通风系统安全评价（精选十篇）
通风系统安全评价 篇1
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.
通风系统安全评价 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
矿井通风系统安全评价研究及应用 篇3
关键词：矿井通风系统；安全评价；应用
0.引言
随着我国的经济得到了迅速的发展，在对资源开发方面也得到了加大，在近些年的发展当中，一些矿井事故的发生率愈来愈频繁。在工业技术的迅速发展和在工矿企业中的实际应用，在很大程度上促进了社会经济的繁荣，但是与此同时也带来了一些负面的效应，也就是大型的工业系统的复杂化的程度已经愈来愈高，这就使得一些灾难性的事故频繁发生，这些不仅给我国的国民经济带来了巨大损失，同时也给社会造成了很大的心理压力。
1.当前矿井通风系统现状分析
我国的矿井通风理论以及技术在上世纪五十年代就已经有了一定的进展，能够对井巷通风阻力进行广泛的研究和测定，并且也建立了各种作业面的紊流传质方程以及污染物的浓度分析计算的方法，从而对风量的计算提供了理论上的依据。在随着社会的不断发展过程中，极端及技术以及网络技术的应用对矿井的通风系统的分析提高了效率，在新进技术的支持下矿井的生产能力有了大幅度的提升，在开采的深度以及强度方面不断的得到了加强。
在上世纪十年代初期，在我国的矿井通风理论和技术的研究上有了迅速的发展，并取得了令人瞩目的成果，与此同时，对矿井通风系统的评价研究的工作也在不断发展着，一些评价方法也被应用在这一系统当中[1]。
2.矿井通风系统安全评价原则分析
在我国的矿井通风系统方面是比较复杂的且是动态的系统，所以就会受到诸多外在因素的影响，要想实现安全评价的相关目标，就要在指标体系上能够完善以及科学，这也是进行系统评价的一个重要基础，对评价的结果有着直接性的影响。在这一过程中要能够建立与之相关的原则，只有遵循這些原则才能够有效的将矿井通风系统的安全评价得以有效的应用。
2.1系统性原则
首先在矿井通风系统的系统性原则方面有着整体性以及相关性和目的性、有序性以及适应性的特点，其中的整体性特点主要就是在矿井通风系统的各评价指标是有机整体，它们在内容上虽然有着不同但是在综合以及统一形成的整体作用下就有着一些新的功能，在这些功能的实现下安全评价的结果才能够准确的对整体性加以反映。而相关性就是安全评价和评价指标间有着一定的联系和以来，以此来达到合理的评价目的。系统是为能够达到一定的目的而存在的，而建立系统的目的就是对矿井通风系统的安全状态进行有效的评价[2]。
2.2科学性原则
在矿井通风系统的安全评价的科学性原则方面，由于其系统事故的发生有着一些自然的规律，故此其评价指标在选择的过程中就需要有着客观性以及科学性，在理论知识的掌握上要能够进行实际的分析，在经验的基础上对安全评价的指标概念进行明确，与此同时要能够和客观的规律相符合，主观的安全指标是不可取的，在真实客观的基础上才能够保持其科学性[3]。
2.3可测性原则
还有就是在对矿井通风系统的安全评价系统进行建立的过程中要能够和实际得到契合，要将需要的数据进行现场的搜集还要能够在测试的可操作性上比较强，从而避免一些比较复杂的的程序。
2.4其他原则
除了以上的原则之外还有着普遍性原则以及特殊性原则和定性、定量指标相结合的原则，在对其指标的建立过程中，要能够将特殊性和普遍性得到兼顾，在对矿井通风系统当中所存在的普遍共性指标建立评价层，而对一些比较特殊的情况就要将关系选取以及结构的层次得以应用。同时在事物的发展变化过程中还要能够将定量以及定性进行结合，把定性指标转化为定量化的指标，从而实现指标值的量化原则。
3.安全评价指标相关影响因素分析
3.1矿井危险因素
在矿井通风系统方面主要是相关装置以及通风动力和井巷、通风设施所构成，主要的目的就是在通风动力的作用下，以最为经济的方式来向井下各用风的地点进行提供优质的质量空气，进而对作业人员的安全实行保护。并且能够在发生危险的时候可以有效的对风向和风量加以控制，这样就能够将灾害危险的程度控制到最低。在这一过程中就需要对相关的影响通风系统的因素进行了解，从而有效的从根本上加以控制[4]。在矿井的危险因素方面，主要就是在工矿中比较典型的灾害对通风系统产生的影响，这其中就包含了瓦斯爆炸以及火灾等。
3.2安全管理因素
而在安全管理的因素方面主要就是人为因素，最为常见的就是管理人员的年限以及技术人员所占的比例以及受训的时间等。在矿井通风系统当中的安全管理人员在受教育的年限愈长学历愈高，在对一些理论的知识掌握上愈是牢靠那么这一指标值也就愈高。这对实际的安全有着重要的影响。
3.3通风环境因素
还有就是在通风环境这一影响因素方面，它主要是在井下的通风系统作业的环境，其中的温度以及风速和空气的质量都对安全评价指标有着影响。其中在粉尘的浓度上应当是越低越好，在矿井的空气温度也是构成矿内气候条件的一个重要因素，温度的过高或者是过低都会对人体有一定的影响，在温度上最为适宜的是在十五到二十摄氏度，对矿内的温度产生影响的因素主要是地面空气的温度以及空气受压缩以及膨胀和岩石的温度等。
3.4通风设备因素
在通风的设备这一影响因素上主要就是在通风系统中，各种设备的安全性对通风系统的安全性有着直接的影响，其中最为主要的就是通风机的运转性能以及瓦斯的抽放率和隔爆设施的完好情况。在通风设备方面主要是承担着全矿的通风任务，故此是昼夜运转的，这和矿井内的工作人员的安全有着密切的关系，其稳定的运转能够保证通风系统的稳定。
nlc202309051145
4.具体安全评价应用分析
在对具体的安全评价进行应用过程中，本文主要以A矿井为例进行阐述，该矿井建于上世纪六十年代在2012年批准核定生产能力达到一百八十万吨，实际生产一百六十万吨。在当前该矿井的生产状况为通过走向长壁后退方式进行的开采，矿井的通风方式是中央边界式，在通风的方法上为抽出式，其中在进风井有四个，回风井一个。在二零一一年的瓦斯坚定的结果是相对涌出量是2.01m3/t，CO2相对涌出量是3.15m3/t，是属于瓦斯矿井。在通风系统的基本参数方面主要是通过阻力测定数据进行的计算，在通风阻力所测定的各项实测数据基础上，根据矿井当前的实际情况来建立网络解算模型进行网络计算。
根据该矿井的通风系统的实际情况，为能够客观真实的反映实际情况，最大化的减少评价的误差，在相关的规程以及细则的严格执行的基础上，然后再结合矿井的通风安全专家以及现场的通风安全的技术人员等进行赋值并计算。在这一矿井的多年运行开采以及自我改造情况下，使得风流不稳定的风度所占据的比例比较大，所以要对通风网络进行优化，把现行的单通道通风系统改成两个子系统，然后再采取分区式的通风方式来降低不稳定的风路分支数。还有就是在这一矿井中的角联风路数的量过多，由此就给风路风阻在调节的过程中增添了很多的难度，为了能够有效的保障通风网络的稳定性，所以要能够对工作面上的角聯风路的关联分支加以风阻调节，并要能够对其风机的工况点进行优化调整。
例如对矿井通风系统环境进行模糊综合评价：令[0，0.6]不合格，[0.6， 0.7]及格，[0.7，0.8]中等，[0.7，0.8]良好，[0.8，1]为优秀。几位位专家评价的结果分数为：0.87，0.73，0.68，0.73，0.67，0.58，0.91，0.81，0.78，0.85则评价的结果为如下表所示。
表1 评价表
级别不合格合格中等良好优秀
数量12331
频率1/102/103/103/101/10
通过这一模糊统计评价的方法来确定隶属函数并将其分为几个级别，这样能够将验证模糊综合评价的结果的合理性以及可信性得以保持。
5.结语
综上所述，在当前我国对矿井通风系统的安全评价的研究已经有了很大的进展，这一系统有着多环节以及非线性和动态性的特点，而安全评价是一项改善工业安全生产以及管理现状等比较有效的长效机制，所以在这一方面的研究要能够得到有效的加强。在矿井通风系统的研究已有了七十多年的历史，在当前技术比较发达的阶段，对其安全评价的准确性以及科学性将得到更加有效的加强。
【参考文献】
[1]李基隆，刘炳锋，林吉飞，董娟，夏建波.两阶段法在矿井通风系统评价中的应用研究[J].工矿自动化，2014，（07）.
[2]王时彬，陈日辉，孟祥允，刘世涛.计分法在矿井通风系统方案优选中的应用[J].中国钨业，2014，（03）.
[3]王彦波，张黔生，陈建，谢贤平. 基于灰色层次分析的矿井通风综合评价模型研究[J].矿冶，2014，（03）.
[4]赵红红，蒋曙光，王云航，陈国明，陶卫勇.改进AHP在大柳塔矿通风系统评价中的应用[J].矿业研究与开发，2014，（02）.
作者简介：吴瑞明（1985-），男，汉族，山西大同人，太原理工大学矿业工程学院在职研究生，研究方向：矿山通风及安全评价，工作单位：大同煤矿集团有限责任公司燕子山矿机电管理部，助理工程师
通风系统安全评价 篇4
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。
调整矿井通风系统安全技术措施1 篇5
我矿在施工井下紧急避险系统期间，为保证全负压供风正常，杜绝微风、循环风的出现，确保全矿井通风系统安全，特编制此措施。
一、成立调整矿井通风系统协调领导小组 组 长：矿 长
副组长：总工程师、副矿长（安全）、副矿长（生产）、副矿长（机电）、副矿长（通防）
成 员：通防科长、技术科科长、安全科科长、机运科科长、施工班组长、矿调度室主任
二、调整矿井通风系统安全技术措施
1、通风队认真检查井下所有设施，保证风门灵敏、可靠，调节挡墙、调节风门控制风量符合设计要求，密闭前瓦斯符合规定。
2、通风队认真检查井上、下所有监测线路接头无明接头，鸡爪子、羊尾巴，保证线路布置合理、可靠，线路传输正常，检查井下监测探头、分站，保证监测探头监测数据准确无失真，分站运行可靠，上传数据准确无误码，井上监测监控主机、备机进行切换试验确保调整矿井通风系统期间监测监控主机正常运行。
3、通风队认真检查所有局部通风地点风筒吊挂、距迎头距离、连接部位反边是否符合规定，异径风筒连接必须设置变头，风筒上破口必须进行粘补。
4、通风队清洗井下所有巷道粉尘，确保巷道内无防尘堆积、超限。
5、机运科认真检查双回路供电线路是否能够正常切换、运转，保证通风系统进行调整期间如出现一趟供电线路掉电能及时切换到另一趟供电线路上，正常供电。
6、机运科认真检查井下所辖区域内的供电线路，确保供电线路正常运行，电器设备杜绝失爆。
7、机电队负责检查局部通风机、局部通风机开关及闭锁装置进行检查维护，确保灵敏、可靠，杜绝失爆，通风队配合检查主、备局部通风机是否能正常进行倒换。
8、施工班组负责协助当班安瓦员检查辖区域内电气设备及瓦斯电闭锁装置得检查维护，确保灵敏、可靠，杜绝失爆。
9、施工班组负责清理所辖区域内矿车、材料及杂物，保证井下所有巷道通风断面满足设计要求，确保通风系统正常、可靠。
10、安全科对井下各场所进行安全隐患排查，查出一条立即落实责任单位整改，对所查出的隐患在矿井通风系统调整前必须全部整改，保证在调整矿井通风系统期间无安全隐患。
11、在进行通风系统调整时除通风队测风员外其它人员全部撤离到离工作区域最近的主要进风流巷道中所有掘进工作面、采煤工作面人员撤离以后瓦检员负责设置全断面栅栏并悬挂禁止入内排版，设置完成立即撤离。
12、各班组长负责清点本班人数，清点人数与下井人数相符后汇报跟班矿长，由跟班矿长向汇报矿调度室本班组人员全部撤离，矿调度室确认所有人员进入安全地点后，通知井下测风员。
13、主要通风机运行20分钟后由测风员测定主要通风机运行负压和抽出风量。
14、测风员接到通知20分钟后测量井下指定地点风量，指定地点风量如满足设计要求由测风员汇报矿调度，矿调度通知各施工地点恢复生产。如不能满足设计要求立即通知矿调度采取下步方案。
15、通防科负责分析风量不满足设计要求的原因，并提出解决方案报矿总工程师。
16、方案通过后重复以上安全技术措施直至风量满足设计要求。
煤矿通风系统安全控制探讨 篇6
关键词 煤矿；通风系统；安全管理
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0159-01
近年来，煤矿重大安全事故频发，死亡人数居高不下，给矿工的生命安全造成严重的威胁。究其根本，在通风系统上的管理混乱是安全事故产生的重要原因之一。因此，煤矿通风系统的安全控制问题必须得到重视。
1 煤矿通风系统安全管控的现状
1.1 煤矿矿井的总风量不足
目前在我国一些小煤矿存在着重视生产而忽略安全的问题，矿井的开采没有计划，超出矿井的通风能力进行开采等。在煤矿市场条件好的时候，往往出现无视安全、不管不顾的组织人力去开采生产的情况，对矿井的通风能力不加以考虑，超负荷生产，致使矿井风量不足，瓦斯聚集超出限制，从而产生安全事故。例如发生在陕西的某个小煤矿的特大瓦斯爆炸事故，由于矿井下六个作业点总风量为172 m3/s，只相当于实际需求的风量的1/10，导致风量严重不足发生瓦斯爆炸，造成多人伤亡。
1.2 通风系统管理的混乱
通风系统管理混乱主要表现在以下六个方面。
1）井下通风呈一条直线，上一个工作点的风通到下一个工作点，致使过来的气体有害浓度过高。如果上一个地点发生了瓦斯爆炸事故，就必将波及到下一个工作地点，使事故范围增大。
2）在工作面还没有形成通风系统的情况下就让矿工投入到生产开采中，有些矿井用局部通风枪来进行通风，然而其通风力小，通风系统的不稳定造成安全事故的发生。例如山东的某煤矿在通风系统还没有形成时并要求进行开采，只运用一台局部通风机来给工作面提供通风，由于风量不足，导致发生三级瓦斯爆炸的安全事故。
3）运用不正规的、落后的煤矿开采方法，使工作面不能形成全付压通风系统。
4）通风扩散方面的不合理，不设置局部通风机在掘进工作面造成无风作业，使涌出的有害气体无法得到稀释。
5）不对通风系统进行规划设计，从施工到管理都没有进行有效的规划，对通风系统随意的进行调整。在巷道贯通后又不对通风系统及时的进行调整，致使风流混乱。
6）多通风设施管理不到位，一些安全设施的建筑质量不过关，并且随意构建，造成管理上难度扩大。
1.3 矿井通风阻力大
在中小煤矿中普遍存在着回风巷道断面偏小的问题，有的甚至不到一平米，造成巷道内风速过高通风阻力大的现象。而且由于巷道断面的大小不一样，其拐弯处的角度小于90°的情况，致使通风阻力变大，矿井负压升高。在对某地的煤矿进行调查时发现，小型煤矿普遍都存在着负压高风阻偏大的问题。
1.4 中小煤矿中缺乏专业的通风人员
由于中小煤矿的工作环境不好、工资待遇方面差的原因，专业的技术员是不会考虑去这样的煤矿工作的，因此，中小煤矿存在严重缺乏专业的通风技术人员的问题。在小型煤矿，因为没有通风技术员，而其通风管理员对通风的专业知识掌握的并不多，出现操作部规范，随意调整通风系统的情况，给安全管理带来隐患。
2 加强煤矿通风系统安全控制的对策
2.1 制定出通风系统系统安全管理标准
在煤矿安全管理方面我国已出台《煤矿安全规程》与一些相关的标准规章，各地煤礦可根据的当地实际情况来制定出通风系统安全管理的制度，建立起一个安全、可靠、能切实得到实施的安全管理体系。
2.2 建立起安全、稳定、合理的通风系统
要建立一个安全、稳定、合理的通风系统，可以采取如下几个
方法。
1）与周边的其他煤矿实施隔离，在开采时应与周边的其他煤矿保持足够的空间，设置隔离煤柱，防止回风进入其他煤矿的生产系统引发安全事故。
2）在设计通风系统时要把好关，严禁出现平面交叉的通风系统，杜绝开采空间内部出现上下两头都通风、通风扩散、通风串联扩散等安全隐患。
3）需对通风系统进行测定，在测定时请有专业技术和资格的机构，选出最有代表的线路进行测定，对矿井通风阻力、高阻区段、主扇机性能等都必须进行测定，并制出参数图。通过对上述测定结果的分析，制定出一套优化通风系统的改造方案，对性能低的通风机要及时的更换，完善通风系统。
4）对通风设施要加强管理，像风桥、风门、密闭等设施要定期的进行维护；对主进主回之间最好设置三道风门，安装闭锁装置，防止两门同开出现风力对流的现象发生。
2.3 对通风系统装备进行改善
一般矿井要常备两台以上的主扇机与电机，一台作为常用运转，一台备用，并且对供电双回路进行改善。对反风道、防爆门或防爆盖等设施进行修整，并定期进行反风演习提高安全意识。对主扇机等通风设施进行定期的维护，使矿井外部的漏风率下降，确保风机等设施的正常
运作。
2.4 对矿井的通风能力进行核算
通过对各矿井的风量进行分析，核算出矿井的通风能力。根据对每产一吨煤所需通风量的计算，确保煤矿的通风量和通风系统的正常运作，然后根据得出的结果计算持矿井每一年的通风力，分配每月供风的计划。按照开采、掘进以及别的用风地点相加得出的总和计算。总之，扇风机所提供的风量必须大于总用风量。
2.5 对工作面的供风管理要加强
在保证掘进工作面供风量方面，然后根据爆破炸药量、涌出瓦斯量、作业人数、风速、巷道等指标的最大值来确定供风量。选取风扇的型号、风力规格时，依据是对风力风量的计算结果，防止风筒有压积、破口或接口漏风等现象发生。在容易引起瓦斯涌出以及对大断面、距离长的掘进工作面应配备高效风量大的旋式通风机与大直径风筒。
3 结束语
良好的煤矿通风系统不仅给煤矿企业在经济效益方面带来诸多好处，更给工作人员在生命财产安全带来保障。煤矿通风系统安全管理维系着矿井作业人员的生命安全，一定要严格执行，保证安全生产。
参考文献
[1]董剑锋.浅析现代煤矿通风系统设计与分析[J].改革与开放,2011,8.
[2]陈文礼.煤矿通风系统安全现状评价检查方法[J].安全与健康,2005,7.
通风系统安全评价 篇7
矿井通风系统是煤矿生产的重要组成部分, 安全可靠的矿井通风系统是煤矿安全高效开采的重要保障。客观评价矿井通风系统安全可靠程度越来越重要。目前常用的评价方法有单指标法和多指标法, 首先, 单指标由于考虑的因素单一, 缺乏综合性, 多指标法中的指标权重标准并不一致, 评价结果难免有失公正与客观。基于BP人工神经网络评价模型具有自适应性、自学习性、巨量并行性、非线性、容错性和知识处理集约性的特点, 可避免常用方法的局限性和专家的主观性, 提高评价精度。为了使评价工作更方便和直观, 本文还开发了矿井通风安全评价系统软件, 其中BP神经网络模型利用功能强大的数学分析软件Matlab来构建, 而样本数据则储存在SQL Server 2000数据库中, 采用ADO和Active X接口技术, 系统主界面在VB环境中开发。
1 BP神经网络模型的构建
人工神经网络, 是指利用工程技术手段模拟人脑神经网络的结构与功能的一种技术系统, 是一种大规模并行的非线性动力学系统。目前, 在人工神经网络的实际应用中, 使用最广泛的网络是反传神经网络———BP (back propagation) 网络, 它是一种多层前馈神经网络, 由输入层、隐含层和输出层组成。层与层之间采用全互连方式, 同一层之间不存在相互连接, 隐含层可以有一个或多个。BP神经网络可以实现输入和输出的任意非线性逼近。
1.1 确定神经网络结构
神经元是神经网络最基本的处理单元, 隐层中的神经元采用S型变换函数, 输出层的神经元可采用S型或线性型变换函数。1989年Robert Hecht Nielsen证明了用一个三层网络即可模拟任意复杂的非线性问题, 表明一个由三层神经元构成的前向网络能够形成任意复杂的判决区域, 可以完成任意的n维到m维的映射。因而, BP网络应用于研究工作中, 多用三层的BP网络结构模型。故本文采用三层的BP网络模式。即:1个输入层、1个隐含层和1个输出层。
矿井通风安全评价指标分为3大类36项[1], 评价指标不能过少也不能太多, 指标过少则无法反映出复杂的通风系统的所有性能, 指标过多则会给实际操作工作带来繁重的负担, 本模型选取36项中按权重从大到小排序的前8项指标, 基本上能满足评价要求。确定了评价指标, 也即确定了输入层的神经元数为8, 根据Hecht-Nielsen的研究得出, 单隐层神经网络的隐层节点数目为2N+1, 其中N为输入节点数, 确定隐层节点数为17个。
1.2 样本数据预处理
表1中列出了各分项指标每个等级对应的数据范围, 把各个分项指标分为三个等级:合格、基本合格和不合格, 在样本数据中分别用数字3、2、1来表示。为了使训练样本具有更高的准确性, 本文假设:某样本的所有分项指标都属于评语中的同一等级, 那么评价结果一定也属于这个等级。于是在每个等级中都选取4个样本, 12个样本分为训练样本和检测样本, 它们各有6组数据, 其中训练样本如表2所示。样本数据在输入神经网络之前要进行归一化处理, 以消除样本数量级的影响, 本文采取的处理方法是将每种指标数据的最大值去除这种指标的所有记录值。
1.3 训练网络并检测
Matlab工具箱提供了BP神经网络相关的众多函数, 隐层节点采用正切Sigmoid型传递函数tansig, 输出层节点则采用线型传递函数purelin, 网络训练函数选择贝叶斯正则化算法函数trainbr, 与L-M优化算法相比, 这种算法虽然速度较慢, 但可以提高网络的泛化能力, 对未知样本的预测精度较高。设置好相关参数, 进行网络训练和样本预测, 主要代码如下:
以上代码中, P1_S是将训练样本经过截取子矩阵、转置、归一化后得到的输入矩阵, T1是训练样本中的实际输出, A1是训练样本的仿真输出, 程序执行后发现6组训练样本的仿真输出与实际非常吻合, 结合训练过程曲线图不难发现, 经过188步跌代后得到满足精度要求的网络模型。利用另外6组检测样本输入仿真函数sim进行模拟输出, 与期望值非常接近, 用postreg函数将检测样本的仿真输出和期望输出进行线性回归, 检测样本模拟输出和期望输出线性回归图如图1所示。从图中发现回归直线与理想直线接近重合, 相关系数R为0.976, 验证了网络良好的泛化能力。
2 接口技术
2.1 VB与Ma tla b接口技术
本文采用Active X技术作为VB与Matlab的接口, 所有以COM为基础的技术统称为Active X技术。在VB下通过Active X自动化接口可将Matlab作为Visual Basic语言的一个Active X部件调用。主要语句如下:
Dim Matlab As Object'声明对象
Set Matlab=CreateObject ("matlab.application") '初始化对象
Matlab。Execute ("BP_Ventilation") '执行Matlab命令
上面程序代码中BP_Ventilation是Matlab环境中的m文件名, 里面包含了基于BP神经的矿进通风安全评价模型的代码。
2.2 VB与S QL S e rve r 2000接口技术
VB与SQL Server 2000数据库连接采用ADO访问技术, ADO是建立在OL E DB数据访问基础之上的一种高层访问技术, 它封装并且实现了OL E DB的所有功能, 同时又大大简化了OL E DB的操作, 主要包含3个基本用途的对象接口。ADO是基于组件对象模型 (COM) 的数据访问接口, 通用性好, 可以访问任何数据源。本文通过Adodc控件来实现ADO访问技术, 主要代码如下:
3 系统设计
数据库采用SQL Server2000系统来设计, 建立数据库Ventilation, 样本数据表结构图如图2所示。此表用来保存矿井通风安全评价的样本数据, 其中“样本编号”列设为主键, 所有列都不能为空。
系统界面的输入样本模块由8个Lable控件和Text Box控件组成, 前者用来显示各个指标的名称, 后者用来输入待评价样本。此外, 三个Command控件的功能从它们的Caption属性即可看出, 其中“保存曲线图”Command控件的Enabled属性设置为False, 在调用Matlab的BP_Ventilation.m文件结束后再将其属性设置为True, 一个Image控件用来显示BP神经网络训练过程曲线图, 评价结果用Text Box控件来显示。CommonDialog控件用来实现保存文件对话框的设计, 用户可以在对话框中设计网络训练过程图的保存路径及文件名。Adodc控件用来连接数据库, 其Visible属性设置为False。
点击“评价”按钮, 系统开始运行, 通过Adodc控件从SQL Server2000数据库中读入训练样本, 再将训练样本与待评价样本数据利用Active X技术传递给Matlab, 开始训练网络并仿真, 结果传递给VB系统界面显示给用户。本评价系统可供一般矿井通风系统安全评价之用。
4 结语
(1) 本文构建了基于BP神经网络的矿井通风安全评价模型, 采用贝叶斯正则化算法训练网络, 提高了网络的泛化能力。
(2) 为了提高矿井通风安全评价工作的自动化水平, 基于ADO和Active X接口技术, 在VB编程语言环境中, 集成Matlab软件和SQL Server2000数据库系统, 开发出简易实用的矿井安全评价软件, 经实例样本的检验发现本评价系统操作简单, 稳定可靠。
参考文献
[1]李润求, 施式亮, 彭新.矿井通风系统安全评价方法及发展趋势[J].中国安全科学学报, 2008, 18 (1) :112-118.
通风系统安全评价 篇8
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.
通风系统安全评价 篇9
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.
电焊车间通风净化系统效果评价 篇10
1 对象及方法
1.1 检测对象
某企业焊接车间为改善车间通风环境,在某些焊接岗位设置了局部吸尘罩的基础上,增加了一套车间通风系统,送风量126 000m3/h,设置双层百叶送风口33个,球型喷口76个;排风量75 000 m3/h,设计排风口23个。本研究选择有代表性的地板焊等4个工序进行粉尘短时间接触浓度(STEL)测定,选择地板焊工等5个工种进行粉尘时间加权平均浓度(TWA)测定。
1.2 现场采样
通风系统开启和未开启情况下,对作业环境和作业工种进行电焊烟尘浓度测定,分别检测1天。作业环境采取定点采样的方法,每天上、下午各采样3次,一共6个样品,时间间隔为30分钟;对作业工种采取个体采样,每个工人佩戴粉尘个体采样器,检测一个班次。
1.3 仪器与设备
防爆型粉尘采样器(AKFC-92A,江苏建湖)、个体采样器(GILAIR-3,美国Gilian)、分析天平(XS205,梅特勒-托力多)。
1.4 检测及评价方法
检测依据:《工作场所空气中粉尘测定-总粉尘浓度》(GBZ192.1-2007)和《工作场所有毒物质监测的采样规范》(GBZ 159-2004);评价依据:《工作场所有害因素接触限值第一部分化学有害因素》(GBZ2.1-2007)。
1.5 统计方法
采用SPSS16.0统计学软件对数据进行t检验分析。
2 结果
2.1 粉尘短时间接触浓度检测结果
选择地板焊等4个岗位进行车间电焊烟尘浓度检测。通风系统未开启和开启情况下,各获得24个样品,电焊烟尘样品浓度均符合职业接触限值的要求。通风系统未开启时,车间电焊烟尘浓度为(2.62±1.05)mg/m3,通风系统开启后车间浓度为(1.61±0.43)mg/m3。两组数据统计学上均存在显著性差异(P<0.05),说明通风系统开启后,可以显著降低焊接车间内电焊烟尘的浓度。(表1)
2.2 粉尘时间加权平均浓度检测结果
对5种不同的焊接工在通风系统开启和未开启情况下,进行2个班次的电焊烟尘时间加权浓度检测。通风系统未开启时,后围焊接工和保险杠焊接工的电焊烟尘时间加权平均浓度超过接触限值要求,其他样品浓度均符合接触限值的要求,对两组数据进行配对t检验,(t=4.05,P<0.05),两组数据统计学上存在显著性差异,说明通风系统开启后,可以显著降低焊接车间内电焊烟尘的浓度。(表2)
3 讨论
该企业电焊车间在产生电焊烟尘较大的岗位设置了局部通风除尘设施,但由于受焊接工艺自身情况限制,除尘效果不佳,个别岗位电焊烟尘浓度超过职业接触限值的要求。企业为改善整个车间的作业环境,对车间配以全面通风。电焊作业通风除尘设计首先考虑局部排风,对于焊接车间密度较大的车间,全面通风作为一种辅助手段可以改进车间的总体环境[3]。本评价显示,通风系统开启前后,车间作业环境电焊烟尘的浓度统计学上存在显著性差异,说明该通风系统起到了一定的除尘作用。
粉尘短时间接触浓度和时间加权平均浓度作为工作环境卫生状况与工人接触状况评价的两个方法,两者结合起来评价更为全面,但不可相互替代[4]。电焊烟尘个体采样更能反映工人实际接触水平[5]。由于工人在作业过程中岗位不固定,处于流动作业中,本次电焊烟尘定点采样,为保持通风前后采样的一致性,采取了固定地点采样。研究发现,定点采样的粉尘浓度低于时间平均加权浓度,粉尘短时间采样仅反映了车间电焊烟尘的总体卫生状况。
参考文献
[1]孙金艳,刘静,李梅莉.电焊作业环境健康危害状况调查[J].环境与健康,2009,26(9),806-807.
[2]袁伟明,邹华,王洁,等.电焊作业工人健康状况调查分析[J].环境与职业医学,2009,26(4),365-366.
[3]杨璇,赵容.治理电焊烟尘的通风措施探讨[J].中国卫生工程学.2004,3(1),32-33.
[4]胡小炜,姚耿东,张美辨.对建设项目职业病危害若干问题的探讨[J].中华劳动卫生职业病杂志,2005,23(4):303-304.
