煤礦通防隱患的預測與預警研究

梁建鵬

貴州省大方縣大方煤業有限公司小屯煤礦通防工區 貴州 畢節 551600

當前階段，煤礦依舊是我國使用的重要能源之一，因此我國煤礦的發展規模較大，在我國社會經濟發展中占據著重要地位。但隨著礦井開采深度的增加，煤礦生產作業過程中存在的安全隱患也越來越多，若是控制不當，很容易出現安全事故，不僅會帶來嚴重的經濟損失，甚至還會造成人員傷亡。針對以上情況，必須加強對煤礦通防隱患的預測和預警研究，為生產安全控制提供詳實可靠的參考依據，保障煤礦開采作業的安全開展。

一、煤礦通防災害概述

煤礦通防災害包含的內容十分廣泛，如瓦斯事故、水災火災、煤塵事故等均屬于通防災害的范疇[1]。在煤礦生產的過程中，任何事故的發生都存在著深層次的原因，通常和系統外部環境和內在結構存在著緊密的聯系。基于此，應從通防災害的特征出發，有針對性的采取措施，如此才能真正的解決安全問題。

(一)煤礦通防災害的特征。煤礦通防災害的特征主要有以下幾點:其一，人員傷亡慘重。煤礦通防事故具有巨大的破壞性，而且不同種類的通防事故之間往往存在著一定的聯系。以瓦斯事故為例，據統計，我國每年因瓦斯事故而造成的死亡人員高達上百。其二，經濟損失嚴重。煤礦通防災害的發生之后，用于煤礦生產的設施設備將會出現大量的損壞，同時人員傷亡會產生醫療費、撫恤費、傷亡人員子女養育費等諸多費用，可見煤礦通防事故會造成嚴重經濟損失。其三，資源浪費嚴重。以火災為例，會導致大量煤炭資源被浪費，同時還會減少礦山的可采儲量。

當前階段，我國煤礦生產過程中比較多發的通防事故包括瓦斯事故、煤塵爆炸、礦井火災等幾類。其中瓦斯事故中危害性最強的是瓦斯爆炸。煤塵事故則是由于煤礦在被粉碎的過程中會產生細小的顆粒，該顆粒具有較強的氧化性，而在熱量吸收速度極快，但受熱情況下很容易發生爆炸事故。火災發生的原因則有兩種，一是可燃物長時間氧化和熱量積蓄達到燃點而出現自燃[2]。二是外部熱源引燃可燃物。

(二)煤礦通防災害的負面影響。其一，阻礙正常的開采作業。如煤礦溫度過高會阻礙深度開采活動的展開。其二，增加礦井的安全風險。如通防不良會導致大量有毒氣體或是粉塵在礦井中積聚，不僅會損害工作人員的健康，同時也可能引發爆炸等惡性事故。其三，威脅井下工作人員的生命安全。

二、煤礦通防災害預警技術研究

(一)煤礦通防災害預警技術簡述。現階段我國煤礦生產作業中采用的通防災害預警技術通常是在災害發生前對煤礦通防資料進行整理分析，之后針對可能出現的各類災害事故制定相應的應對方案。上述技術的優勢在于做到了提前控制和預防。在具體工作的過程中，技術人員通常采用數學建模的方式對通防災害事故進行分析，模擬出災害事故發生其間的特點以及具體的現象，之后制定科學的預警方案。而在生產作業過程中，為了保障預警機制的有效作用，還需制定相應的預警指標體系，基于此對通防災害事故在危險程度上進行分析。

煤礦通防災害預警指標的制定必須和具體的災害事故類型有機結合起來。例如，對于一些比較典型的通防災害事故，包括瓦斯事故、火災事故等，應針對其中的危害性氣體濃度指標進行否決性指標的確定。

(二)煤礦通防災害預警方法。一般來講，針對不同類型通防災害事故的指標所制定的預警方案主要可以分為靜態預警以及動態預警兩種。靜態預警即是指在災害發生前進行的前期災害數據的采集和整理，將所獲得的數據信息和相應的指標進行比對，若是超出某類事故的臨界值，則可以判斷事故發生的風險較高，應積極做好相應準備[3]。上述靜態預警方法具有操作簡單、結果直觀等方面的特點，但在實際應用中卻存在一定的局限性，如實際預警效果不顯著，只能對煤礦內部狀況進行評價等，而且該方法還需和相關指標和檢測方法聯合應用才能取得理想的效果。

動態預警相較于靜態預警而言更加復雜，在具體應用的過程中，需要進行一段時間的觀察統計，在此基礎上確定煤礦的各項指標，如通風情況、有害氣體濃度、粉塵含量等。而且在生產作業其間，還應對上述指標進行動態跟蹤監測，將實時監測結果和以往發生過的通防災害事故指標進行比對，以此確定當前的危險程度，進而根據判斷決定是否發出預警。

三、煤礦通防隱患預測、預警相結合的雙環系統

目前，我國大部分煤礦安全管理中所采用的預警系統基本上都是針對可能發生的危機制定相應的預案，在危機發生后做出預警，之后實施先期制定好的預案對危機進行控制。上述通防隱患預警的思路已經局限在“反饋控制”的范疇內，并未真正做到“防患于未然”。基于此，本文引入“前饋控制”的概念，構建了通防隱患預測和預警相結合的雙環系統。

該系統構建的思路是建立一個預測和預警的雙環模型，對煤礦一定區域內存在的隱患數量進行預測，在此基礎上分析計算出該區域的危險程度，進而對危險區域和即將發生危險的區域進行預警，提醒工作人員提前進行檢查處理以消除其中存在的隱患。

在信息采集方面，可以采用人工采集和設備采集相結合的方式，一方面設置專職安全工作人員對通防隱患信息進行采集整理。在具體工作過程中，安全管理人員要認真填寫信息匯報表格，經過一定的整理之后輸入到安全信息中心系統中。另一方面通過安裝監測設備的方式對隱患信息進行自動采集，所采集到的信息由監測計算機進行存儲，之后通過接口軟件傳輸到網絡服務器的數據庫中。在信息采集之后，需要對其中存在的隱患因素和風險進行辨識，確定隱患的類別以及危險程度，為管理工作的開展提供依據。

結束語

綜上所述，在煤礦生產作業過程中，為了有效避免通防災害事故的發生，應將通防隱患的預測和預警有機結合起來，預先對潛在的通防隱患進行識別分析，繼而有針對性的采取措施避免隱患的出現，這樣可以最大程度的保障煤礦生產環境的安全，為廣大工作人員提供安全保障。