改进矿井通风管理方案的应用

尹智伟

（大同煤矿集团铁峰煤业有限公司，山西 右玉 037200）

关键字：矿井通风；通风管理

0 引 言

矿井通风系统不仅必须保障井下人员的健康和安全，而且必须符合管理机构的要求。矿井通风系统的日常管理是实现通风系统各项目标的关键。通风管理系统用于提供、测量和控制整个矿井通风网络的气流数量和质量。通风管理程序由一个迭代的框架组成，通过该框架，矿井通风部门维护通风符合监管机构和公司政策的制度。它由结构化的文件组成，形成了对系统进行审核的标准化程序和指南，并在出现异常情况时提供纠正措施，从而维护一个更安全、更高效的系统。正确实施通风管理计划将带来显著的效益，包括提高操作效率、提高安全性、提高工程效率、减少设备(风扇、门、调节器、管道等)维护成本和减少能源消耗成本。质量管理将使采矿作业能够在地下环境条件变得不安全之前积极应用缓解技术，从而摆脱不良的影响的做法。本文中的案例研究将证明通风管理项目的直接效益。

1 通风管理程序结构

质量管理程序被定义为组织通过提供质量保证和控制来满足性能期望的工具，并通过改进系统过程控制提供优化性能的手段[1,2]。质量管理计划由7项基本要求支持，用于评估公司满足监管要求的能力及其内部政策：目的、政策、计划、实施、测量、审查和改进。通风管理系统由一系列文件组成，这些文件描述了矿井通风系统的审计和控制方法，以确保系统满足所有法规和安全要求[1]。通风管理系统的结构主要有五种文件类型：标准和规范、实施规程、实施程序、工作指导书和实施方式(如图1所示)。这些文件提供了应用审计、核查和纠正程序以确保矿井通风系统的指导方针在合规标准。

图1 通风管理系统的典型结构

iso9000质量体系手册定义了作业指导书、程序和操作规程[1]。作业指导书是指指示人们完成什么任务以及何时需要完成任务的指令。过程被定义为指示人们如何做某项任务的指令。业务操作规程被定义为约束，用于约束业务中的流程应该如何执行，以便产生的结果在监管机构的范围内。

本文为矿井通风系统[3]开发了管理程序框架。这些标准和准则构成了管理计划的基础。该支持文档是一本手册，提供了通风系统的详细描述，包括通风网络的所有设计和操作方面。实务守则是一份文件，以规管机构和专业人员为基础，界定最低的操作标准和行动水平，在出现异常情况时，制定适当的纠正和紧急行动计划。程序是解释部门间活动和每个部门或个人在具体工作程序中的作用的文件。工作指导书是描述特定过程和任务的过程的文档，包括谁参与，如何完成任务，以及需要什么材料或支持文档[4,5]。指示是针对通风设备的任何更改而发出的文件，这些更改将确保正确安装或更改任何设计、设备或条件。本文方案在多个采矿作业中实施了通风管理方案。

2 执行通风管理程序

通风管理程序的执行遵循一个迭代过程，如图2所示。每天执行的管理计划是对整个矿井通风系统状态的审计。它包括对所有部件和设备的详细检查、网络的压力和流量调查以及空气质量调查。验证程序用于评估从管理计划中收集的信息，以验证通风系统是否符合规定，是否满足计划的所有既定目标。如果验证过程表明系统不符合要求，则启动行动计划和通风指示，以恢复系统符合要求。当通风条件不好或出现问题时，也可以直接启动行动计划和相应的指令过程中遇到一个检查。

图2 通风管理程序的执行过程

3 优 势

易于实现的迭代式通风管理程序框架如图2所示，允许采矿作业有效和审计矿井通风系统一致。从矿井通风系统日常管理中可以获得显著的优势。包括①通风系统按设计执行;②所有通风设备高效经济运行;③为所有活动巷道提供充足的空气供应;④矿井气氛符合质量条件;⑤符合所有监管要求;⑥安全改进;⑦实现了系统经济学的改进。

4 案例分析1

图3 通风管理程序的案例应用

该案例应用程序用于演示通风管理程序在矿井运行中的日常使用。在轮班工作时，会遇到不正常的情况(流量供应不足)，并采取措施恢复通风系统的正常运行。应用程序按照图2所示的步骤进行。具体情况的流程图如图3所示。在准备用风速计测量一次气道流量时，应遵循风速计操作、维护和校准的程序和工作说明。然后在流量调查(管理计划)中观察导线平巷测量程序和工作说明。对测量结果进行审核(验证程序)，发现测量风量不符合设计要求(实施程序)。气流的不足构成了一种不安的状况，需要加以解决才能使矿井安全作业。制定了行动计划，在网络建模的支持下，通风设计分析表明需要在主气道安装风扇。风扇是有尺寸的，帮助通风建模的工作说明。检查风扇清单以验证风扇型号是否可用(标准和指导)。风机准备安装使用程序和作业指导书，包括风机叶片节距变化和半叶片风扇。对风机的安装发出通风指示，并附下列证明文件(程序和工作说明)：风机运输、舱壁风机安装、风机安装。在通风指令中列出了职责级别，即为所需工作确定个人角色。安装完毕后，风机运行正常检查风扇检查的使用程序和工作说明，并提供风扇检查表和风扇检查表。然后使用适当的程序和工作指令进行完成验证。重复对主气道进行流量测量，以验证气流是否满足设计要求。更新风扇库存清单和风扇配件库存清单。总共使用了10个程序和工作说明来完成本案例应用程序中描述的特定任务。在公司标准、指导方针和操作规程文件的支持下，公司也做出了决定。这一过程使矿井通过恢复设计要求的气流而迅速而持续地恢复到符合要求的状态。

5 案例分析2

第二个案例应用描述了空气质量状况如何随着一个煤矿的通风管理程序的开发和实施而显著改善。

成功完成了矿井管理方案的两阶段的实施，第一阶段涉及区域泄漏控制，主要生产区风量增加28%。第二阶段涉及主要是改善当地的通风装置，从而大大改善了地下环境条件（空气质量、粉尘和热量）。这就允许了不间断的生产，大大提高了安全性，减少了重新进入的时间，降低了成本。矿井下部有采矿活动，生产区域的地下气流需求约为118m3/s，这是由产量和机动柴油车队决定的。该矿井采用了一种推进通风系统，在专用的新风升降机上安装了一个主表面风机。图4（a）表示在应用管理程序之前，新风上升气流的分布。在实施第一期通风管理计划之前，对一次新风系统进行了详细的通风审核，以评估其状况。图4（b）所示为表示在应用管理程序之后，新风上升气流的分布。作为通风管理计划执行的一部分，我们进行了广泛的工作以减少泄漏，通过密封和喷射所有舱壁上升连接到7个不活动的上部楼层，泄漏从33.6%减少到7.2%（图4a、图 4b）。

图4 矿井通风示意图

在需要水平通道的地方，安装了适当的门锁。通过密封上升连接，表面风扇在静态压力为2.38 kPa的情况下输出130m3/s（如图5）。风机输送130m3/s，进入活动矿区的气流维持在121m3/s，高于生产所需的118m3/s。泄漏估计为7.2%。

更重要的是，该矿现在安全运行，并符合规定。该矿继续将管理方案纳入其日常生产操作，从而提高了安全，改善了空气质量，遵守了管理规定并节省了成本。

图5 主风机运行前后泄漏控制

6 结 论

通风管理程序为采矿作业提供了一个迭代的过程，在这个过程中，它可以标准化日常通风实践，审计通风系统，并确保符合监管机构和公司政策。它为复杂通风网络的合理控制和管理提供了有效的手段，使采矿作业安全、高效、经济效益显著。本文介绍了一种通风管理方案的结构和过程实现。通风管理程序的日常应用确保矿井运行符合所有的监管要求，并关心井下所有工作人员的健康和安全。通过两个案例的应用，说明了管理程序的功能和可实现的安全、效率。