分析法来进行矩阵的计算，这样就能够对相关指标权重具有一个明确的认定，将定性分析和定量分析进行充分地结合，有效建立安全评价体系。还需要对通风系统的可靠性和稳定性进行分析，加入到安全评价体系之中，这样能够有效保证矿井的安全。在未来的研究和发展之中，还应该对影响通风系统安全性的相关因素进行进一步研究，从而将理论与实践进行一定的结合，用量化的方法来进行安全性的体现，这样可以有效提高安全性评价体系的有效性。