改進(jìn)礦井通風(fēng)管理方案的應(yīng)用

尹智偉

（大同煤礦集團(tuán)鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

關(guān)鍵字：礦井通風(fēng)；通風(fēng)管理

0 引 言

礦井通風(fēng)系統(tǒng)不僅必須保障井下人員的健康和安全，而且必須符合管理機(jī)構(gòu)的要求。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的日常管理是實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)各項(xiàng)目標(biāo)的關(guān)鍵。通風(fēng)管理系統(tǒng)用于提供、測(cè)量和控制整個(gè)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的氣流數(shù)量和質(zhì)量。通風(fēng)管理程序由一個(gè)迭代的框架組成，通過(guò)該框架，礦井通風(fēng)部門維護(hù)通風(fēng)符合監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公司政策的制度。它由結(jié)構(gòu)化的文件組成，形成了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行審核的標(biāo)準(zhǔn)化程序和指南，并在出現(xiàn)異常情況時(shí)提供糾正措施，從而維護(hù)一個(gè)更安全、更高效的系統(tǒng)。正確實(shí)施通風(fēng)管理計(jì)劃將帶來(lái)顯著的效益，包括提高操作效率、提高安全性、提高工程效率、減少設(shè)備(風(fēng)扇、門、調(diào)節(jié)器、管道等)維護(hù)成本和減少能源消耗成本。質(zhì)量管理將使采礦作業(yè)能夠在地下環(huán)境條件變得不安全之前積極應(yīng)用緩解技術(shù)，從而擺脫不良的影響的做法。本文中的案例研究將證明通風(fēng)管理項(xiàng)目的直接效益。

1 通風(fēng)管理程序結(jié)構(gòu)

質(zhì)量管理程序被定義為組織通過(guò)提供質(zhì)量保證和控制來(lái)滿足性能期望的工具，并通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)過(guò)程控制提供優(yōu)化性能的手段[1,2]。質(zhì)量管理計(jì)劃由7項(xiàng)基本要求支持，用于評(píng)估公司滿足監(jiān)管要求的能力及其內(nèi)部政策：目的、政策、計(jì)劃、實(shí)施、測(cè)量、審查和改進(jìn)。通風(fēng)管理系統(tǒng)由一系列文件組成，這些文件描述了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的審計(jì)和控制方法，以確保系統(tǒng)滿足所有法規(guī)和安全要求[1]。通風(fēng)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有五種文件類型：標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、實(shí)施規(guī)程、實(shí)施程序、工作指導(dǎo)書(shū)和實(shí)施方式(如圖1所示)。這些文件提供了應(yīng)用審計(jì)、核查和糾正程序以確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)的指導(dǎo)方針在合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 通風(fēng)管理系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)

iso9000質(zhì)量體系手冊(cè)定義了作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、程序和操作規(guī)程[1]。作業(yè)指導(dǎo)書(shū)是指指示人們完成什么任務(wù)以及何時(shí)需要完成任務(wù)的指令。過(guò)程被定義為指示人們?nèi)绾巫瞿稠?xiàng)任務(wù)的指令。業(yè)務(wù)操作規(guī)程被定義為約束，用于約束業(yè)務(wù)中的流程應(yīng)該如何執(zhí)行，以便產(chǎn)生的結(jié)果在監(jiān)管機(jī)構(gòu)的范圍內(nèi)。

本文為礦井通風(fēng)系統(tǒng)[3]開(kāi)發(fā)了管理程序框架。這些標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則構(gòu)成了管理計(jì)劃的基礎(chǔ)。該支持文檔是一本手冊(cè)，提供了通風(fēng)系統(tǒng)的詳細(xì)描述，包括通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)計(jì)和操作方面。實(shí)務(wù)守則是一份文件，以規(guī)管機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員為基礎(chǔ)，界定最低的操作標(biāo)準(zhǔn)和行動(dòng)水平，在出現(xiàn)異常情況時(shí)，制定適當(dāng)?shù)募m正和緊急行動(dòng)計(jì)劃。程序是解釋部門間活動(dòng)和每個(gè)部門或個(gè)人在具體工作程序中的作用的文件。工作指導(dǎo)書(shū)是描述特定過(guò)程和任務(wù)的過(guò)程的文檔，包括誰(shuí)參與，如何完成任務(wù)，以及需要什么材料或支持文檔[4,5]。指示是針對(duì)通風(fēng)設(shè)備的任何更改而發(fā)出的文件，這些更改將確保正確安裝或更改任何設(shè)計(jì)、設(shè)備或條件。本文方案在多個(gè)采礦作業(yè)中實(shí)施了通風(fēng)管理方案。

2 執(zhí)行通風(fēng)管理程序

通風(fēng)管理程序的執(zhí)行遵循一個(gè)迭代過(guò)程，如圖2所示。每天執(zhí)行的管理計(jì)劃是對(duì)整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)狀態(tài)的審計(jì)。它包括對(duì)所有部件和設(shè)備的詳細(xì)檢查、網(wǎng)絡(luò)的壓力和流量調(diào)查以及空氣質(zhì)量調(diào)查。驗(yàn)證程序用于評(píng)估從管理計(jì)劃中收集的信息，以驗(yàn)證通風(fēng)系統(tǒng)是否符合規(guī)定，是否滿足計(jì)劃的所有既定目標(biāo)。如果驗(yàn)證過(guò)程表明系統(tǒng)不符合要求，則啟動(dòng)行動(dòng)計(jì)劃和通風(fēng)指示，以恢復(fù)系統(tǒng)符合要求。當(dāng)通風(fēng)條件不好或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也可以直接啟動(dòng)行動(dòng)計(jì)劃和相應(yīng)的指令過(guò)程中遇到一個(gè)檢查。

圖2 通風(fēng)管理程序的執(zhí)行過(guò)程

3 優(yōu) 勢(shì)

易于實(shí)現(xiàn)的迭代式通風(fēng)管理程序框架如圖2所示，允許采礦作業(yè)有效和審計(jì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)一致。從礦井通風(fēng)系統(tǒng)日常管理中可以獲得顯著的優(yōu)勢(shì)。包括①通風(fēng)系統(tǒng)按設(shè)計(jì)執(zhí)行;②所有通風(fēng)設(shè)備高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;③為所有活動(dòng)巷道提供充足的空氣供應(yīng);④礦井氣氛符合質(zhì)量條件;⑤符合所有監(jiān)管要求;⑥安全改進(jìn);⑦實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)的改進(jìn)。

4 案例分析1

圖3 通風(fēng)管理程序的案例應(yīng)用

該案例應(yīng)用程序用于演示通風(fēng)管理程序在礦井運(yùn)行中的日常使用。在輪班工作時(shí)，會(huì)遇到不正常的情況(流量供應(yīng)不足)，并采取措施恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。應(yīng)用程序按照?qǐng)D2所示的步驟進(jìn)行。具體情況的流程圖如圖3所示。在準(zhǔn)備用風(fēng)速計(jì)測(cè)量一次氣道流量時(shí)，應(yīng)遵循風(fēng)速計(jì)操作、維護(hù)和校準(zhǔn)的程序和工作說(shuō)明。然后在流量調(diào)查(管理計(jì)劃)中觀察導(dǎo)線平巷測(cè)量程序和工作說(shuō)明。對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行審核(驗(yàn)證程序)，發(fā)現(xiàn)測(cè)量風(fēng)量不符合設(shè)計(jì)要求(實(shí)施程序)。氣流的不足構(gòu)成了一種不安的狀況，需要加以解決才能使礦井安全作業(yè)。制定了行動(dòng)計(jì)劃，在網(wǎng)絡(luò)建模的支持下，通風(fēng)設(shè)計(jì)分析表明需要在主氣道安裝風(fēng)扇。風(fēng)扇是有尺寸的，幫助通風(fēng)建模的工作說(shuō)明。檢查風(fēng)扇清單以驗(yàn)證風(fēng)扇型號(hào)是否可用(標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo))。風(fēng)機(jī)準(zhǔn)備安裝使用程序和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，包括風(fēng)機(jī)葉片節(jié)距變化和半葉片風(fēng)扇。對(duì)風(fēng)機(jī)的安裝發(fā)出通風(fēng)指示，并附下列證明文件(程序和工作說(shuō)明)：風(fēng)機(jī)運(yùn)輸、艙壁風(fēng)機(jī)安裝、風(fēng)機(jī)安裝。在通風(fēng)指令中列出了職責(zé)級(jí)別，即為所需工作確定個(gè)人角色。安裝完畢后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常檢查風(fēng)扇檢查的使用程序和工作說(shuō)明，并提供風(fēng)扇檢查表和風(fēng)扇檢查表。然后使用適當(dāng)?shù)某绦蚝凸ぷ髦噶钸M(jìn)行完成驗(yàn)證。重復(fù)對(duì)主氣道進(jìn)行流量測(cè)量，以驗(yàn)證氣流是否滿足設(shè)計(jì)要求。更新風(fēng)扇庫(kù)存清單和風(fēng)扇配件庫(kù)存清單。總共使用了10個(gè)程序和工作說(shuō)明來(lái)完成本案例應(yīng)用程序中描述的特定任務(wù)。在公司標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)方針和操作規(guī)程文件的支持下，公司也做出了決定。這一過(guò)程使礦井通過(guò)恢復(fù)設(shè)計(jì)要求的氣流而迅速而持續(xù)地恢復(fù)到符合要求的狀態(tài)。

5 案例分析2

第二個(gè)案例應(yīng)用描述了空氣質(zhì)量狀況如何隨著一個(gè)煤礦的通風(fēng)管理程序的開(kāi)發(fā)和實(shí)施而顯著改善。

成功完成了礦井管理方案的兩階段的實(shí)施，第一階段涉及區(qū)域泄漏控制，主要生產(chǎn)區(qū)風(fēng)量增加28%。第二階段涉及主要是改善當(dāng)?shù)氐耐L(fēng)裝置，從而大大改善了地下環(huán)境條件（空氣質(zhì)量、粉塵和熱量）。這就允許了不間斷的生產(chǎn)，大大提高了安全性，減少了重新進(jìn)入的時(shí)間，降低了成本。礦井下部有采礦活動(dòng)，生產(chǎn)區(qū)域的地下氣流需求約為118m3/s，這是由產(chǎn)量和機(jī)動(dòng)柴油車隊(duì)決定的。該礦井采用了一種推進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)，在專用的新風(fēng)升降機(jī)上安裝了一個(gè)主表面風(fēng)機(jī)。圖4（a）表示在應(yīng)用管理程序之前，新風(fēng)上升氣流的分布。在實(shí)施第一期通風(fēng)管理計(jì)劃之前，對(duì)一次新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的通風(fēng)審核，以評(píng)估其狀況。圖4（b）所示為表示在應(yīng)用管理程序之后，新風(fēng)上升氣流的分布。作為通風(fēng)管理計(jì)劃執(zhí)行的一部分，我們進(jìn)行了廣泛的工作以減少泄漏，通過(guò)密封和噴射所有艙壁上升連接到7個(gè)不活動(dòng)的上部樓層，泄漏從33.6%減少到7.2%（圖4a、圖 4b）。

圖4 礦井通風(fēng)示意圖

在需要水平通道的地方，安裝了適當(dāng)?shù)拈T鎖。通過(guò)密封上升連接，表面風(fēng)扇在靜態(tài)壓力為2.38 kPa的情況下輸出130m3/s（如圖5）。風(fēng)機(jī)輸送130m3/s，進(jìn)入活動(dòng)礦區(qū)的氣流維持在121m3/s，高于生產(chǎn)所需的118m3/s。泄漏估計(jì)為7.2%。

更重要的是，該礦現(xiàn)在安全運(yùn)行，并符合規(guī)定。該礦繼續(xù)將管理方案納入其日常生產(chǎn)操作，從而提高了安全，改善了空氣質(zhì)量，遵守了管理規(guī)定并節(jié)省了成本。

圖5 主風(fēng)機(jī)運(yùn)行前后泄漏控制

6 結(jié) 論

通風(fēng)管理程序?yàn)椴傻V作業(yè)提供了一個(gè)迭代的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，它可以標(biāo)準(zhǔn)化日常通風(fēng)實(shí)踐，審計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)，并確保符合監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公司政策。它為復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的合理控制和管理提供了有效的手段，使采礦作業(yè)安全、高效、經(jīng)濟(jì)效益顯著。本文介紹了一種通風(fēng)管理方案的結(jié)構(gòu)和過(guò)程實(shí)現(xiàn)。通風(fēng)管理程序的日常應(yīng)用確保礦井運(yùn)行符合所有的監(jiān)管要求，并關(guān)心井下所有工作人員的健康和安全。通過(guò)兩個(gè)案例的應(yīng)用，說(shuō)明了管理程序的功能和可實(shí)現(xiàn)的安全、效率。