礦井通風系統可靠性影響因素分析

張小剛

（神華寧夏煤業集團有限責任公司 清水營煤礦，寧夏 靈武 751400）

0 引言

礦井通風系統是由具有相互聯系、相互作用、相互影響的構成因素：通風方式、通風方法、通風網路、風流監測和調控設施所組成的，具有向礦井供給新鮮風量，以沖淡排除井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風流的質量符合國家安全衛生標準，營造良好的工作環境，防止各種傷害和爆炸事故的發生，保障井下人員身體健康和生命安全，保護國家資源和財產的一個多因素組成的動態的、統一的整體。而礦井通風系統可靠性就是滿足以上功能的可靠程度。

1 礦井通風系統可靠性影響因素

礦井通風系統是受諸多因素影響的一個復雜、隨機、非穩定的動態系統。礦井通風系統可靠性主要影響因素包括有：通風方式及方法的合理性、通風網絡、通風動力、通風構筑物的狀況、自然風壓、巷道的貫通與封閉、工作面的推進與轉移、采區接替、生產水平過渡、巷道中的行人、行車和堆積物等自然因素；還有通風監測系統的利用，通風管理規章制度及人員的素質等管理因素。

礦井通風系統復雜關聯的屬性具體表現為系統的多環節性、時變性、可維修性以及系統各影響因素之間的強耦合性。因此，易產生大量影響煤礦井下正常通風及安全生產的隨機故障或事故隱患。

因此要研究礦井通風系統的可靠性，需要全面分析整個通風系統的特點及影響礦井通風系統可靠性的諸多因素。

2 礦井通風系統可靠性主要自然影響因素

2.1 通風方式

礦井進、回風井的相對位置的布置方式即為礦井通風方式。礦井通風方式包括中央式、對角式、分區式、混合式 4種；礦井通風方法有抽出式、壓入式、混合式。其抗災能力各不相同。一般使風流順向流動、折返性小的通風方式比較優越。通風方式的選擇直接影響井下通風線路的長短，關系到礦井通風阻力的大小；通風方法的選擇直接影響礦井通風的漏風率大小。因此，通風方式和方法的選擇直接關系到礦井通風系統的安全可靠性。

2.2 通風動力

礦井的通風動力包括機械動力和自然動力兩大類。

機械動力包括主扇風機、輔助扇風機和局扇風機。然而主扇風機對礦井通風系統可靠性的影響最大、最直接。主扇風機分離心式和軸流式，它通過機械為礦井通風提供動力，一般為負壓通風。國內外的研究結果和生產實踐表明，礦井通風系統中主扇風機設備有效度很高，其影響雖然重大，但一般發生故障的概率很低。

局扇風機在礦井通風系統中往往用在掘進或局部調整風量時滿足臨時需要；或井下通風部分改動困難、采取其它方法不能滿足需要時，由于局扇風機在通風網絡的某個分支上加上了一定的動力，從而明顯改變網絡中風流的分布狀況，影響礦井通風系統的可靠性。

自然動力源于自然風壓。自然風壓受地面四季氣溫的變化而變化，礦井在自然風壓作用下的自然通風是客觀存在的自然現象，其作用有時對礦井通風有利，有時卻對礦井通風不利。所以，僅依靠自然風壓通風的礦井，由于自然風壓的改變可能使得井下風流風向改變，甚至風流停滯，致使供風量不穩定，不能滿足礦井安全生產的需要。

2.3 通風網絡

空氣在進行生產或通風及其它特殊用途而掘出的井巷中流動，滿足生產和安全的需要。空氣流過的井巷與通風構筑物就組成了礦井通風系統的通風網絡。

通風巷道按其位置在網絡中的相互關系可分為并聯巷道、串聯巷道和角聯巷道。

當前，對礦井通風系統網絡可靠性的研究主要以角聯網絡為重點，而且主要是有關風流方向的問題。研究的方法主要是推導通風網絡中風流不穩定的那些風路的風向判別式。波蘭學者A·弗雷茨通過研究發現：風網分支的角聯性取決于風機的位置，分支的角聯是相對的。他提出了一種對網絡進行拓樸變換用圖表查找確定有分支角聯性的方法，并可用計算機幫助實現其功能，但對于非平面通風網絡判斷分支的角聯性就相當困難了。

礦井通風網絡屬于大型復雜網絡，對于這樣一個具有上百條分支的大型復雜網絡，存在許多角聯分支。如何確定出這些角聯分支本身就是一件比較困難的事。在礦井通風系統中，對于風流的穩定性，人們通過研究發現：不僅風網中的角聯網絡存在著風流穩定性問題，而且其它風路中也不同程度地存在著風流穩定性問題，而對生產礦井井下用風點的風流穩定性問題是起實際指導性作用的。

可見，通風網絡中風流流動方向及風量大小持續穩定地滿足用風地點的需要對于礦井通風系統的可靠性起著決定性作用。

2.4 通風設施

礦井通風設施是指設置在通風巷道中用于控制風流方向和大小的通風構筑物，包括永久性和臨時性風門、風窗、風橋、風墻。通風設施的質量與布置的合理性，直接關系到礦井通風系統的可靠性。

通風構筑物按其作用不同可分為以下三類：

（1）用于隔斷風流的構筑物。如井口密閉門、風門、風墻等。對于這類構筑物，要求結構嚴密、堅固、漏風少；

（2）用于通過風流的構筑物。如扇風機風硐、反風設施、風橋等，要求其風阻小，漏風少；

（3）調節風窗，用于調節和控制通過的風量

構筑物設施的可靠性程度，對風流的穩定性有很大的影響，如風簾，在有些礦井，風簾已經破爛不堪，根本也起不到任何作用。根據現場測風的經驗，像風簾和風門這類構筑物，由于會呈現雙重狀態，自然會引起風流的波動，影響到風流的穩定性，甚至造成風流靜止，甚至反向。

3 礦井通風安全管理因素

礦井通風安全管理是礦井生產過程中重要的管理內容之一。由于通風管理不善，不能適應礦井通風系統的動態、隨機等特性的要求，重特大災害事故時有發生。可見，礦井通風安全管理直接影響礦井通風系統的可靠性。要做到礦井通風安全管理的可靠要做好以下幾方面工作。

3.1 建立健全礦井通風管理組織機構

管理機構的組成和規模要視礦井井型和災害類型及其危害嚴重程度而定。礦井通風安全管理機構的設置一般采用直線職能制。

體系管理原則遵照層次管理、統一指揮、責權統一、分工與協作相統一、動態組織五項原則。

及時提高管理者的素質，提高通風安全管理水平。

3.2 礦井通風管理制度

礦井通風管理制度是長期經驗和事故教訓的總結，它具有較強的科學性、強制性、規范性和穩定性。根據《煤礦安全規程》相關規定加強通風管理，應建立嚴格的通風安全檢查制度；礦井發展規劃與建立會審制度；通風、防塵儀表、設備管理制度；通風防塵獎懲制度；礦井通風調度制度；事故分析制度。

3.3 建立礦井通風系統的計算機安全管理體系

建立通風安全數據庫、計算機輔助決策、的計算機輔助設計系統。加強礦井通風信息管理可靠性。

3.4 礦井通風事故隱患管理

礦井通風造成的各類事故是因隱患而發展形成的，所以通風管理首先應該搞好隱患管理。首先，要建立礦井通風事故隱患信息管理系統；其次，做好通風事故隱患檢查。全面、可靠地完成日常隱患排查，提出礦井災害的防治措施，將事故消滅在萌芽狀態，杜絕事故的發生，實現礦井的安全生產。

4 結束語

總之，礦井通風安全管理對于提高礦井通風系統的可靠性，消除事故隱患，降低事故發生有極為重要的作用。

[1]譚允禎.礦井通風系統管理技術理論[M].北京：煤炭工業出版社，1998.

[2]陳開巖，王省身.礦井通風安全理論與技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，1999.