礦井通風安全監測監控系統研究

張景明

摘 要：在礦井生產過程中，地下通風的主要目的是為工作面提供足夠的新鮮風流，從而有效稀釋巷道中的粉塵以及有毒有害氣體。其中，礦井安全監測監控系統是確保整個礦井安全生產的前提，本文結合生產經驗對礦井的安全監測監控系統進行綜合分析，并提出對應的改進措施，以期有效提升整個礦井通風系統的安全性。

關鍵詞：通風系統;監測監控;預防措施

0 引言

在礦井通風系統中，風流的主要作用是對巷道中的空氣進行合理控制。當通風效率較低時，整個礦井工作效率也會明顯降低，導致事故發生率增加。新鮮空氣能夠有效降低污染物濃度，因此，實際生產過程中應當進行嚴格監管，特別是礦山生產過程中粉塵產生量以及污染物排放量都應按照相關的法規定期監測。為了保證整個礦井通風效果的優良，應當在礦井中沿其風流方向布置工作設備，且主通風機系統應當布置在新鮮風流進入礦井的線路中，線路中應包含排氣口，整體風流較為暢通。通風機一般安裝在主氣軸上，有進入和返回兩條線路。

1 通風類型[1]

在礦井生產過程中，流通通風是主要的通風路線。空氣通過井筒進入到礦山內部，在其內部進行循環，流量調節器完成各巷道的風流分配任務。同時，風扇調節風向，輔助通風系統從流通系統中獲取空氣，經過排風扇處理后經鋼管等分配到礦山的各個工作場所，其中，輔助風扇以及風道大多是強迫性通風，這種系統中，新鮮風流被動抽入巷道中，使污染的空氣能夠被有效排出。

為保證礦井能夠達到理想的通風效果，需要有足夠的新鮮空氣流量，風扇也要達到額定的電力，能夠通過變速控制系統優化整體通風效果。在礦山實際生產過程中，只要需要人員工作的區域，其氧氣含量都應高于19%，且二氧化碳濃度低于0.5%，從而避免有毒有害氣體濃度超標而威脅到工人的人身安全。此外，礦井的回風氣體中總可燃氣體含量應當低于0.75%。

2 礦井主通風系統

關于通風系統的設計，主要有以下兩個方面的要求：首先，風路應沿主風道傳輸至礦井外部，從而實現整個工作面的通風以及風流的反流。其次，應當設計工作面通風系統，有效利用工作區域內的空氣來清除其存在的粉塵，同時稀釋有毒有害氣體。當通風系統設計不合理時，礦井生產周期將會被顯著延長，風壓損失量也會增加，最終導致其整體經濟效益降低。

根據礦井地質結構的差異，整體通風系統可以分為U型管系統以及通流式系統兩種。在U型管系統中，空氣經過工作區域沿相鄰通道返回，同時含有一定的岔口，在入口處與出口處之間相互連通，這種布置方式適用于長壁式開采以及房柱式開采。通流式系統中礦井的風流吸入量以及排出量與巷道之間有明顯的連接，巷道的特征較為單一。這種通風形式適用于地質條件較為特殊的區域，有時還需要配合空氣調節器以及助推器完成通風工作。關于常見的氣流通風形式如下：

長壁系統。在長壁通風系統中，瓦斯及氣體控制、機械化長壁巖石破碎率兩個因素均會對通風系統的穩定性產生顯著影響。通風不合理時，將會導致粉塵量增加，有毒有害氣體含量增加。特別是在在斷層存在較多的區域，當較厚以及瓦斯含量較高時，整個系統的布局會變得更加復雜。為有效處理上述問題，一般需要將工作面縮短，以適應特殊的地質條件需求。

支柱系統。在定向系統中，氣道一般位于巷道中央區域且在兩側布置有回風道。在進氣以及回風的中間為主也需要布置傳送軌道，末端布置調節風窗以實現風流的改變。在礦井中，風流的改變一般需要上級領導批準。同時，正常情況下，這種風流形式并不適用于通風工作的管理。支柱系統的優勢主要體現在：氣流能夠在整個巷道的末端進行劃分，一半進入操作空間，另一半返回原有的氣道。但其缺點在于通風機的停機次數相對于單向通風來說會高于其兩倍，且漏風量也會增加。

3 礦井通風安全監測監控系統

為了實現礦井的安全高效生產，需要建立健全的礦井安全監測監控系統，如何做好監測，監控系統可以從如下方面進行入手。

制定對應的檢測監控標準，在礦山監測監控系統中，首先應當設計合理的監控方案，對于不合理的通信協議以及物理層協議進行整改，解決反復購置問題，避免系統與礦井實際情況的不兼容。選用的安全監測監控系統的應當保證其信息的使用較為廣泛，且運用組態軟件技術。關于組態軟件技術，這種技術是一種通用型的監控系統技術，不需要進行復雜編程且系統本身的工具便可以實現自動通信、控制、存儲，設備功能性較強，通用性較廣，實用性較廣泛，能夠有效避免設備之間不兼容的情況。

加強監測監控系統安全管理，在保護區域以及礦井中心控制站區之間應當加裝安全保護欄，運用安全欄分解電路上多余的電能，通過安全欄將瞬間的高電壓降低，從而實現整個線路的安全保護，避免由于高電壓而出現設備的不可逆損壞。

提高傳感器的使用壽命以及可靠性。在研究階段應當加強研究力度，從而實現傳感器可靠性的提升，延長其使用壽命。生產過程中可以通過設計傳感器故障診斷軟件以保證設備出現問題之后能夠在第一時間識別并處理。在傳感器的端部應當配置瓦斯探頭且包含小鋼瓶，規范其生產過程中的校準工作，實現整體探測準確性的提升。

加強人員的培訓。在礦井實際生產過程中，安全監測監控系統對于工作人員綜合素質要求較高。主要原因為，監測監控系統由于其包含的知識種類較多，硬件較為復雜，涉及的專業知識面較廣，只有通過加強人員的綜合能力管理才能夠有效實現整個礦井監測監控系統的高效運行。

參考文獻：

[1]佚名.郭屯煤礦安全監測監控系統升級改造經驗及未來展望[J].山東煤炭科技，2018，219（11）：86-89+91.