談煤礦礦井通風(fēng)安全管理與智能化

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摘要：現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)相關(guān)單位從事的煤礦井下作業(yè)的開采作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)比較高，這種情況的主要原因是煤炭挖掘工作一般要在非常深的地表以下進(jìn)行開采作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)工作條件非常險(xiǎn)惡，另外因?yàn)橄嚓P(guān)現(xiàn)場(chǎng)操作者安全意識(shí)淡薄等人為原因，嚴(yán)重影響并威脅到了現(xiàn)場(chǎng)操作者的人身生命財(cái)產(chǎn)安全。為此，加強(qiáng)相關(guān)安全管控措施是有關(guān)煤礦行業(yè)單位無法規(guī)避的重要工作，常規(guī)的通風(fēng)安全管理系統(tǒng)一般是依靠相關(guān)工作人員手動(dòng)操作管控，極易造成安全管理漏洞與安全生產(chǎn)事故，然而通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的智慧化、可視化將大幅度提高通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的可靠性，能夠最大限度地降低安全生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率及安全管理成本的消耗。

關(guān)鍵詞：煤礦礦井；通風(fēng)安全管理；智能化應(yīng)用

引言

伴隨著礦井開采延續(xù)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)務(wù)必要引起高度重視，近年來，發(fā)生煤礦通風(fēng)事故屢屢在目，對(duì)于礦井通風(fēng)管理需要引起相關(guān)工作人員重點(diǎn)關(guān)注，引入高新技術(shù)與智慧化管控方式，改進(jìn)煤礦井下安全通風(fēng)的條件，加強(qiáng)對(duì)煤礦井下通風(fēng)安全管控的檢查與防控力度，保證煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)的安全性和可靠性。

1煤礦井下通風(fēng)安全管控的重要性

1.1保障煤礦井下作業(yè)的安全性和可靠性

煤礦井下搭建通風(fēng)安全系統(tǒng)的目的即為采用把礦井內(nèi)部的有害氣體、廢氣等有害氣體實(shí)行行之有效去除，進(jìn)而提升煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)的安全性和可靠性。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)是確保煤礦生產(chǎn)安全的一個(gè)主要分支，不僅能夠確保井下相關(guān)作業(yè)人員的人身生命財(cái)產(chǎn)安全，也能夠確保煤礦井下作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)減少，降低煤礦井下發(fā)生爆炸的幾率。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)能夠在一定程度上增加礦井內(nèi)部的氧氣流通，促使礦井內(nèi)部的有毒有害氣體與礦井外面的新鮮空氣實(shí)現(xiàn)互換，使得礦井內(nèi)部的空氣能夠獲得更加優(yōu)良的品質(zhì)，提升了礦井空氣內(nèi)部的氧氣含量，確保礦井下能夠安全可靠的進(jìn)行開采作業(yè)，保障煤礦井下的相關(guān)工作人員能夠安全平穩(wěn)地進(jìn)行煤炭開采作業(yè)。

1.2第一時(shí)間去除有毒有害氣體

在礦井內(nèi)部開采作業(yè)進(jìn)程中，伴隨著生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間的增加，礦井下的空氣中將會(huì)存在諸多有毒有害氣體，其中包含瓦斯這樣的易爆易爆氣體，在放出相關(guān)有毒有害顆粒的情況下，同時(shí)也會(huì)對(duì)礦井內(nèi)部空氣中含有的氧氣有相當(dāng)程度的損耗，對(duì)礦井內(nèi)部的常規(guī)開采作業(yè)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響。假如相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)沒能對(duì)煤礦井下內(nèi)部空氣實(shí)施交換，極易產(chǎn)生相關(guān)作業(yè)施工人員瓦斯中毒的安全事故，假如礦井內(nèi)部空氣中瓦斯氣體百分比含量較高，甚至可能造成爆炸這樣的惡性安全事故，相當(dāng)大程度的影響著全部煤礦礦井的安全生產(chǎn)。煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)能夠把礦井內(nèi)部的有毒有害氣體第一時(shí)間去除到礦井外部，并且第一時(shí)間完成內(nèi)外空氣輪換，促使礦井內(nèi)部空氣質(zhì)量非常安全穩(wěn)定，降低礦井內(nèi)部有毒有害氣體的真實(shí)含量，使井下作業(yè)施工能夠更加安全可靠的穩(wěn)步推進(jìn)。

1.3提供新鮮氧氣

現(xiàn)階段絕大多數(shù)煤礦企業(yè)所屬礦井距離地表深度非常大，這種情況造成煤礦井下氧氣非常稀薄。在此類情況下實(shí)行煤炭資源挖掘作業(yè)，不但將會(huì)出現(xiàn)很多數(shù)量的有毒有害粉塵與瓦斯氣體，與此同時(shí)還能造成氧氣在礦井下空間內(nèi)的含量減少。這樣就對(duì)井下通風(fēng)安全系統(tǒng)提出了非常高的規(guī)定。在現(xiàn)階段煤礦井下通風(fēng)安全管控作業(yè)中，必須對(duì)于相關(guān)的井下現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)狀況的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理管控，以此來保證礦井下通風(fēng)的適宜性，為井下提供充足的氧氣，為作業(yè)人員的人身安全起到重要的保障，同時(shí)也能夠保證井下作業(yè)的安全、有序進(jìn)行。

2煤礦井下通風(fēng)安全管控進(jìn)程中出現(xiàn)的安全漏洞

2.1煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)存在安全隱患

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)大量煤礦井下的通風(fēng)安全管理系統(tǒng)安全可靠性都比較低，這種狀況是目前煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)存的一個(gè)最為直觀和最緊要的安全生產(chǎn)問題。當(dāng)中，總體通風(fēng)量不夠是很多煤礦井下通風(fēng)安全管理系統(tǒng)可靠性不高的顯著特征之一?！翱傦L(fēng)量不足”是指井下作業(yè)安排的采掘任務(wù)太多等導(dǎo)致風(fēng)量不足以支撐采掘工作的現(xiàn)象。有的礦井在微風(fēng)或者無風(fēng)的情形下依然不顧一切地進(jìn)行采掘工作，這樣的通風(fēng)系統(tǒng)一定是達(dá)不到安全指標(biāo)的。顯然，煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)通風(fēng)補(bǔ)償還需要從系統(tǒng)搭建這個(gè)根源上尋找探索原由。

2.2煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)管控水平非常落后、相關(guān)企業(yè)監(jiān)督、監(jiān)管不力

礦山井下通風(fēng)管理系統(tǒng)現(xiàn)存的另外一個(gè)亟待解決的問題是通風(fēng)系統(tǒng)管控水平非常落后、相關(guān)企業(yè)管理人員監(jiān)督、監(jiān)管不力。除此以外，一些規(guī)模較小、資金周轉(zhuǎn)速度不快的煤礦企業(yè)受到巷道斷面過于狹窄的局限，把通風(fēng)設(shè)備安裝在回風(fēng)巷里或離風(fēng)口太近的地方，常引發(fā)吸循環(huán)風(fēng)的惡果。

2.3煤礦井下通風(fēng)裝置布局不科學(xué)、可靠性較低

現(xiàn)階段某些煤礦企業(yè)出現(xiàn)理論上需要搭建密封區(qū)域的情況沒能切實(shí)構(gòu)建而是使用風(fēng)門作為替代，導(dǎo)致煤礦井下風(fēng)門數(shù)量提高，有些風(fēng)門布置在重要進(jìn)風(fēng)巷道與回風(fēng)巷道中間，由于兩端的壓力差比較大造成漏氣現(xiàn)象比較嚴(yán)重，從而引起一系列的危害。

2.4煤礦井下重要通風(fēng)設(shè)備運(yùn)作效率差

因?yàn)椴捎玫难b備自身效率值較低，亦或通風(fēng)設(shè)備性能和煤礦井下通風(fēng)環(huán)境阻力情況不匹配，通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行效率值一般情況下不高，與此同時(shí)也產(chǎn)出電量的不必要的損耗。

2.5煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量不夠

某些煤礦井下因?yàn)檎麄€(gè)礦區(qū)或者挖掘面供風(fēng)量不夠或者供風(fēng)通道串聯(lián)節(jié)點(diǎn)使用頻率過高，通常會(huì)出現(xiàn)某些區(qū)域瓦斯氣體集中、礦井內(nèi)部粉塵濃度超出限定值范圍，對(duì)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)產(chǎn)生重大的安全隱患。2.6煤礦井下漏氣點(diǎn)較多把足量的、滿足品質(zhì)需求的空氣量輸送到用氣區(qū)域，漏氣少、有效空氣量占比高，是通風(fēng)系統(tǒng)有效性表現(xiàn)之一，也是保證礦井安全生產(chǎn)的主要措施。可是，有的礦井外部漏風(fēng)或內(nèi)部漏風(fēng)較大，導(dǎo)致有效風(fēng)量率低的現(xiàn)象發(fā)生。

3現(xiàn)代礦井通風(fēng)管理的新技術(shù)

我們從適應(yīng)煤炭行業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)、加快推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的角度，提高對(duì)“智能化開采”建設(shè)重要性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)責(zé)任感、使命感和緊迫感，我們也清醒認(rèn)識(shí)到“智能化開采”建設(shè)既是煤炭行業(yè)發(fā)展必然趨勢(shì)，也是企業(yè)發(fā)展的必然選擇之路。

4煤礦通風(fēng)智能化在礦井中應(yīng)用

近年來我們緊緊圍繞智能化建設(shè)總體目標(biāo)，制定了年度規(guī)劃，成立了專項(xiàng)小組、明確路線圖、進(jìn)度表和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，定期召開智能化建設(shè)推進(jìn)會(huì)，樹立專業(yè)配合、部門協(xié)作、上下聯(lián)動(dòng)的“一盤棋”思想，密切配合，在各自分管范圍內(nèi)積極主動(dòng)的推進(jìn)“智能化”建設(shè)，形成強(qiáng)大工作合力，實(shí)施周通報(bào)、月考核、年評(píng)比，有力推進(jìn)智能化開采循序漸進(jìn)。首先引進(jìn)主扇風(fēng)機(jī)無人化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由五大單元組成：集中控制單元、傳動(dòng)單元、控制單元與下層數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)傳輸，集中控制部分一般實(shí)行對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離操控與系統(tǒng)參數(shù)的即時(shí)監(jiān)控，在安全管理及智能化方面主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）通風(fēng)風(fēng)機(jī)無人化管理自動(dòng)化系統(tǒng)在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用以后，因?yàn)閮?yōu)化了風(fēng)機(jī)設(shè)備的控制策略和風(fēng)機(jī)送風(fēng)能力，提升了煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性；（2）降低了通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的送風(fēng)量損失，提升了設(shè)備的工作效率；（3）大量降低了煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)的用電損耗；顯著地改進(jìn)了設(shè)備起動(dòng)時(shí)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)設(shè)備的沖擊，最大限度地減少了現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)操作者的作業(yè)強(qiáng)度；（4）降低由于操作者手動(dòng)作業(yè)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤操作。其次我們正在積極洽談煤礦井下通風(fēng)管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般是采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的三維立體可視化解決方案，搭建煤礦井下通風(fēng)安全管理系統(tǒng)參數(shù)化數(shù)據(jù)庫(kù)，把沒有具體形象的煤礦井下通風(fēng)安全數(shù)據(jù)實(shí)行彩色三維立體投影，把煤礦井下全部巷道的通風(fēng)信息數(shù)據(jù)和通風(fēng)安全系統(tǒng)圖像和數(shù)據(jù)實(shí)行交互。在常規(guī)二維平面圖像的前提下實(shí)施改造，采用多維空間建模與分析功能強(qiáng)大的GIS技術(shù)為基礎(chǔ)平臺(tái)，能夠?qū)ΦV井進(jìn)行三維模型創(chuàng)立，還原巷道的真實(shí)形狀。采用分層管理方式實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中巷道、構(gòu)筑物和風(fēng)機(jī)的分要素層管理。為煤礦井下通風(fēng)管控系統(tǒng)搭建巨大的參數(shù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)，切實(shí)解決實(shí)際煤礦挖掘生產(chǎn)作業(yè)中煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)管控操作難度大的現(xiàn)象。5煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃的智慧化分析煤礦井下通風(fēng)智慧化一體化解決方案能夠使操作者與計(jì)算機(jī)相互配合，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，伴隨著國(guó)內(nèi)參數(shù)化科技的進(jìn)步，煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃愈發(fā)朝著智慧化方向發(fā)展。降低礦山開采過程中的人為因素，并將其轉(zhuǎn)換為可靠的設(shè)備工作成果。礦產(chǎn)開采技術(shù)的系統(tǒng)化、整體化及智能化取代傳統(tǒng)的人工人機(jī)簡(jiǎn)單配合模式，形成以計(jì)算軟件、自動(dòng)檢測(cè)智能通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)生產(chǎn)的成套化系統(tǒng)。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃智慧化程序的搭建分析相關(guān)模塊的進(jìn)程：（1）煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)基礎(chǔ)輸出和3D動(dòng)畫輸出模塊；（2）礦井中風(fēng)機(jī)工作狀況和通風(fēng)構(gòu)筑物的檢測(cè)模塊；（3）數(shù)據(jù)分析和處理模塊；（4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算模塊與專家系統(tǒng)模塊。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，考慮到煤礦井下通風(fēng)安全管控系統(tǒng)的重要作用，在煤礦井下挖掘開采作業(yè)過程中需要強(qiáng)化對(duì)通風(fēng)管控系統(tǒng)的重視程度，常規(guī)的通風(fēng)管控系統(tǒng)一般是操作者手動(dòng)管控，極易引發(fā)煤礦作業(yè)安全管理問題與重大安全生產(chǎn)隱患，然而通風(fēng)管控系統(tǒng)的智慧化、可視化有益于加強(qiáng)煤礦井下通風(fēng)管控系統(tǒng)工作，可以減少安全事故和管理成本的投入，礦井通風(fēng)安全管理措施已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的粗放式管理模式，進(jìn)而進(jìn)入智能化、可視化管理時(shí)代。

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作者：馬瑞 單位：陜西旬邑縣旬東煤業(yè)有限責(zé)任公司長(zhǎng)安煤礦