淺談礦井通風系統(tǒng)動力學模型研究與應用

摘 要：文章主要從動力學角度對礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化及管理進行分析研究，將通風系統(tǒng)依次劃分成礦井通風工作參與者、礦井通風設施設備、礦井通風管理工作和礦井自然條件四個子系統(tǒng)進行對比分析，提出維護礦井通風系統(tǒng)安全運行的長效機制，為礦井安全高效開采提供可靠的通風保障，也為今后持續(xù)搞好通風安全管理工作提供了寶貴經(jīng)驗。

關鍵詞：通風系統(tǒng);動力學;研究應用

1 概述

安全管理學認為：系統(tǒng)由四個要素構成，即：人、機、管、環(huán)。對于礦井通風系統(tǒng)的研究也不例外，文本依據(jù)這一思路，將通風系統(tǒng)依次劃分成：礦井通風工作參與者（“人”角度）;礦井通風設施設備（“機”角度）;礦井通風管理工作（“管”角度）和礦井自然條件（“環(huán)”角度）四個子系統(tǒng)，其中自然條件因為受制于礦井實際的地質條件地貌影響，故在系統(tǒng)模型中只作為輔助影響因素考慮。下面著重分析其他三個系統(tǒng)內部的主要因素，進而來構建礦井通風系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學模型。

2 系統(tǒng)的劃分與研究邊界的確定

2.1 礦井通風參與者子系統(tǒng)

人作為礦井通風系統(tǒng)整個環(huán)節(jié)中最為核心的部分，可以從以下幾個方面來構建礦井通風參與者子系統(tǒng)：

1）特殊人員合格度。礦井通風系統(tǒng)有許多特殊設備，相關的管理人員需要獲得相應的資質證書才可上崗工作。他們對于設備、機械的熟悉與了解程度會對系統(tǒng)的安全運轉起到極其重要的影響。

2）人員文化程度。文化程度水平的高低可以直接影響員工的工作技能、安全培訓效率和接受新知識的能力，從而影響安全工作。文化程度越低，對問題的認識能力就越有限，導致其安全素質低下，形成安全隱患。

3）從業(yè)年限。從業(yè)年限也是對人員操作技能，事件處理能力及應急能力的綜合反映。一般來說，從業(yè)年限越長，經(jīng)驗相對越豐富，其意識也較強，遭遇到突發(fā)事件處理的技巧則成熟，安全素質相對較高。

2.2 礦井通風設施設備子系統(tǒng)

良好的設備設施能保證通風任務的順利完成，裝備設施的性能發(fā)揮的越完善，操作裝備的熟練技術程度和應用水平就越高，則系統(tǒng)越趨近于安全。通風設施設備系統(tǒng)包括有：

1）風門、風窗、密閉設施。合理設置通風構筑物，并使其經(jīng)常處于完好狀態(tài)，減少漏風率，提高有效風量，這些都是通風管理部門的基本任務。

2）供電系統(tǒng)。通風設備設施大部分是需要靠電力來進行工作的，例如主通風機、局部通風機和電動風門等。合理、充分、安全地供電會極大地保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3）安全監(jiān)測設備。井下工作場所、工作環(huán)境是動態(tài)變化的，為了實時觀測通風系統(tǒng)運行情況，要設置各種安全監(jiān)測設備系統(tǒng)來進行有關參數(shù)或狀態(tài)的監(jiān)測并對有關環(huán)節(jié)加以控制。

2.3 礦井通風管理工作子系統(tǒng)

通風安全現(xiàn)代化管理就是運用現(xiàn)代管理學的理論和方法并結合安全科學理論與技術，其基本任務是發(fā)揮人的主觀能動性作用，預防事故發(fā)生。

1）人員管理。必需要對從業(yè)人員進行有效的管理，以人為管理的動力和對象，通過完整的制度和安全技術措施，把人的潛力和能力充分地釋放出來，實現(xiàn)通風管理工作的提高。

2）設備管理工作。井下的一切通風設施，例如風門、風窗、密閉墻等設施必須要有專人定期檢查與維修管理，由于井下的生產(chǎn)是不斷動態(tài)變化的，對于所有的通風設備與設施，應隨生產(chǎn)的不斷變化而及時進行通風調整和風量調節(jié)。

3）科技研究創(chuàng)新。科技理論對于指導安全生產(chǎn)實踐具有重要的導向作用，而安全關鍵技術研究則是理論應用于實踐，同現(xiàn)場進行結合來解決實際問題的過程，著力提升通風系統(tǒng)的防災抗災能力。

3 維護礦井通風系統(tǒng)安全運行的長效機制建議

3.1 礦井通風參與者方面

通過系統(tǒng)動力學仿真模型的研究亦表明，對礦井通風參與者子系統(tǒng)中人的投入，其結果會對系統(tǒng)總安全水平影響最為直接。

1）提高人員素質。一是提高員工的業(yè)務素質。從具體的手段來講，可以通過完善、嚴格的用工制度，建立健全考核制度等來保證人員的基本文化素質達標。二是要培養(yǎng)員工良好的心理素質。在實際工作中不僅要依靠各種規(guī)章制度，更要求生產(chǎn)人員應具有穩(wěn)定的心理素質來保證安全。

2）加強人員的教育與培訓，不斷提高各級各類管理人員的管理水平。首先，培訓作為針對煤礦生產(chǎn)的繼續(xù)教育組成部分，必須密切聯(lián)系生產(chǎn)實際并注重其實際效果，不得流于形式。其次，加強技術崗位的訓練與培訓，調動員工學技術、學業(yè)務的積極性，從而提高要害關鍵崗位的保險度。

3.2 礦井通風設備設施方面

開展高效、安全、集約化礦井通風系統(tǒng)綜合配套技術和通風設備的研究，是保證通風安全的關鍵途徑。主要可以從以下幾個方面進行：

1）對礦井主通風機進行優(yōu)選與改進。選用高效率、低噪音、曲線較平緩的新節(jié)能型風機，適應于不同生產(chǎn)布局的需風要求，能夠保證長期安全運行外，還可以兼顧由于采區(qū)生產(chǎn)的前、后期及其巷道布置的變化造成的不同通風要求，做到高效運行。

2）發(fā)展煤礦安全綜合監(jiān)控技術。煤礦環(huán)境監(jiān)控、煤礦生產(chǎn)監(jiān)控、瓦斯抽放泵站監(jiān)控等多種信息管理于一體的多功能綜合性監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，必將會應用于生產(chǎn)實踐中，這對于改善煤礦通風安全生產(chǎn)狀況也起到了積極推動作用。

3.3 礦井通風管理工作方面

任何失誤都可以歸結到“管理”問題上來，所以為達到通風系統(tǒng)本質安全化，建立健全管理制度，提高管理水平工作也是一個相當重要的方面。

1）提高管理人員管理水平。明確責任，凡任何事故出現(xiàn)后都必須進行逐級追查分析，以找出事故發(fā)生的真正原因，總結出應汲取的教訓，制定出防范此類事故再次發(fā)生的措施。

2）完善對工作制度、設備、物資的管理。合理的勞動組織，人員安排計劃等需要認真分析與規(guī)劃，如果設備管理不到位，不僅會使設備安全預防性能喪失，更會使誘發(fā)事故危險性滋生，從而導致事故發(fā)生。

3）加強科技創(chuàng)新研究。科技是實現(xiàn)和創(chuàng)造本質安全礦井通風系統(tǒng)的唯一技術手段，盡快培養(yǎng)和引進各種專業(yè)技術人才，最終要造就一支具有高水平的、創(chuàng)新能力的煤礦安全生產(chǎn)科技隊伍。

4 結論

鑒于礦井通風系統(tǒng)的系統(tǒng)復雜性，而系統(tǒng)動力學又有極強的系統(tǒng)問題處理能力，根據(jù)安全管理學中認為系統(tǒng)由人、機、管、環(huán)四個基本要素構成的觀點，將礦井通風系統(tǒng)劃分為礦井通風工作參與者子系統(tǒng)、礦井通風設施設備子系統(tǒng)、礦井通風管理工作子系統(tǒng)和礦井自然條件子系統(tǒng)。本文提出的維護礦井通風系統(tǒng)安全運行的長效機制是基于礦井通風系統(tǒng)動力學仿真研究的結論，這不僅使構建的預防機制可行，而且使防范機制更具有針對性、有效性。本文從礦井通風工作參與者、礦井通風設施設備、礦井通風管理工作三個層面入手，從安全管理、安全科技、員工素質和安全文化建設等不同層面提出了具體建議，力圖進一步完善礦井通風系統(tǒng)事故防范的長效機制。

作者簡介

高金曉（1982-），男，河南舞陽人，工程師，畢業(yè)于河南理工大學，現(xiàn)在平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦通修區(qū)工作，研究方向：煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化改造及災害防治。