关键词：
通风安全评价（精选十篇）
通风安全评价 篇1
一、煤矿通风安全评价的内容和作用
1、煤矿通风安全评价的内容
(1) 煤矿通风的资料评价
煤矿通风安全评价的实施与质量都是建立在通风的基础资料之上的, 煤矿通风基础资料包括瓦斯和二氧化碳的等级测定, 开采过程中的自燃发火性、煤层的爆炸性分析等等, 这些资料都与开采人员的人身安全和开采的顺利与否密切相关。
(2) 煤矿的测风评价
煤矿的测风评价首先需要测风人员尽力保障测风数据的真实准确, 使得数据可以全面反映矿井的通风情况。然后需要多增加一些测风评价的测风点, 使得能够对矿井中各个通风点的风速和流量准确计算。再次就是需要努力保障煤矿井的风流为紊流, 确保紊流风速为规定风速, 使得可以最大程度地带走矿井中的有害气体。
(3) 煤矿矿井中自然风压的测得评价
在矿井中, 风流的温度会引起空气密度的变化, 空气密度发生变化就会形成自然风。自然风在不同的状况会对煤矿矿井产生不同的影响, 有时会帮助矿井通风, 有时又会阻碍矿井通风。因此, 为了安全起见, 就需要依据矿井的具体情况和特点, 算出矿井中的自然风压, 并结合矿井的负压与供风情况, 做出最合理的煤矿矿井通风评价。
2、煤矿通风安全评价的作用
从安全层面来将, 煤矿通风安全评价使得煤矿开采人员的工作有了安全保障, 从环保的层面上来说, 煤矿通风安全评价排除了矿井开发过程中危害因素进入人类生存环境, 保障了生存环境不会受到影响。另外, 开采过程中的二氧化碳会导致全球变暖, 煤矿中的硫化氢气体既有腐蚀性, 还会引起酸雨, 煤矿通风的安全评价都有助于降低这些危害, 可见通风安全评价的重要性非同一般。
二、煤矿通风安全控制中的影响元素分析1煤矿通风安全控制中人的因素
煤矿的生产必须要有矿工的参与, 一切安全措施最后的执行者也一定是矿工, 因此, 有必要对员工进行培训, 包括员工的技能, 事故处理能力, 职业道德以及安全意识, 让每一个员工掌握通风安全操作, 并将其列为矿工考察的主要内容。
2 煤矿通风安全控制中物质的因素
煤矿的事故种类很多, 但是对大量的信息进行分析总结就会发现, 其中很大一部分与矿井中的危险物质有关联, 也就是说矿井事故最根本的诱发因素就是过剩的能量和有害物质。过剩的能量包括矿井内的电能、热量、化学能量等等, 危险物质一般就是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢等气体。煤矿对危险物质的控制一般也是及时的清除, 掌控这些危险物质的存在位置和浓度。根据危险物质的性质, 以及所在环境的特点, 制定有效的控制措施, 尽可能避免事故的发生。建立和使用好通风安全过量能量和危险物质数据库、图库、模型库, 以及做好事故的档案建设, 为以后的安全措施提供数据支持, 保证通风系统的安全运行。
3 煤矿通风安全控制中环境的因素
煤矿的通风状况与矿井的环境有很大关系, 而所谓的环境因素也包括两个方面, 一方面是自然环境因素, 另一方面是设备环境因素。很多通风类事故的发生都和大气环境有密切联系, 而且大气环境经常是事故诱发的主要因素。所以要健全煤矿周边大气的监测系统, 主要针对瓦斯浓度变化、粉尘飞扬和堆积状态、烟雾蒸汽征兆、风流稳定情况等进行动态检测和分析, 建立数据库, 对数据进行储存和分析, 将数据与以前的数据进行对比, 对重点区域进行重点监测, 包括大气的强度、物质的密度等, 严格把握所测数据的准确性, 选择的数据要能够全面反映大气的状态。另一方面, 矿井的硬件设施也是影响通风条件的重要因素, 从很多事故的教训来看, 很多事故的发生并不是没有安全措施, 但是很多安全措施都被硬件设施所限制。首先是矿井内的通风设备不达标, 这是很多事故的源头。其次是大气监测设备落后, 设备不能保证数据的准确性和全面性。还要建设必要的避难场所, 提供足够的安全设施, 针对不同种类灾害。采取不同的避灾路线撤离, 并采取相应的应急救护措施等, 这就要求硬环境的有效性和可靠性必须得到保障。
三、确保通风安全的措施
1 加强安全工作管理
为了保障煤矿矿井的通风安全, 首先监察和管理部门要对安全生产工作高度重视, 坚持“安全生产”的原则。然后管理部门应该建立一套完善的安全生产体系, 明确岗位职责, 将责任落实到个人, 使得各项工作都有章可循。
2 提高工作人员安全意识
人的因素在通风安全控制中起重要作用, 因此可以通过对员工进行培训提高工作人员的安全意识, 并使得他们每人都掌握通风安全操作, 确保员工的生命和财产的安全。
3 配合监控系统, 加强监察
为了确保煤矿的通风安全, 提高硬件的装备水平, 要安装瓦斯传感器的监控系统, 一旦发现瓦斯超标, 就要断掉局部通风机后部用电设备的电源, 保证安全生产。与此同时, 还有加强各级监察部门的监察力度, 确保能够及时发现问题, 并进行处理。
4 不断完善通风系统
在生产的过程中要从实际状况出发, 不断地完善通风系统, 并制定相对应的网络通风方案, 使得通风系统可以按照生产的变化进行调整, 确保通风系统的稳定可靠。
结束语:
煤矿的安全是进行生产的前提, 生产又是提高经济效益的保障。所以煤矿企业要重视安全生产, 做好煤矿通风的安全评价, 注意通风安全控制中的影响因素, 只有这样, 才能保证更好地生产, 提高效益, 确保煤矿安全稳定发展。
参考文献
[1]朱红青, 等.矿井通风系统风量稳定性分析与应用[C].2008 (沈阳) 国际安全科学与技术学术研讨会论文集, 2008.
通风安全评价 篇2
为了把新鲜空气按需要分送到各个工作地点，在井下各巷道中，根据通风的需要设置风墙、风门、风桥等通风构筑物，
备考资料
煤矿通风安全评价探讨 篇3
煤矿瓦斯、煤尘、火灾是矿井的主要危险因素，而煤矿通风对防治煤矿瓦斯、煤尘、火灾（自燃）起着要本质的作用。如何做好煤矿通风评价，通过安全评价判断出煤矿通风存在的问题，提出整改措施，改善矿井通风，对煤矿安全生产有着重要的意义。
一、煤矿通风安全评价
1、煤矿通风的基础资料评价。煤矿瓦斯、二氧化碳等级鉴定、开采煤层的自燃发火性、开采煤层的煤层爆炸性鉴定结果，是反映煤矿存在该方面有无灾害的基础性资料。
2、煤矿测风的评价。煤矿测风工作是通风管理的一项日常工作。测风数据一方面必须真实、准确，同时测风地点要全面，能反映出通风的状况。测风地点应包括进、回风井，主要进风巷、回风巷、采区进、回风巷，采掘用风点进、回风巷;低风速区域：掘进工作面，回采工作面上隔角，角联巷道等。根据矿进测风数据，计算矿井各用風地点的风流风速。漏风是矿井的必然现象，通过测风，要计算矿井外部漏风、内部漏风。内部漏风又分直接进回风间的漏风和漏到采空区的漏风。外部漏风，直接进回风间漏风影响矿井的通风效率，而漏入采区的风量，对于开采有自燃发火性煤层的矿井将是严重的自燃发火隐患。
3、煤矿通风系统的评价。煤矿通风系统要以保障煤矿井下各用风地点风流稳定为出发点。煤矿的通风系统分为中央并列式、对角式、分区式等。判别各种通风设施如风门、风窗、风桥、密闭是否符合要求，矿井负压是否符合要求。
合理的采区通风系统是保障采掘各用风地点实现独立通风、通风稳定的条件。如采区进、回风巷必须贯穿整个采区，高瓦斯、有煤与瓦斯突出矿井的采区，开采容易自燃的煤层，必须设置专用回风巷。低瓦斯开采煤层群，分层开采采用联合布置的采区必须设置专用回风巷。
4、矿井自然风压的评价。自然风压是由于井巷风流温度差，井口高低差别，造成风流密度不同而形成的。自然风压有时可以帮助矿井通风，有时可以阻止矿井通风，因此评价时要根据矿井的特点计算矿井的自然风压，结合矿井的负压、供风情况，作出自然风压对矿井的影响程度的评价，尤其要注意矿井系统中角联存在的影响。
5、通风管理评价。要对矿井的通风管理机构，通风的日常管理制度，反风演习制度，技术资料，系统变更保障通风稳定的措施等进行有效性评价。
二、改进煤矿通风的建议
1、矿井通风系统改进的建议。如减少角联，从系统上减小漏风的措施，保证风流稳定的措施。2、低风速区域、高风速区域应采取的措施。如低风速区域瓦斯重点检查措施、设备管理措施，局部通风，加大风机，加大风筒直径，改变接头方式等措施;高风速区域重点降尘措施。3、采空区漏风的改进措施。4、自然风压对矿井通风的影响，对角联的影响及调整措施。
三、结束语
本文探讨的目的是为如何开展煤矿通风评价提供有效的方法，通过评价找出煤矿通风存在不足，并保留评价过程全部信息，为改善煤矿通风提供科学依据。
作者简介：杨宏岩（1986.8---），男，河南卫辉市人，2009年毕业于黑龙江煤炭职业技术学院，助理工程师，现从事矿井通风、瓦斯管理工作。
通风安全评价 篇4
据统计, 我国地下开采煤矿的煤炭产量约占95%, 埋藏深、地质构造复杂、生产条件恶劣、自然灾害危害大。矿井地下作业首先面临的问题是通风, 矿井通风系统作为矿井生产系统的重要组成部分, 在矿井生产过程中, 必须源源不断地将地面新鲜空气输送到井下各个作业地点, 以供人员呼吸并稀释和排除井下各种有毒有害气体及矿尘, 创造良好的矿内工作环境, 保障矿井和作业人员生命安全。矿井通风系统的合理程度直接决定着整个矿井安全生产能力的大小, 数据统计分析发现, 通风系统不合理、通风管理不善是造成瓦斯爆炸事故的主要原因[1,2]。因而必须采取科学的技术手段, 建立矿井通风系统安全性能的评判体系, 通过分析通风安全影响因素, 评价其影响程度, 了解通风系统的实际运行情况, 掌握通风系统存在的各种缺陷和事故隐患, 找出通风管理中的疏忽及不足, 使通风管理部门较早诊断不良事态的发展, 针对通风安全管理中的薄弱环节, 更有的放矢地采取安全改进措施, 从而提高矿井的抗灾能力, 减少甚至杜绝煤矿重特大事故的发生。
1 煤矿通风安全绩效分析
建立通风安全绩效评价体系模型需解决两个关键问题, 一是通风安全绩效评价指标体系的建立, 二是通风安全绩效评价方法的选择。本文欲通过文献总结、事故分析、安全系统理论分析、经验判断并参考相应的法律法规、先进的管理经验和方法, 建立多层次通风安全绩效指标体系[4,5]。与此同时, 本文拟选择模糊层次分析法及相对熵信息集结方法确定指标权重, 选择模糊综合评判中的多层次综合评判计算绩效结果[6]。图
1 所示为通风安全绩效评价体系模型图。
通风安全绩效评价体系模型可从四个方面进行分析, 一是通风安全绩效指标体系, 二是指标权重的确定, 三是多层次综合评判, 四是指标隶属度的确定。
2 煤矿通风安全绩效评价研究
2.1 通风安全绩效评价指标体系构建
通风安全绩效评价的体系目标即通风安全管理本质安全化, 表现在通风系统稳定性、可靠性高, 达到“经济合理、技术可行、安全可靠”。矿井通风系统的安全可靠性是矿井通风系统保障矿井安全生产的可靠程度, 其涵义有二:一是使矿井生产得以正常进行;二是能预防和控制灾害事故的发生, 经济合理性是指通风系统在保证安全可靠运行的基础上经济合理的程度, 从而实现降低矿井生产成本, 提高经济效益的目的, 技术可行性指采用的技术维护能够保证系统正常、有效的通风。
根据“轨迹交叉论”的观点, 事故主要是由于“人的不安全行为”与“物的不安全状态”的交叉所引起。基于安全系统理论及前面所述的通风安全事故致因机理分析, 造成“人的不安全行为”与“物的不安全状态”的根本原因在于人、物、信息、管理和环境这五个方面。因此, 如何克服这五要素中所存在的不足, 从而确保企业生产的安全状态, 最终避免事故发生是通风安全管理关注的重点。
故通风安全管理的运作将沿着生成通风安全对策, 即需要克服通风事故致因的这个五因素以确保通风“人”及“物”的安全状态。也就是说, 企业最终的安全表现取决于安全状态, 安全状态要看对事故致因因素的控制情况, 对事故致因因素的控制在于安全对策的有效性, 而安全对策来源于安全支撑层, 不同的安全对策将针对不同的事故致因因素发生作用, 不同的致因因素则对不同的安全状态发生作用, 最终体现为通风系统的安全表现。图2为通风安全管理体系运作模型图。
安全管理体系运作模型包括安全支撑层、安全对策、致因因素层、安全状态层和安全表现层。安全支撑层是整个系统的基础, 发挥着基础性作用, 直接或间接影响其上面四个层次。
2.2 通风安全绩效目标层与其层次模块分解
下面将准则层指标进行目标层及方案层的进一步划分, 通过文献沉淀、经验判断、安全系统理论分析等方法确保指标划分的科学性、全面性和可操作性。
1) 组织成员类 (A1) 。组织成员类目标层指标层次模块分解:决策层 (B11) 、中层管理人员 (B12) 、基层管理人员 (B13) 、一线员工 (B14) 。
2) 通风技术类 (A2) 。通风技术类目标层指标层次模块分解:通风网络合理性 (B21) 、矿井风流稳定性 (B22) 、通风动力系统可靠度 (B23) 、通风方式合理性 (B24) 。
3) 通风设备设施类 (A3) 。通风设备设施类目标层指标层次模块分解:主扇安装 (B31) 、局扇安装 (B32) 、通风巷道维护 (B33) 、通风构筑物 (B34) 、通风仪表配备 (B35) 、局扇风筒阻燃率 (B36) 。
4) 通风作业环境类 (A4) 。通风作业环境类目标层指标层次模块分解:作业环境有序度 (B41) 、作业场所标示与安全警示 (B42) 、作业环境人机界面的设计 (B43) 。
5) 管理执行类 (A5) 。管理执行类目标层指标层次模块分解:事故管理 (B51) 、监督检查 (B52) 、通风安全管理组织与制度 (B53) 、应急准备 (B54) 、危险源辨识以及风险评价与控制 (B55) 。
6) 信息类 (A6) 。信息类目标层指标层次模块分解:安全教育培训 (B61) 、安全会议 (B62) 、通风安全信息管理系统 (B63) 、通风安全监测以及监控系统 (B64) 。
2.3 指标权重计算
构造模糊互补判断矩阵计算权重, 首先是通过专家打分方式建立比较矩阵。不同矿井在各个指标方面的完善程度并不一致, 因此对各个指标的重视程度也不同, 为了使指标体系权重值更具有代表性、广泛应用性, 采取如下方法:首先5个专家各自打分, 通风系统的运行需要机电、采掘、生产技术、通风等科室的共同协力维护, 因此可由机电科、生产技术科、采掘科、通风科、安全科各出一位代表组成评分专家组, 对自身矿井通风系统指标体系打分, 运用前面所述权重确定方法得出自身矿井指标体系权重值, 再应用基于相对熵的群决策赋权方法, 得出最终具有代表性的各指标权重值。
以一级指标的权重计算为例, 这里仅出具其中一个专家构造的一级指标模糊互补判断矩阵。5位专家给出的模糊互补判据矩阵均应用公式分别计算这6个指标的权重, 再应用公式最终求得一级指标权重值。表2所示为该煤矿安全绩效准则层指标权重分配。
2.4 通风安全绩效多层次模糊综合评判
本文的安全绩效评价指标体系分为三层指标, 在属性上分为定性和定量指标, 二级指标 (通风技术类、通风设备设施类、通风作业环境类) 及所含三级指标由专家打分确定分值, 其余二级指标及所含三级指标通过调查问卷方式获取数据, 并辅以相应的资料查阅;问卷涉及指标体系的所有问题, 通过集体统一填写的方式完成, 包括所有与通风相关的部门管理人员和员工代表, 计算回收率, 有效问卷有效率。
2.4.1 专家打分部分绩效分值计算
1) 首先根据三级指标的得分以及三级指标的权重, 按照如下公式计算出二级指标绩效分值。
2) 再根据二级指标绩效分值以及二级指标的权重, 按照如下公式计算出一级指标绩效分值。
3) 再根据一级指标分值及一级指标权重得到通风技术类、通风设备设施类、通风作业环境类三个部分的绩效分值总和, 计作S2, 3, 4。
2.4.2 问卷调查部分绩效分值计算
1) 首先根据三级指标权重及三级指标隶属度, 算出二级指标评分矩阵RCi=WCiRDi= (c1, c2, ∧, cn) 。
2) 根据二级指标权重及二级指标评分矩阵, 算出一级指标评分矩阵RBi=WBiRCi= (b1, b2, ∧, bn) 。
3) 根据一级指标权重及一级指标评分矩阵, 算出目标层评分矩阵:
4) 指定三个一级指标 (组织成员类、管理执行类、信息类) 的安全绩效测量最终得
分为:
2.4.3 通风安全绩效模糊综合评判最终得分
绩效评价的最终得分为专家打分部分加上问卷调查部分的综合, 即:
3 结语
基于通风安全事故发生机理分析以及通风安全绩效指标体系研究, 分析得出该煤矿企业对于各个准则层指标的重视度:信息类=通风技术类>管理执行类>通风设备设施类>组织成员类>通风作业环境类, 信息类作为其它各个指标间信息沟通的媒介, 运行好坏直接影响整个通风系统的安全状态, 因此分析信息类, 找出其薄弱环节, 强化薄弱环节的信息质量, 是有效提高通风安全绩效的关键。信息类的重要性堪比通风技术类, 同通风系统运行中常常出现工作面风量不足、无故停风停电、瓦斯超限等现象及信息沟通意识淡薄有关, 很多通风事故是由于不能根据工作面通风情况及瓦斯超限情况自动调节通风机供风量以及低效的安全信息沟通导致的, 如2004年10月20日大平煤矿发生特大型煤与瓦斯突出引发的特别重大瓦斯爆炸事故及2009年11月21日发生的黑龙江鹤岗新兴煤矿瓦斯爆炸事故, 发现瓦斯超限异常情况没有及时进行信息沟通, 未按规定采取停电撤人措施, 最终电火花引发瓦斯爆炸事故[7]。
信息类目标层包括安全教育培训、安全会议、通风安全信息管理系统、通风安全监测、监控系统。目前煤矿企业在安全教育培训及安全会议方面执行较好, 但在通风安全信息管理系统建设及通风安全监测、监控系统开发方面整体水平较差, 因此强化通风安全信息管理系统、开发通风安全监测、监控系统是提升通风安全绩效的关键。
摘要：强化通风安全管理, 构建科学、合理的通风系统, 是预防瓦斯、煤尘以及火灾事故发生的根本措施, 也是大幅度减少甚至避免煤矿重特大事故发生最有效的方法。通风安全绩效评价是以矿井通风安全本质化为基础, 在通风安全所采取的一系列安全控制战略、措施和活动方面建立的一套完整的、可控的、闭环的, 用于衡量矿井通风安全管理水平和现状的可测量的结果。
关键词：矿井通风系统,绩效评价,多层次模糊综合评判,通风安全事故
参考文献
[1]姜帆.矿井通风安全管理系统设计及通风安全评价研究[D].重庆:重庆大学, 2009.
[2]陈宝智, 吴敏.事故致因理论与安全理念[J].中国安全生产科学技术, 2008.
[3]高明.基于MORT的安全绩效评价研究[D].北京:中国地质大学, 2011.
[4]王德明.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.
[5]曹凯, 王德明.基于层次分析法的矿井通风系统安全评价指标[J].煤矿安全, 2010 (5) .
[6]王俭.基于安全分区的通风瓦斯风险控制研究[D].西安:西安科技大学, 2008.
矿井通风与安全 篇5
煤矿井下为什么要进行[1]?？不进行通风不行吗？经过实践证明，不进行通风是不行的。因为井下要生产就要有人，人没有氧气就不能生存。其次人们在井下生产过程中不断产生有毒有害气体，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、沼气等，如果不排除这些气体人们也无法生产。井下由于受地温等因素的影响需要对井下恶劣气候条件进行调节。矿井通风的基本任务是：
（1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。
（2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。
（3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。
井下必须进行通风，不通风就不能保证安全和维持生产。故矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。
编辑本段 矿井通风的类型
矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。根据相关因素把矿井通风系
矿井通风阻力参数智能检测仪
统划分为不同类型。根据瓦斯、煤层自燃和高温等影响矿井生产安全的主要因素对矿井通风系统的要求，为了便于管理、设计和检查，把矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型、排放瓦斯型、防火及降温型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯与防火及降温型几种，依次为1-8八个等级。
编辑本段 空气 地面空气
地面空气是我们居住的地球表面包围着的地面大气，它由干空气和水蒸气组成的混合气体，在正常情况下干空气由下列几种成分组成：
气体名称体积浓度
氮（N2）78.13%
氧（O2）20.90%
二氧化碳（CO2）0.03%
氩（Ar）0.93%
其它0.01% 井下空气
地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成份和浓度发生改变。
1、物理变化：
气体混入：煤层中含有瓦斯、二氧化碳等气体，矿井在生产过程中这些气体便混
jfy-2矿井通风多参数检测仪 入井下空气中。
固体混入：井下各作业环节所产生的岩、煤尘和其它微小杂尘混入井下空气中。
气象变化：由于井下温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。
2、化学变化：
井下一切物质的缓慢氧化、爆破工作、火区氧化等这些变化均对井下空气产生影响。
经过上述的物理、化学变化井下空气同地面空气相比较发生了较大变化，成分增多、浓度发生变化、氧浓度相对减少。井下空气的成分种类共有：O2、N2、CH4、CO、CO2、H2S、SO2、H2、NH3、NO2、水蒸气和浮尘十二种。但由于各矿条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都不相同。
编辑本段 井下空气的主要成分： 氧（O2）
氧气的性质：是一种无色、无味、无臭的气体，它对空气的比重是1.11，其化学性质很活泼，可以和所有的气体相化合，氧能助燃，氧是人和动物新陈代谢不可缺少的物质，没有氧气人就不能生存。氧气对人影响见下表：
氧的浓度%
人体的症状反应
静止状态无影响，工作时引起喘息、呼吸困难、心跳。
10--12
失去知觉、对人的生命有严重威胁。
9以下
在短时间内窒息死亡。
《煤矿安全规程》中规定：在采掘工作面的进风风流中，按体积计算，空气中的于20%。氮（N2）
氮气的性质：是一种无色、无味、无臭的气体，它对空气的比重是0.97，不助燃、不能维持呼吸。在正常情况下，氮对人体无害，当空气中含氮量过多时，就会降低氧气含量，可以因缺氧而使人窒息。
二氧化碳（CO2）
二氧化碳性质：是一种无色、略带酸味的惰性气体，它对空气的比重是1.52，易溶于水、不助燃、不能维持呼吸，略带毒性，对眼、喉咙和鼻的粘膜有刺激作用。
《煤矿安全规程》中规定：在采掘工作面的进风风流中，按体积计算，二氧化碳浓度不得超过0.5%。
四、井下空气的主要有害气体及其防治措施
井下空气由于受矿井生产的物理、化学变化的影响,使井下空气中存在一些有毒有害气体: 主要有害气体:
一)、一氧化碳(CO)
1、性质:
一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体,它对空气的比重为0.97,微溶于水。在一般温度与压力下,一氧化碳的化学性质不活泼,但浓度达到13%--17%时遇火能引起爆炸。
一氧化碳之所以毒性很强是因为它对人体内血红球所含的血色素的亲和力比氧大250--300倍。因此,一氧化碳吸入人体后就阻碍了氧和血色素的正常结合,使人体各部分组织和细胞缺氧,引起窒息和中毒死亡。
2、一氧化碳的浓度与中毒程度的关系:
一氧化碳
0.016
0.048
中毒时间 中毒程度 中毒症状
数小时 无征兆或轻微头痛
1小时以内 轻微中毒 耳鸣、头痛、头晕、心跳
0.128 0。5--1小时 严重中毒 除上述症状外四肢无力、呕吐、感觉
迟盹、丧失行动能力
0.4 短时间内 致命中毒 丧失知觉、痉挛、呼吸停顿、假死
《煤矿安全规程》规定井下空气中一氧化碳的浓度不得超过0.0024%。
3、井下一氧化碳地来源:
(1)、井下火灾;煤层自燃。
(2)、沼气与煤层爆炸。
(3)、爆破工作。二氧化碳见上节。硫化氢气体。
1、性质:
硫化氢气体是一种无色微甜,有臭鸡蛋气味的气体,它对空气的比重为1.19,溶于水,能燃烧,当浓度达4.3%--46%时还具有爆炸性。
3、井下来源:
(1)、坑木析腐烂。
(2)、含硫矿物(如:黄铁矿、石膏等)遇水分解。
(3)、从采空区废旧巷道涌出或煤围岩中放出。
某矿井通风网络
(4)、爆破工作产生。二氧化硫:
1、性质:
二氧化硫是一种无色具有强烈硫黄燃烧味的气体,它对空气的比重为2.2,易溶于水。它对眼睛和呼吸器官有强烈刺激作用。
《煤矿安全规程》规定井下空气中二氧化硫气体浓度不得超过0.0005%。
3、井下来源:
(1)、含硫矿物的自燃或缓慢氧化。
(2)、从煤围岩中放出。
(3)、在硫矿物中爆破生成。二氧化氮（NO2）
1、性质:二氧化氮为红褐色气体,它对空气的比重为1.57,极易溶于水,对眼睛鼻腔、呼吸道及肺部有强烈的刺激作用,二氧化氮与水结合生成硝酸,因此对肺部组织起腐蚀破坏作用,可以引起肺部浮肿。
2、二氧化氮的浓度与中毒程度关系:
《煤矿安全规程》规定井下空气中二氧化氮气体浓度不超过0.00025%。
井下来源:
主要是放炮产生。
六)沼气:沼气的数量约占矿井瓦斯总和的90%以上,重点放在下一章阐述。
二、防止有害气体的措施:
1、加强通风。适当增加风量,把这些有害气体排出或冲淡到《煤矿安全规程》规定的安全浓度以下,是常用也是有效防止井下有害气体危害的最根本的措施。
2、加强检查,用各种瞧骷嗍泳?赂髦钟泻ζ?宓亩??以便及时采取相应的措施。
3、如果某种有害气体的含量较大可采取抽放措施。如瓦斯抽放。
4、井下通风不良的地区或不通风的旧巷道内积聚大量的有害气体。故在这些旧巷口要设栅栏,挂警标,防止他人误入。如果必须进入,需要详细检查各种有害气体方可进入。
5、若有人由于缺氧窒息或呼吸有毒有害气体中毒时立即将中毒者移到有新鲜空气的巷道或地面并进行人工呼吸(NO2、H2S中毒除外)施行急救。
编辑本段 矿井通风设施:
为了使井下风流沿指定路线流动分配,就必须在某些巷道内建筑引导控制风流的构筑物即通风设施,它分为引导风流和隔断风流的设施。引导风流的设施:
1、风峒:风峒是联接扇风机装置和风井的一段巷道。
大煤沟煤矿风峒
风峒多用混凝土、砖石等建材构筑成圆形式矩形巷道,这是由风筒的特点所决定的。
2、风桥:风桥是将两股平面交*的新、污风流隔成立体交*新、污风分开的一种通风设施。
根据结构特点不同风桥可分为三种:
(1)绕道式风桥。(2)、混凝土风桥。(3)、铁筒风桥
3、风窗(卡)
风窗是在巷道内设在墙或门上,在墙或门上留一个可调空间窗口,通过调节空间窗口面积从而达到调节风量的目的。
4、风障:
在巷道内利用木板、苇席、风筒布做布障起到引导风流的作用。常用此方法处理高冒处、落山角等处积聚瓦斯。
5、风筒:
在巷道中利用正压或负压通风动力通过管道把指定的风量送到目的地,这个管道就叫风筒。隔断风流设施:
1、防爆门(帽)
防爆门是装在扇风机筒,为防止井下发生煤尘瓦斯爆炸时产生的冲击波毁坏扇风机的安全设施。当井下发生煤尘、瓦斯爆炸时,防爆门即能被气浪冲开,爆炸波直接冲入大气,从而起到保护扇风机的作用。
2、挡风墙
在不允许风流通过,也不允许行车行人的井巷如采空区、旧巷、火区以及进风与回风大巷之间的联络小眼都必须设置挡风墙,将风流截断。以免造成漏风,风流形成短路使通风系统失去合理稳定性而发生事故。
挡风墙分为:临时挡风墙、永久挡风墙。
1)临时挡风墙:一般是在立柱上钉木板,木板上抹黄泥建成临时挡风墙。
使用条件:服务年限不长,巷道围岩压力小,漏风率要求不不严时使用。
2)永久挡风墙:一般使用料石、砖土、水泥、混凝土建筑。
使用条件:服务年限长,巷道围岩压力大,漏风率要求严时使用。
3、风门:
在不允许风流通过,但需行人或行车的巷道内,必须设置风门。
按结构分:普通风门和自运风门。
4、通风设施管理规定：
（1）、通风部门做好系统的调整，尽量减少风卡以自然分配风量为主。
（2）、爱护通风设施做到：风门严禁同时打开或用车撞风门、风门损坏及时汇报通风调度，如果影响系统风量受影响区域停电、撤人修复后再生产，安监调度组织分析处理。
（3）、通风设施由通风部门管理，其他单位无权移动、拆除等权力，如需要拆除、移动需要提前和通风部门联系。
（4）、严禁跨入栏杆、拆除栏杆、闭墙、风卡等通风设施。
编辑本段 风量的测定:
矿井通风的主要参数之一就是风量,即:单位时间内通过井巷空气的体积。测风站要求
1、必须设在直线巷道中。
2、测风站长度不少于4m。
3、测风站前后10m内没有拐弯和其它障碍。
4、测风站应挂有记录牌,注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点。
5、测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内。测风方法
测风采用定点法、九点法和线路法,求出平均风速。
在同一断面测风次数不少于三次,每次测量结果的误差不应超过5%,然后取三次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。
《煤矿安全规程》规定，至少每10天要进行一次全面风量测定。
4、通风设施管理规定：
（1）、通风部门做好系统的调整，尽量减少风卡以自然分配风量为主。
（2）、爱护通风设施做到：风门严禁同时打开或用车撞风门、风门损坏及时汇报通风调度，如果影响系统风量受影响区域停电、撤人修复后再生产，安监调度组织分析处理。
（3）、通风设施由通风部门管理，其他单位无权移动、拆除等权力，如需要拆除、移动需要提前和通风部门联系。
（4）、严禁跨入栏杆、拆除栏杆、闭墙、风卡等通风设施。风量的测定
矿井通风的主要参数之一就是风量,即:单位时间内通过井巷空气的体积。
一)、测风站要求:
1、必须设在直线巷道中。
2、测风站长度不少于4m。
3、测风站前后10m内没有拐弯和其它障碍。
4、测风站应挂有记录牌,注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点。
5、测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内。
二)、测风方法:
测风采用定点法、九点法和线路法,求出平均风速。
在同一断面测风次数不少于三次,每次测量结果的误差不应超过5%,然后取三次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。
《煤矿安全规程》规定，至少每10天要进行一次全面风量测定。
编辑本段 掘进通风
在掘进巷道时,为了供给人员呼吸,排除稀释掘进工作面瓦斯或爆破后产生的有害、有害气体和矿尘要进行通风。掘进巷道的通风叫掘进通风。掘进通风方法分全负压通风、引射器通风和局扇通风。由于我集团公司主要采用局扇通风，故主要讲局扇通风。局扇通风
局扇通风是我国矿井广泛采用的一种掘进通风方法,它是利用局扇和风筒把新鲜风流送入掘进工作面的。
一)、局扇通风方式:
压入式;抽出式;混合式
1、压入式:就是利用局扇将新鲜空气经风筒压入工作面,而泛风则由巷道排出。
压入式通风局扇安装在新鲜风流中,泛风不经过局扇,因而局扇一旦发生电火花,不易引起瓦斯、煤尘爆炸,故安全性好,可用硬质风筒也可用柔性风筒,适应性较强。其缺点是:工作面泛风沿独头巷道排往回风巷,不利于巷道中作业人员呼吸。放炮后炮烟由巷道排出的速度慢,时间较长,影响掘进速度。
2、抽出式通风:
抽出式通风与压入式通风相反,新鲜空气由巷道进入工作面,泛风经风筒由局扇排出。
抽出式通风由于污风经风筒排出,保持巷道为新鲜空气故劳动卫生条件较好,放炮后所需要排烟的速度快,有利于提高掘进速度。但由于风筒末端的有效吸程比较短,放炮时易崩坏风筒,如吸程长则通风效果不好,污风经过局扇安全性差,抽出式通风必须使用硬性风筒,适应性差。
3、混合式:
混合式通风把上述两通风方式同时混合使用。虽然克服了上述的一些缺点,但由于设备多,电耗大,管理复杂,未被推广使用。压入式通风由于安全性好,设备简单适应性好,效果好而被广泛应用。局部通风管理
1、局扇:
1)、指定专人负责管理（挂牌管理）,不准任意停开局扇,保持正常运转。
2)、局扇安装必须上双风机双电源且安装开停监测装置。
3)、局扇安设在进风巷中。距回风流不得少于10m,不许发生循环风。
4)、局扇安装与掘进工作面的电器设备必须有延时风电闭锁装置。
5)、局扇因故停运,必须撤人钉栅栏,按有关规定进行排放瓦斯。
2、风筒:
1)、推广使用Φ700mm软质阻燃风筒,提高局扇出风率。
2)、提高接头质量,减少接头漏风,坚持使用反边式双边接头。
3)、风筒要吊挂平直,拉紧吊稳,逢环必吊,提高局扇供风量。
4)、加强检查和管理,及时修补。并搁专人负责。
5)、经常及时接风筒,保证风筒出口到煤头不超距。
编辑本段 矿井瓦斯
煤层瓦斯的主要成分一般是沼气和其它有害气体等,这些气体统称为瓦斯。由于瓦斯的危害主要是沼气,所以从狭义上讲矿井瓦斯就专指沼气而言。矿井瓦斯的生成:
煤矿井下的瓦斯来自煤层和煤系地层。瓦斯是在成煤和煤的变质过程中所伴生的气体。古代植物在成煤的初期,经厌氧菌的作用,植物纤维质分解成大量瓦斯。以后在上覆岩层的高温高压作用下泥炭褐煤发生物理和化学变化,逐渐转变成烟煤、无烟煤,煤在这种变质过程中挥发分减少,;固定炭增加。挥发分转变成沼气。这部分瓦斯由于埋藏在地层深处,不易跑掉得以保存。但在漫长的地质年代里由于受到诸多因素的影响,大部分瓦斯已放散出去,仅有一小部分至令还保存在煤层或岩层中,煤层或岩层中所含的瓦斯主要就是这部分瓦斯。瓦斯的性质:
甲烷是无色、无味、无臭可以燃烧和爆炸的气体,不能供人呼吸,能造成人员窒息,它易于扩散,扩散速度是空气的1.34倍,瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍,甲烷对空气的比重为0.544,因此容易积存在巷道顶板冒落的顶板空峒内。瓦斯的化学性质极不活泼,几乎不与其它物质化合,难溶于水。瓦斯与空气适量混合后具有燃烧爆炸性。这是瓦斯所以成为矿内主要灾害的原因所在。瓦斯爆炸条件:
1、瓦斯浓度:
在标准状况下瓦斯按体积百分比浓度为5—16%时遇到高温火源后就会发生瓦斯爆炸。浓度在9.1—9.5%时爆炸威力最大。
瓦斯爆炸界限不是固定不变的,它受温度、压力以及煤层其它可燃气体、惰性气体的混入等因素的影响。
2、引燃温度:瓦斯引燃温度一般在650℃—750℃,但它受到瓦斯浓度及火源性质等的影响1)、瓦斯的引爆延迟性对爆破工作有实际意义。炸药在爆破时瞬间温度可达2000℃,但火焰存在的时间很短,仅为千分之几秒,故不会引起瓦斯爆炸。但若炸药变质,装药炮泥不符合规定,就有可能使火焰存在时间加长甚至引燃药包造成瓦斯燃烧或爆炸事故,所以对井下爆破工作应十分注意。高温火源的存在是引起瓦斯爆炸的必要条件。电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火等都易引起瓦斯爆炸。
3、足够的氧含量:
实验证明,空气中的氧气浓度降低时,瓦斯的爆炸界限缩小,当氧气浓度减少到12%以下时,瓦斯就不会爆炸。
煤矿安全新技术：第一章 概述
矿井通风是矿井安全生产的基本保障。矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送适量的新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和浮尘，以降低环境温度，创造良好的气候条件，并在发生灾变时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动路线的作业。
20世纪80年代以来，随着煤矿机械化水平的提高，采煤方法、巷道布置及支护的改革，电子和计算机技术的发展，我国矿井通风技术有了长足的进步，通风管理日益规范化、系列化、制度化，通风新技术和新装备愈来愈多地投人应用。以低耗、高效、安全为准则的通风系统优化改造在许多煤矿得以实施，使其能够更好地为高产、高效、安全的集约化生产提供安全保障。
编辑本段
矿井通风系统的优化改造
矿井通风系统是向矿井各用风点供给新鲜空气、排出污风的通风方式(进＼回风井布置的方式一中央式、对角式、混合式)、通风方法(抽出式、压人式、抽压混合式)、通风网络(由风流流经的巷道及相关设施组成)和通风控制设施(通风构筑物)的总称。
近年来，为适应综合机械化采煤的要求，原煤炭工业部在总结建设经验，借鉴国外先进技术的基础上于1984颁发了《关于改革矿井开拓部署的若干技术规定》，作为新井建设、生产矿井技术改造和开拓延深的依据。为适应生产集约化，开采深度增加、瓦斯涌出量大的情况，以“针对现实、着眼长远、因地制宜、对症下药、综合治理、节能增风”为指导思想，对数百对国有煤矿进行了通风系统优化改造，配合生产矿井井田合并、开采范围扩大和储量增多等改扩建工作。这类通风系统优化改造主要有以下几个方面内容。通风方式的改革
根据矿井的特点和需要，把中央式通风演变为中央一对角式混合通风系统。为适应综采集约化生产，工作面单产超过1Mt／a的要求，对矿井采用分区域开拓。因此，形成区域式通风系统，即每个区域均有一组进、回风井，各个区域采用相对独立的通风技术。它具有通风线路短、风阻小、区域间干扰小、安全性好，便于选择主要通风机，使其实现高效节能的特点，提高了矿井的通风能力和抗灾能力，适用于特大型矿井或因地质条件须把井田划为若干独立生产区域的矿井。总之，新建大型矿井通风系统以对角式、分区式为主，改扩建的生产矿井以混合式为主，主要通风机的经济运行能力的提高
离心式风机
为提高主要通风机的经济运行能力，主要开展了以下工作。
(1)为适应通风系统的变化和生产集约化的要求，20世纪80年代以来，我国相继出现2K60系列和GAF系列的轴流式风机和G4-73与K4-73系列的离心式风机。20世纪90年代，依托于国家“八五”关项目，研制出FD型的对旋式风机。该系列风机具有能耗低、效率高的特点，因而迅速在我国煤矿推广。在原煤炭部“九五”攻关项目中，无驼峰式轴流风机的研制成功增大了通风机的稳定工作区域。
(2)研制出离心式风机的调速装置，如可控硅调速、液力偶合器和变频调速装置。
(3)加强了通风机及其附属装置管理，减少风硐、风机内部以及扩散塔的阻力损失和漏风，提高了通风机运行效率。在生产矿井进行老、旧机的运行状态改造中，主要查明了通风机特性与通风网络风阻特性匹配差，主要通风机选型偏大，风机转速偏高，电机容量偏大，使风机长期处于低效区运行等问题，提出一整套风机经济运行的办法，对老、旧风机进行多种方法的技术改造，如采取更换机芯、改造叶轮和叶片等办法提高风机运行效率。采区通风系统优化布置
优化采区和工作面的通风布置，能有效提高通风能力和排出瓦斯的效果。随着集约化生产和矿井向深部发展，采区和采煤工作面的绝对瓦斯涌出量剧增，要求采区和采煤工作面的通风能力迅速增大。在采区的通风系统布置方面，出现了3条上山的布置方式，采区内有了独立的进风和回风上山，利于采区内采煤工作面和掘进工作面的独立通风，提高了采区的通风能力和风流的稳定性，也为保证采区的局部反风和作业人员的安全脱险提供了有利条件。在采煤工作面的通风布置方面，在常规的U型通风布置的基础上，提出了U＋L型方式(或称尾巷布置方式)，改变了采空区的流场分布，较有效地防止了采煤工作面隅角瓦斯积聚，促进了采空区瓦斯的排放。为了防止专用瓦斯排放巷瓦斯超限，又提出和采用了Y型的通风布置方式，单独供应新鲜风流直接稀释采空区涌出的瓦斯。此外，还采用了W型和Z型等布置方式，在适宜条件下均取得了较理想的通风效果，大大地改善了采煤工作面的通风条件，保证了安全回采。新型通风设施的使用
通风安全评价 篇6
【摘要】通风管理以及通风事故的预防，这是煤矿安全工作的重点内容，而影响煤矿通风安全的因素很多，大体可分为人为的和非人为的两种，如何在实际生产过程当中通过有效协调各方面因素，实现安全生产是我们应该思考的。笔者通过对文玉煤矿通风管理的分析，提出一些关于通风事故预防的措施，希望能够为相关的研究提供参考。
【关键词】煤矿安全；通风管理；通风事故预防
一、当前我国矿井通风中存在的问题
（一）通风设计存在很多不妥之处
较为常见的通风设计问题有巷道内风速很快、通风阻力太大等，出现这一问题的原因是，在进行通风设计时，巷道断面的设计偏小，这一设计问题始终是煤矿日后安全生产的一大隐患。除了上述问题之外，巷道的布置很多时候也存在不妥，这就要求我们要从技术以及综合效益等方面全面考虑，不能单一片面的看问题，如果因为巷道布置不合理导致风量不足，那么就可能会引发安全事故，对此一定要予以重视。
所以，矿井的通风设计必须以矿井实际情况为基础，因地制宜，不同的情况要有不同的设计，这也是实现安全生产的需要。为了将设计做到更好在实际操作中，我们需要及时、适时的根据需要做出调整，以确保设计质量。要做到以上所述，《煤矿安全规定》的相关要求是必须被严格执行的。对于矿井通风系统的设计，只有严格遵照相关规程，将安全生产作为首要准绳，才能使设计有意义有效果，也才能为后续可能的操作提供余地。实际设计过程中，我们的设计人员只有遵循科学、合理的设计理念，就定能实现设计的实际价值与经济意义。设计完成后，还要进行自我核查，优化巷道质量，提升可控性。
（二）通风设施未能实现规范化
目前，我国煤矿企业将为常见的通风设施问题主要有器材放置位置不合理、器材选取有问题等。而对于器材的选取，造成其不合理的主要原因有，财务支出原因以及人为原因。一些单位对于通分设施投入较少主要还是相关领导安全意识薄弱，对此相关领导要提高认识，适当增加对于通风设施设备的财政支出；对于造成通风设施选取不合理的人为因素，其调整方式主要是加强对有关人员的职业素质教育。
通风设施管理的规范化，是实现煤矿通风安全的重要方面，管理跟上去了，安全事故发生的机率才会大大降低，煤矿安全生产运营也才能落到实处。
二、煤矿安全通风管理概述
（一）加强对通风系统的管理
通风系统管理是否合理、到位，这直接关系到煤矿安全生产能否正常有序开展，所以在开展通风系统管理的时候，要尽量做到排除隐患、保障安全。加强煤矿通风系统管理首先要提升管理人员以及煤矿工作人员的安全意识，要在管理者思想里树立起安全管理的讯息，要将安全管理理念落实到工作当中；对此，文玉煤矿经常对煤矿工作人员开进行安全教育，让员工时刻牢记安全第一，文玉煤矿还时常对员工进行相关的岗位技能培训，以降低作业事故发生的几率。员工素质的提升是通风安全管理工作开展的重要前提，必须予以重视。
（二）加强对通风安全的控制管理
对于煤矿，通风安全管理是一项相对较为复杂的工作，其任何一个环节都不能够被忽视。那么，如何才能将安全管理工作做好、做到位呢？首先，对于煤矿的通风安全管理要设定一个合理的目标，这个预设的目标既要体现相关的安全指标又要能够对于工程所能承受的最大风险程度有一个合理的规定，并以此作为煤矿通风安全系统建设的依据。其次，就是要对管理人员进行考核，考核合格者继续留任，不合格的予以淘汰。另外，要明确各部门在通风安全管理中的职责，责权明确。
（三）对通风环境加强管理
通风环境对于煤矿的通风安全管理有着不容忽视的影响，如有不慎就可能导致安全事故，因此，对于通风环境的管理也是至关重要的。对此，我们的管理人员就要提高自身能力，要做到能够及时排查可能的环境隐患，例如火灾隐患、爆炸隐患等，还要能够考虑到例如天气状况、环境等可能为通风安全带来的威胁，要加强环境安全监测，确保将事故发生的可能性降到最低。
三、煤矿安全通风事故的防范探讨
（一）选择恰当的矿井风量调节方式
在实际作业中，由于各种原因的制约与干扰，往往导致各个作业地点风量需求无法达到预定的标准，对此，需要我们的工作人员及时地、因地制宜地予以调整，以确保风量达到预定要求。风量的调节还要根据施工作业巷道的推进而不断变化，确保风量充足。通过实践我们总结出，调节总风量的方法主要是改变扇风机的特性，而调节局部风量的方法则有增加、降低风阻等。
（二）合理选择矿井通风系统
通风系统的作用就是为地下矿井输送新鲜空气同时将矿井中的浊气排出去，因此，通风系统对于整个矿井有着十分重要的意义，而现今通风系统种类繁多，如何选择适合自己矿井的通风系统是煤矿企业需要考虑的，只有选择了适合自己矿井的通风系统，才能确保矿井通风顺畅、有效降低事故发生机率，进而为安全生产提供保障。
四、结束语
在以往的煤矿安全事故中，由于通风安全导致的煤矿安全事故占比很大，煤矿通风安全问题也一直是各方关注的热点。对于煤矿的通风安全文玉煤矿一直都予以高度重视，通过对现有通风系统进行切换，进一步提升了煤矿通风安全系数，为煤矿整体安全生产提供了更为有力的保障，只有做到技术与管理同步前进，煤矿通风安全事故发生机率才能被有效降低。
参考文献
[1]于晓宇，魏佳兴，杨文等.煤矿安全通风管理与通风事件预防探究[J].科教导刊-电子版（下旬），2013，（4）：144.
[2]陈鹏飞.安全通风管理中事故的预防及控制探讨[J].科技传播，2013，（20）：94-94.
[3]董宇婕.煤矿井下通风管理及事故预防[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（36）：5379-5379.
作者简介
1.姚维妙，男，1981年，汉族，山东微山人，副科长，助理工程师，研究方向：安全管理。
2.刘雷，男，1990年，汉族，山东齐河人，助理工程师，研究方向：煤矿安全技术管理。
通风安全评价 篇7
近年来, 随着我国采矿工业的高速发展, 采掘技术的不断进步, 开采深度的不断加深, 使得自然灾害的威胁更加突出, 矿井瓦斯涌出量急剧增大, 机械化采煤使粉尘危害日趋严重, 设备散热量增加, 煤尘自燃发火危险性增大, 瓦斯爆炸、煤尘爆炸和火灾等矿井事故经常发生[1 - 2]。为了减少矿井安全事故的发生, 必须加强矿井的通风安全和管理, 保证矿井的安全运行。矿井通风系统的基本任务[3 - 4]是利用通风动力向井下各用风地点提供足量的新鲜空气, 稀释并排除各种有毒有害气体和粉尘, 调节气候, 确保工作地点的空气质量, 营造一个安全舒适的作业环境, 保证井下工人安全健康, 提高劳动生产率。因此, 有必要对矿井通风系统的安全性做出正确评价为矿井通风系统的优化、制订完善的生产计划和安全管理提供科学依据。
目前, 国内应用于矿井通风系统安全评价的方法很多, 常用的经典单一评价方法有模糊评价法[5]、灰色系统评价法[6]、神经网络评价法[7]等。这些方法都有各自的优缺点, 并且单一的评价方法很难全面反映矿井通风系统的优劣, 在解决某方面问题的时候有自己的局限性, 其结果很难有说服力。评价方法的综合集成[8 - 10]就是将2 种或2 种以上的评价方法进行结合并加以改进, 使结合后的评价方法能够考虑多方面的评价因素, 综合利用各种评价方法的优点, 从而能够更好地进行合理、客观的评价。常用的综合集成方法如灰色关联度模糊综合评价[11]、层次分析法模糊综合评价[2]等。本文采用的新型综合集成法[12]是将德尔斐法 ( Delphi) 、层次分析法 ( Analytic Hierarchy Progress ) 、灰色聚类法 ( Grey Clustering) 、模糊综合评判法 ( Fuzzy Compre-hensive Evaluating) 的成功之处集合而成, 将实践经验和科学理论相结合的从定性到定量的综合评价方法。
矿井通风系统[10]是一个多环节、非线性、动态性和模糊性的复杂关联大系统, 具有复杂、多变、随机等内涵明确、外延模糊的特点, 表现出极为明显的非线性动力学特性。因此, 无论是传统的分析方法, 还是模糊、灰色等常用的综合评价方法, 都没有很好地解决评价指标体系及权重的确定问题。基于方法集的综合评价方法是在评价的基本原则指导下, 根据一定的准则和规则从基本评价方法集中抽取若干方法, 通过适当的模型, 将它们综合为一种评价模型对评价结果进行优化组合的全过程。对于评价指标权重的确定以及多方法评价结论的非一致性问题, 可以通过寻求有效方法的组合来解决, 而多方法组合、交互式思想综合起来构成了集成交互式评价体系。而本文采用的新型集成法恰恰是解决矿井通风系统安全评价的有效方法, 使得评价系统具有较强的实用性、系统性、规范性等特点, 使评价结果更为精确, 能够为矿井通风系统安全提供科学依据。
1 综合集成评价模型的建立
1. 1 建立评价指标集
本文应用德尔斐法, 通过向有经验的专家咨询、收集信息和分析, 建立通风系统安全的递阶层次评价体系。其中目标层M, 准则层U, 指标层P, 即评价因素集:
其中: M为矿井通风系统安全评价, U为影响M的第一层指标, P为第二层指标, 即影响U的直接因素, 也是影响目标层的最终因素。根据矿山实地调查和专家对矿井通风系统易发事故的分析研究, 确定了矿山通风安全系统的各种影响因素。建立如下评价指标:
目标层M = { U1, U2, U3} = { 矿井通风, 矿井瓦斯防治, 矿井通风安全管理}
准则层U1= { P1, P2, P3, P4} = { 通风系统设计, 矿井通风能力, 通风设施设备, 安全防护措施}
U2= { P5, P6, P7} = { 瓦斯突出的检查, 瓦斯抽放系统是否完善, 瓦斯安全监测系统是否正常运行}
U3= { P8, P9, P10, P11} = { 规章制度是否健全有效, 管理机构完善协调, 矿井通风安全监察, 事故有效控制与及时处理}
1. 2 AHP法确定评价指标权重
根据上述确定的评价指标体系, 应用层次分析法 ( AHP) 确定权重。一般步骤为[10]:
( 1) 建立层次结构模型。将因素划分为不同层次, 如目标层、准则层、方案层等。
( 2) 构造判断矩阵C。本文采用1 - 9 级标度方法[13]对各个因素进行两两比较来构造判断矩阵, 并通过向专家询问确定判断矩阵的元素, 具体的程度重要性比较原则及赋值方法见表1。
( 3) 计算判断矩阵C。计算出判断矩阵的最大特征值 λmax及对应的特征向量并进行归一化处理。
( 4) 判断矩阵的一致性检验。为了检验判断矩阵的一致性, 需要计算一致性指CI当其符合一致性标准CI < 0. 10, 则表示权重合理, 并确定了指标的权重; 否则, 要调整判断矩阵的元素取值, 重新分配权系数的值。其中平均随机一致性指标RI的值可查表获得, 即Saaty已计算好的1 - 11 阶矩阵的RI值[13]见表2。
( 5) 得到模糊加权矩阵
Wi ( i = 1, 2, …n) 反映的是指标层Pj中的任意指标对目标层M的权值, 且满足, 0 < Wi< 1。
1. 3 灰色聚类分析
1.3.1确定评价矩阵
根据r位专家的评价结果, 第k位评价专家对指标层因素Pj给出的评分为dkj, 为了便于专家评判, 对每一项的打分值设为1 - 10 分, 求得评价矩阵D。
1. 3. 2 确定评价等级
结合矿井瓦斯的涌出情况和煤尘爆炸事故危险性实际情况, 根据《煤矿安全规程》、《煤矿“一通三防”实施细则》等安全规范, 结合实际经验、矿井通风安全专家和现场通风安全技术人员对各指标的评价, 对矿井通风安全评价指标体系进行了等级划分[13], 即V = { V1, V2, V3, V4, V5} = { 非常安全, 比较安全, 安全预警, 危险, 非常危险} = { 10, 9, 8, 7, 6} , 评语等级见表3。
1. 3. 3 确定灰类、白化权函数
由于矿井通风安全系统的特殊性, 无法使用常规的白化函数, 只能对其改进。本文采用的是改进的非对称三角白化权函数[14]。根据矿井通风安全的评价等级, 建立如下灰类, 灰数以及白化权函数fe ( dkj) :
第一灰类:设灰数为[9, 10], 白化函数为
第二灰类: 设灰数为[8, 9], 白化函数为
第三灰类: 设灰数为[7, 8], 白化函数为
第四灰类: 设灰数为[6, 7], 白化函数为
第五灰类: 设灰数为[0, 6], 白化函数为
1. 3. 4 确定灰色统计数
采用灰色统计法, 求出dkj属于第e类评价标准的白化函数值fe ( dkj) , 再求出评判矩阵的灰色统计数为nje和总灰色统计数为nj, nijk可以看成指标层Rij属于第e类的隶属度[12]。
1. 3. 5 确定灰色评价权值及模糊权矩阵
r位专家对指标层第j个评价因素评为第e类评价标准的灰色综合权值为
由rje构成单因素模糊评价权矩阵R。即单因素灰色模糊权矩阵为:
1. 4 计算模糊综合评判矩阵
由评价因素模糊加权矩阵W和单因素灰色模糊评判矩阵R复合计算得出模糊综合评判矩阵[12]
B要满足 (a=1, 2, 3, 4, 5) , 否则要进行归一化处理。
1. 5 计算综合评价结果A
依据评价结果A, 再结合评价等级V, 就可以得出安全评价结果。
2 工程实例分析
采用综合集成法对年生产能力为90 万吨的煤矿矿井进行通风系统安全易发事故的评判。
2. 1 根据建立的指标评价集, 利用AHP法计算各层评价指标的权重
依据本矿山的实际情况, 对两个因素子集的相对重要性进行两两比较, 标度取值见表1 构造判断矩阵C:
该判断矩阵C的最大特征值根 λmax= 3。对判断矩阵进行一致性检验, 一致性指标为CI = 0,
由表2 得平均随机一致性指标RI = 0. 58, 随机一致性比率CR = CI/RI = 0 < 0. 1, 可见层次分析排序有满意的一致性, 即权数的分配是合理的。其对应的特征向量经过归一化处理, 得到权重向量
同理, 可得出各因素子集的权重:
从而得到模糊加权矩阵:
2. 2确定评价矩阵
邀请5 位矿井通风专家 ( 相关高校和科研院所有丰富现场经验的采矿学者) 对各个指标进行打分。为了便于专家评判, 对每一项的打分值设为1- 10 分, 得到的评价矩阵见表4。
2. 3 计算灰色统计数, 灰色权重和模糊权矩阵
对指标P1的各灰类的统计数:
灰色权重: r11= n11/ n1= 0. 5, r12= n12/ n2=0. 5, r13= 0, r14= 0, r15= 0
同理, 可求出rje, 得到模糊权矩阵:
2. 4 应用模糊数学评判评价等级
求出模糊评判矩阵B:
求出安全评价结果A:
依据评价等级区域可知, 此矿井的通风系统是比较安全的, 并与实际相符。但有待于更进一步完善改进, 以提高通风系统整体安全级别。虽然该矿井建成了完整的独立的通风系统, 但通风系统的安全性与矿井“三防”系统安全状态密切关联, 所以应该在一些评价过程中得分比较低的方面加大整改力度。如以下几个方面需要加强: 矿井通风机、通风构筑物的可靠程度, 构筑密闭的地方要密闭, 不能使用风门来代替, 防止通风系统漏风危害的发生; 工作区域浮尘质量浓度超标, 通风风流量要适当增大, 及时排出瓦斯及有毒有害气体; 加强对瓦斯的监测监控, 安全防护要到位; 要加强人员的培训和管理, 学会使用安全措施, 建立健全安全管理制度并要严格执行。
3 结论
本文采用德尔斐法、AHP、灰色理论和模糊评判法等方法构成了一种新型的综合集成法, 并对矿井通风系统安全性进行评价。由于矿井通风系统是一个复杂的多因素系统, 这些因素既有模糊性, 又有灰色性, 评价矿井通风系统的参数又具有非线性和时变性。而此方法对于处理含有灰元的多层次模糊评判问题是有效和可靠的, 能够定性和定量相结合地评价安全性, 反映其薄弱环节, 为矿井通风系统的整改提供重要的依据, 而在处理专家评分数据的过程中采用改进的非对称“三角形”白化权函数, 对其进行修正归类统计, 使得评价结果更符合实际情况。应用现代应用数学、计算机科学、人工神经网络、非线性科学、复杂性科学等引入交叉学科以及新理论和新方法进行综合性研究是矿井通风系统评价今后的发展方向。
摘要：矿井通风系统是一个复杂的多因素非线性系统, 具有多变、随机和模糊的特点。应用传统的单一评价方法, 缺乏系统性和科学性, 很难全面地进行安全评价, 为了更好地对矿井通风系统安全进行较为客观的定量评价, 需要将一种新的综合集成评价方法运用到评价中。通过深入研究德尔斐法、层次分析法、灰色关聚类法以及模糊综合评判法的基本理论, 将它们有机地结合起来建立了新型综合集成评价法。在此方法中, 应用德尔斐法建立矿井通风系统安全的评价指标体系, 采用层次分析法确定各评价指标间的权重, 灰色聚类法则用来处理专家评分, 对于结果的分析采用模糊综合评判法进行。将不同的理论用于不同的阶段, 可以更加全面的考虑矿井通风系统的各种因素, 使结果更加准确直观, 符合实际。工程实例表明该方法具有较强的逻辑性、实用性和可靠性, 为矿井通风系统的安全性提供科学依据。
通风安全评价 篇8
矿井通风系统安全可靠与否,对于矿井安全生产意义重大,其安全可靠性[1,2]主要包括两个方面:一是保证矿井通风系统的正常安全运行;二是矿井通风系统能够防治矿井中灾害事故发生。矿井通风系统作为矿山八大系统之一,对矿山安全生产、矿井的正常运行维护、保证矿山年产量目标实现发挥着不可替代的作用。为此,建立一种正确、合理、行之有效的地下矿井通风系统可靠性的评价方法显得非常重要[2,3,4]。
矿井通风系统安全可靠性的评价方法目前主要有多指标列举法、单指标法、综合评判方法等。矿井通风系统所处地质条件复杂,外部环境多变,传统上的矿山通风系统安全可靠性评价方法考虑单一因素或者主要因素的做法存在很大的局限性,对矿井通风系统可靠性作出的评价也有失全面,而且难以全面客观评价通风系统的优劣[1,2,3]。科学技术及人工智能的发展,一些数学理论及数学方法相继引入到该领域,并取得了一些成果,陆刚、韩可琦等人采用变模糊综合判别了矿井通风系统的可靠性[4];陈开岩等人采用权评判模型对矿井通风系统可靠性进行了研究[5];程磊、杨运良等人基于人工神经网络对矿井通风系统进行了评价研究[6,7,8];李树刚、马超等人基于未确知测度理论对矿井通风安全进行分析评价[9];景国勋、姚嵘等人采用灰色理论对矿井通风系统合理性进行了研究;张俭让等人基于RS-SVM的组合方法对矿井通风系统的可靠性进行分析评价。以上研究者所采用方法各有优缺点,在某种程度上也存在一定的局限性。有的方法在评价上采用专家打分来决定权重,这样人为因素较多;有的计算程序复杂,和其他方法没有可比性,且计算复杂,处理数据大,不易于现场工作人员掌握;有的简单,难以全面评价地下矿井通风系统的可靠性。基于此,笔者借鉴判别分析理论,考虑影响矿井通风系统可靠性的各种因素,建立矿井通风系统可靠性的距离判别模型,本文选取影响地下矿井通风系统可靠性的16项因素并以此为判别因子,建立DDA判别分析模型,通过样本学习训练,采用回代方法,通过判别分析应用,取得了良好的效果。
2距离判别分析(DDA)基本理论
距离判别分析方法是定义一个样本到某个总体的“距离”的概念,然后根据某个样本距离总体“距离”的远近判别样本的属性,因此,首先引入马氏距离的概念。
2.1 马氏(Mahalanobis)距离
设某样本总体G=(X1,X2,…,Xm)T是m元的样本,总体中设为X=(x1,x2,…,xm)T。设定μi=E(Xi),i=1,2,…,m,则总体样本的均值向量、协方差矩阵各自为:
样本X=(x1,x2,…,xm)T到总体G的马氏距离描述为:
2.2两个总体的距离判别分析
当k=2时,即为两个总体的距离判别分析。设G1和G2分别代表两个总体,来自总体Gi(i=1,2)的训练样本为:
ni是总体Gi的样本数目,则Gi的均值向量μt的估计量和协方差阵∑i的估计为组内协方差阵Si分别为:
如果Σ1=∑2=∑时,那么协方差距阵Σ的无偏估计为:
假定∑1=∑2,判别样本X=(x1,x2,…,xm)T属于那个总体的直观方法就是其到两个总体的马氏距离的d2(X,G1)和d2(X,G2),按照就近准则判别其归类。这里假设两总体的协方差阵相等,利用马氏距离的定义马氏距离的计算公式简化如下:
式中:Yi(X)为X的一次函数。若想知道待判样本到两总体的马氏距离,则只需知道Yi(X)即可,即:
则两总体的距离判别准则为:
计算马氏距离时,用学习样本统计量作为和∑i的估计进行计算。
2.3判别准则的评价
DDA判别准则采用回代[12,13]的方法估计。以G1和G2总体样本为例,设ni是取自Gi的样本个数。两样本总体容量各自为n1和n2。用n1+n2数量样本作为新样本进行学习训练。其后将每个样本带入建立好的判别准则进行判别其归属情况。逐个代入建立好的评判准则判别其归属,回判结果可以用表1表示。
表中n12即为属于总体G1的样本错误判别给G2的数量;n21表示属于总体样本G2的样本错误判给总体样本G1的个数;n11和n22为正确判别的样本,由此可以得出误判率为η:
2.4 判别准则的评价
为评价判别预测的正确性和优良性[12,13],可以利用训练样本建立学习模型然后进行对学习样本进行回代判别,采用误判率η为阀值来评价其优良性。
3 距离判别分析模型
3.1 评价指标的确定
评价结果的合理与否关键取决于评价因子的选择合理与否[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11],评价指标的选取显得尤为重要。作为矿井通风系统可靠性的评价指标应能全面反应地下矿井通风系统的通风状况和通风的质量特征。若选择的因素指标过少,评价显得简单,不利于评价[6];若指标过多,会增加指标系统的复杂性和评价的难度,甚至会抓不到关键指标[6]。鉴于此,借鉴上述判别思想,本文从实际出发,从影响矿井通风系统的通风网络、通风电耗、通风质量、通风能力、通风设施、通风动力、通风监测、防洪抗灾能力等方面确定了16个评价指标,即通风机运转稳定性(x1)、矿井通风网络复杂性程度(x2)、矿井通风设施合格率(x3)、用风地点风量合格率(x4)、用风地点温度合格率(x5)、矿井通风监测利用率(x6)、矿井防灾设施合格率(x7)、矿井吨煤通风电耗比(x8)、主要通风机综合效率(x9)、矿井风压的合理性(x10)、矿井风量供需比(x11)、用风地点风质合格率(x12)、防尘洒水系统合格率(x13)、通风方式与方法可靠性(x14)、矿井反风系统的灵活性(x15)和矿井通风能力比(x16)等16个评价因子。根据实际,将矿山通风系统的合格情况分为3类:Ⅰ(合格)、Ⅱ(基本合格)、Ⅲ(待整改)。
3.2 距离判别分析模型的建立
选择文献[6]所提供的18个代表性样本进行训练,从中选取15个作为学习样本,3个作为待判样本,具体见表2。根据上节将矿并通风系统分为3类:Ⅰ(合格)、Ⅱ(基本合格)、Ⅲ(待整改),判别流程示意图如图1。本文的计算程序采用MATLAB编程计算。
将前面15个样本数据作为训练样本,后3个样本数据作为学习样本,进行训练,然后进行回代。通过MATLAB运行计算,其回代结果见表2。运行结果显示,样本归属良好,误判率η=0/18=0.0。因此,距离判别分析方法用于矿井通风系统安全可靠性评价是完全可行、高效的。
4 结论
(1)选取影响矿井通风系统安全性的16项关键因素并以此作为距离判别分析法(DDA)的评价因子,根据DDA判别分析原理,以判别因子为基础,构建矿井通风系统安全可靠性评价分析模型。分析结果表明,本方法科学合理,预测精度高,能为矿井通风系统安全可靠性评价提供一种途径。
(2)矿井通风系统安全可靠性受众多因素的影响,其评价分析也是一个庞大复杂的系统,距离判别分析方法(DDA)模型用于此安全可靠性分析评价还是尝试,有些问题还需研究改进。例如在矿井通风系统中,监测的现场数据有时未确定,评价指标的选取直接影响着评价结果,预测的正确与否很大程度上取决于学习样本。因此,应在实际中,收集更为准确的样本,扩大样本库,以便建立更为准确的预测模型。
注:“*”的样本为待判样本,样本中各指标的物理意思见文献[6]。
摘要：针对传统的通风系统安全可靠性评价方法存在的问题,基于距离判别分析理论(DDA)并结合对矿井通风系统经济性、安全性的要求,选取18项矿井通风系统评价指标作为判剐因子,建立矿井通风系统安全可靠性的距离判别分析(DDA)模型。以15组具体数据作为学习样本进行训练和检验,建立相应线性判别函数并利用回代估计方法进行回检,误判率为0;并对3组检测样本进行评判,识别率100%。研究结果说明:该模型在研究矿井通风系统的安全可靠性中具有较高的可信度,从而为评价矿井通风系统的安全可靠性探索了一条新思路。
通风安全评价 篇9
国外对于角联的研究较早,1925年波兰学者H.Czeczott首先提出角联的概念[1];之后,人们对角联分支的风流特性进行了大量的研究,提出了复杂通风网络角联分支的自动识别方法[2],运用通风网络风流流动基本方程推导了多种典型角联网络的风向判别式,并由此定义了角联风向稳定性系数[3,4],但对于推导任意复杂网络中的角联风向判别式是极其困难的,故应用受到极大的限制。为了分析影响角联风流稳定性的关键因素,运用敏感度分析方法,寻找影响角联风流稳定性的敏感分支[5,6];由于风流的稳定性主要体现在风流的强弱上,因此,又提出了用风流功率(强度)作为评价风流稳定性的指标[7]。上述方法均不能综合体现角联风流的稳定性和安全性。笔者在分析角联风流稳定性与安全性的基础上,建立相应的评价指标体系,将模糊优选法[8,9,10]运用于角联风流安全稳定性的综合评价,提出了治理角联分支无风或微风的控制方法,并在平煤五矿进行了现场应用。
1 角联分支安全稳定性评价
1.1 评价准则
为了合理评价角联分支风流的安全稳定性,提出如下的评价准则:
1) 内因决定原则 使用风流功率(风量×压差)评价其风流的稳定性。
2) 外因促进原则 根据角联分支所属敏感分支风阻变化难易程度评价其风流的稳定性。
3) 安全性原则 根据角联分支所处位置、长度、风速和温度对瓦斯积聚及其影响的范围大小评价其安全性。
1.2 评价指标体系
根据角联安全稳定性评价准则,并遵循指标科学性、可操作性和独立性原则,建立通风网络角联分支风流安全稳定性评价指标体系,如图1所示。
D1,D5,D6,D8可通过实测或者风网模拟得出;D7指角联分支有无瓦斯积聚的危险性大小,其取值见表1。
影响角联分支风流稳定性的外因指标由其敏感性分支风阻变化的可能性大小得出,包括D2,D3,D4,反映了实际矿井中敏感分支常见的3种风阻变化形式对角联分支风流稳定性的综合影响。
分支敏感矩阵的计算模型如下[5,6]:
undefined
CTQydiagCTQy (1)
式中:C为网络基本回路矩阵;R为分支风阻列向量;Q为分支风量列向量;Qy为余树分支风量列向量;下标diag表示由列向量构成的对角矩阵; f为风网稳定状态方程。
根据上述模型,在通风网络解算程序的基础之上,编制了分支敏感矩阵的计算程序。
1.3 指标权重的确定
引起通风网络风流不稳定的因素指标较多,各因素指标对风流稳定性和安全性的影响程度存在差异,故用指标权重来表示。在充分征求专家意见的基础上,建立了如图1所示的评价指标体系层次结构模型,其中包含4个层次、 8项指标,按1～9比率法构造出各层次上的判断矩阵,采用幂法求解判断矩阵的特征向量及其最大特征根,经层次分析法程序计算,得出了最底层8项指标的权重向量W=(w1,…,w8),如图1所示。各层次随机一致性比率CR均小于0.1,判断矩阵具有满意的一致性。
1.4 模糊优选综合评价模型
设X是由n条角联分支对应于m个评价指标组成的集合,xij为集合X中的一个元素,表示第j条角联分支对应的第i个指标值。引入相对隶属度消除量纲不同所带来的不可公度性。
第1类指标属性值越大越好,其隶属度为
undefined
第2类指标属性值越小越好,其隶属度为
undefined
式中:i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;max{}和min{}分别表示取集合中元素的最大值和最小值。确定出相对隶属度矩阵Ri×j,表示第j条角联分支对第i个评价指标的优属度。
标准优等角联的m个指标隶属度是全体角联相应指标隶属度的最大值,其向量表达式为
undefined
同理,标准劣等角联隶属度的向量表达式为
undefined
对于通风网络中的n条角联分支,定义模糊分划矩阵:
undefined
满足约束条件:
undefined
系统中第j条角联分支以隶属度u1j隶属于优等角联分支,同时,以隶属度u2j=1-u1j隶属于劣等角联分支。则第j条角联分支的权异优度undefined;第j条角联分支的权异劣度undefined。设n条角联分支的权异优度平方与权异劣度平方之总和最小为目标函数:
undefined
令undefined,可得出最优模糊分划矩阵元素:
undefined
2 角联分支风流稳定性优化控制
对于多角联复杂风网,在控制角联分支风流稳定性和安全性方面,提出了2种优化控制方法:
1) 在不影响用风地点供风量的前提下,优先选择在角联分支的可调负导线敏感风路上增阻,在对被调系统总阻力影响较小的情况下,使关键角联分支风量得到明显增加。
2) 设法给关键角联分支创造1条可控回风通道,使其形成独立回风。在不影响用风地点供风量的前提下,优先选择在角联分支的可调正导线敏感风路上减阻,使关键角联分支风量得到明显增加。
3 实例分析
3.1 模糊优选综合评价法的应用
在平煤五矿通风网络图中存在34条角联分支,且均处在进风侧。根据表2中的各指标属性值,按式(2)或式(3)进行无量纲处理,其中,风流功率D1、角联位置D7和风速D5取第1类指标属性值,其他取第2类指标属性值,再按模糊优选综合评价法模型进行计算,得出各角联分支安全稳定性排序,部分结果见表2,隶属度u1j离0越近,角联分支的安全稳定性越差。通过对u1j较小的分支风流控制,可以提高通风网络风流的安全稳定性。
3.2 角联分支风流稳定性优化控制的应用
以安全稳定性最差的己三胶带暗斜——161角联分支为例,说明所提出的优化控制方法。161分支是连接副井和北山风井2个进风井的联络巷,长度为1 057 m,风流方向为下行,阻力为15.9 Pa。为确保此巷道风流的安全稳定性,提出下列2种控制方案。
方案一,增强161分支下行风强度。如图2所示,在负导线117分支上增阻,并在满足工作面需风量的前提下,使161分支的风量增加到8.137 m3/s,如表3所示,保证了其下行风的风流稳定性。
方案二如图3所示,使117分支的风流方向由15节点流向6节点,与180工作面回风并联进入己三回风下山,调节136分支(180风巷出煤道),分别将117分支风量定为20,30,35 m3/s,模拟解算出主要巷道风流参数见表3。当117分支风量定为30 m3/s,可使胶带暗斜161分支的风向由下行风变为上行风,风量达到8.15 m3/s,并且能够保证180工作面的供风量。
从提高己三胶带暗斜通风稳定性和防火安全性考虑,161分支上行通风要明显优于下行通风,故选择方案二,将117分支设定为30 m3/s进行实施。
4 结论
1) 提出了复杂通风网络中角联分支风流的稳定性和安全性评价准则,建立了角联分支风流稳定性与安全性的评价指标体系,结合层次分析法,确定了各因素指标权重,运用模糊优选评价法,得出平煤五矿通风网络各角联分支的稳定性与安全性的优劣排序,其中己三胶带暗斜的风流安全稳定性最差。
2) 提出了角联风流稳定性控制的2种优化方法。结合对平煤五矿己三胶带暗斜角联分支风流稳定性的治理,对2种优化方案进行了对比分析,选择了安全性和稳定性较好的风流控制方案进行实施,消除了角联分支风流不稳定的现象,取得了显著的效果。
参考文献
[1]H.CZECZOTT.Prdów preayktnych.Prace AGH Kraków,1925.
[2]蔡峰,刘泽功.复杂矿井通风系统角联风路自动识别方法的研究[J].中国安全科学学报,2005(7).
[3]周世宁.矿井通风网的某些基本性质及其在判别风向中的应用[J].煤炭学报,1982(3).
[4]黄元平,赵以惠.矿井通风系统的评价方法[J].煤矿安全,1983(9).
[5]李湖生.矿井通风系统的敏感性和风流稳定性分析[J].淮南矿业学院学报,1997,17(3):32-37.
[6]黄光球,陆秋琴,郑彦全.地下矿通风系统风流稳定性分析新方法[J].金属矿山,2005(11).
[7]袁树杰.风网安全指标的量化与计算机分析[J].淮南工业学院学报,2000(4).
[8]陈守煜.模糊分析设计优选理论与模型[J].系统工程,1990,8(6):55-61.
[9]周福宝,王德明,李正军.矿井通风系统优化评判的模糊优选分析法[J].中国矿业大学学报,2002(3).
通风安全评价 篇10
社会进步主要体现在经济的发展上, 而经济发展的基础就是能源, 煤炭作为基础能源在我国能源消费中占据着重要地位, 然而伴随着煤炭产量的逐年提高, 近年来, 煤矿安全事故也频频发生。煤矿通风状况是否良好直接影响着井下作业的安全与否, 并最终影响矿井的生产效率和实际经济效益。因此, 要确保煤矿作业安全, 就必须有一套行之有效的评价系统对于通风系统安全与否做出准确的评价。
1层次分析法在通风系统安全评价中的应用
层次分析法是一种综合定性分析和定量分析的决策办法, 对复杂决策问题的实质、影响因素和内在关系等方面进行深入的分析, 数学化决策的思维过程, 利用少量的定量信息对多目标、多准则和无结构特性的复杂决策问题进行解决[1]。
1.1 确定评价指标
运用层次分析方法对通风系统安全评价主要体现在:①包括主要通风机效率和主要通风机运行的稳定性和安全性;②包括通风网络复杂度、矿井开采集中度以及开采区通风均衡度等方面在内的通风网络结构的安全性;③包括矿井风压、等积孔和回风段阻力比在内的通风网络阻力分布的安全性;④包括开采区通风设施数量和开采区内部漏风比率的通风设施的安全性;⑤包括风量供应与需求的综合指数和开采区内风流瓦斯浓度在内的风量和风质的安全性;⑥包括开采区内风流逆转危险程度以及安全撤退需要的最少时间在内的防灾救灾系统的安全性;⑦检测通风安全状况漏检率的安全检测系统的安全性[2]。
1.2 设计方案
从系统论来看, 在煤矿开采的大环境下, 矿井的通风系统还包括诸多子系统, 子系统中又包括通风设备子系统和管理子系统等方面, 只有全面考虑矿井通风系统所在的大环境并结合通风子系统的情况才能对通风系统安全做出综合的评价。按照层次分析法, 我们建立了安全性指标体系。这种体系分为三层, 主层为通风安全评价指标体系, 下面分为四个部分:①通风系统环境, 包括通风网络结构合理性、风量供需比、有效供风率、风速合格率、矿井漏风率、采煤工作面配风率、局部通风三专两闭锁和等积孔;②通风设施安全性, 包括主要通风机安装要求、局部通风机安装要求、通风巷道维护情况、通风巷构筑物情况和局部通风机风筒阻燃率;③通风系统安全管理, 包括管理机构、人员素质、安全投入、安全管理措施、管理制度和安全监测情况;④易发事故情况, 包括粉尘爆炸、瓦斯聚集等[3]。
2建立通风安全评价模型
2.1 指标权重的数学模型的建立
1) 利用AHP, 按照目标层、准则层、指标层以及方案层来划分指标权重并建立相应的数学模型[4]。
2) 明确量化标准。通过对两个因素进行比较来确定这两个因素的重要程度, 例如1表示两个因素重要性是同等重要, 3则表示其中一个因素比另外一个因素稍微重要一点, 以此类推, 5表示一个因素比另一个因素明显重要, 7表示一个因素较另一个因素而言十分重要, 9表示一个因素比另一个因素极端重要, 在此过程中, 2、4、6、8等数值表示相邻奇数标度值的中值, 例如2表示1与3之间的中值。
3) 根据量化标准建立矩阵, 设定A=A1, A2…An, A1=a11, a12…a1n, A2=a21, a22…a2n , An=an1, an2…ann。
4) 根据矩阵公式, 对权重进行计算并最终确定, 得出结果, C.I./C.R.<0.1, 则符合一致性要求。
2.2 评价指标隶属度的分析
通风安全评价指标的隶属度由多方面组成, 为了避免出现主观性, 要选取多指标进行比对, 可以结合实际煤矿的具体情况, 对风量供需比、管理机构情况、易发事故等等指标进行比对, 以实现客观性和多指标性。
3实际应用案例及结论
3.1 实际应用案例
我们将安全评价模型投入到某煤矿中, 其通风安全评价测试体系赋值如下:
1) 通风系统环境中, 有效供风率的权重数值为0.21, 风速合格率的权重数值为0.06, 矿井漏风率的权重数值为0.12, 配风合格率的权重数值为0.21, 局部通风情况的权重数值为0.34, 等积孔的权重数值为0.06;一级得分为0.882, 二级得分分别为1.0、1.0、0.4、0.9、0.7、0.8。
2) 通风安全性中, 主要通风机安装情况的权重数值为0.41, 局部通风机安装情况的权重数值为0.26, 通风巷道维修失修率的权重数值为0.14, 通风构筑物情况的权重数值为0.19;一级得分为0.825, 二级得分分别为0.9、0.9、0.5、0.8。
3) 易发安全事故中, 瓦斯检测系统的权重数值为0.15, 瓦斯超限次数的权重数值为0.15, 瓦斯监控设备完好率的权重数值为0.20, 煤尘爆炸指数的权重数值为0.20, 测尘点合格率的权重数值为0.2, 瓦斯聚积点数的权重数值为0.2;一级得分为0.772, 二级得分分别为0.7、0.7、0.8、0.4、0.7、0.3。
4) 通风系统安全管理中, 人员素质情况的权重数值为0.10, 安全投入情况的权重数值为0.10, 安全管理情况的权重数值为0.26, 管理制度情况的权重数值为0.26, 安全监测情况的权重数值为0.28;一级得分为0.735, 二级得分分别为0.8、0.6、0.6、0.7、0.5。
对此煤矿进行评价, 采用下列评价公式进行计算:
在此公式中, n表示评价指标的个数, Cij表示评价指标的隶属度, Nij表示因素的权重, Ni表示准则层的权重。根据通风系统安全评价的标准来看, 评价结果低于0.5属于不安全范畴, 在0.5～0.8之间属于基本安全, 超过0.8才算是安全。我们投入模型进行模拟的煤矿经过上述公式计算结果F=0.805 4。超过了安全标准的要求, 该煤矿可确定为通风安全煤矿。
3.2 实际应用案例的结论
1) 基于层次分析法的通风系统安全评价可以满足评价设计的可行性、客观性和多指标性的基本设计原则。
3) 经过具体的测试评估, 通过对通风系统的不同的因素进行比较可以得到不同因素的权重[5]。
4) 要对通风系统作出具体的评价应该结合煤矿的具体情形, 具体问题具体分析, 从而对评价因素的隶属度作出确定。
4结语
当前, 我国煤矿安全生产的形势非常严峻, 煤矿事故接连不断, 给国家经济造成了巨大损失, 还带来了恶劣的社会影响。矿井的通风系统是否有效直接影响着煤矿作业的安全, 因此, 安全评价理论和技术尤其是矿井中的安全评价技术, 有良好的发展前景和研究潜力, 我们利用层次分析法研究出的对通风系统安全进行评价的模型, 在实际运用中也完成了其使命, 对安全系统作出准确评价具有深刻意义, 然而, 要完善这种评价系统, 还需要不断的探索和研究。
摘要：以层次分析法为基础, 从系统工程角度出发, 通过建立安全评价模型, 提出合理的指标权重确定方法, 结合实际案例分析安全评价模型对通风系统安全评价的具体过程, 旨在探求更好的方法以提高通风系统安全评价的准确性。
关键词：通风系统安全评价,层次分析法,指标权重
参考文献
[1]李玉明, 张嘉勇, 赵礼兵.基于层次分析法建立瓦斯事故评价模型[J].煤炭技术, 2009 (9) .
[2]张兆瑞, 郭扁顿, 郭建珠, 等.矿井通风系统评价指标向量及其应用研究[J].西安矿业学院学报, 2011 (4) .
[3]李绪国.矿井通风系统评价方法的研究[D].北京:中国矿业大学, 2009.
[4]夏孝明.矿井通风系统方案优化的评判指标[J].煤矿安全, 2010 (5) :5-10.
