矿井矿山通风安全稳定性的层次分析法评价研究

摘 要：矿井矿山井工开采中，受地面向地下掘进作业和自然条件影响极大，导致作业危险程度极高。以通风系统为例，层次分析法评价作为保障矿井矿山通风系统安全稳定性的有效措施之一，通过采用正确的方法加以评价，对提高矿井矿山开采质量，确保作业人员安全具有重要的意义。本文以焦家寨矿井矿山实例为出发点，剖析了剖析矿井矿山灾害和人为事故发生的原因及表现，进一步分析了生产过程中的隐患发现与变化，并采取判断矩阵、计算权重向量方法加以评价，以为类似矿井矿山通风系统安全稳定性层次分析法评价提供可行性借鉴。

关键词：矿井矿山;通风;安全;稳定性;层次分析法

矿井矿山井工开采方法上，多以井筒和地下巷道系统为主。开采环节，受特定开掘巷道影响，地面向地下开掘中受自然条件、诸多灾害、埋藏深度过深、掘进底层复杂等影响，危险度级别和系数极高。层次分析法以矿井矿山通风系统为出发点，从建立层次结构模型、构造成对比较阵、构造判断矩阵、计算权重向量步驟的推进，进一步就矿井矿山灾害和人为事故发生的原因及表现进行剖析;还在生产过程中就隐患问题进行及时发现、立刻处理，最终在治理措施上计算出通风系统安全稳定性结果，证实焦家寨矿通风机改进具有极高的经济效益和社会效益。现就层次分析法下矿井矿山通风安全稳定性分析如下：

1 剖析矿井矿山灾害和人为事故发生的原因及表现

矿井矿山灾害在我国的发生频率和严重程度比之其他国家更甚，年灾害损失近1600亿元，主要灾害表现为矿业生产中，因动力活动、尘污染、水火灾害等影响，直接有碍民众及其开采人员的身体健康、环境及其国民经济可持续发展。加之因矿产事故尤其是开采环节的工伤事故，在死亡人数、灾害破坏尘程度上极大，尤以瓦斯灾害最严重和恶劣。

通过层次结构模型建立后，以《矿井矿山灾害和人为事故发生模型》为例，原因与矿井矿山自然条件差、灾害源多、生产条件恶化;产业结构催生的高效集约化方向发展调整，使得安全生产意识淡薄、安全措施落实不到位等问题严峻。矿井矿山瓦斯灾害主要与煤层透气性低、瓦斯涌出强度高、开采延深度广、强度大等问题严重;由此所引发的经济损失、人员伤亡极大。究其原因在于，矿井矿山挖掘层次下，赋存、开采条件差，投入经费不足、安全基础薄弱、专业技术人才匮乏、工队伍素质低等;加之生产供不应求，超前挖掘管理措施失当，更为此带来了重大隐患。

2 生产过程中的隐患问题

以山西省原平市轩岗镇西南4.7km处的焦家寨矿为例，对比以往矿井矿山灾害和人为事故发生的原因及表现，本矿井矿山井田面积17km2，年生产能力150万t，矿井为高瓦斯、水文地质复杂型。井筒大致包括主斜井、副立井、进风立井、1#回风斜井、2#回风斜井、3#回风斜井6类，开拓方式为主斜副立单水平式;通风方法为机械抽出式混合式抽出法;长壁综采放顶煤用于2#和5#煤层的开采走向;矿井证照齐全有效，六大系统完善，运行可靠，采掘工作面布局合理，现为轩岗煤电公司三大主力矿井之一。2002年轩岗煤电公司重组后，公司逐步加大对焦家寨矿井矿山的安全投入，先后改造副立井提升机电控系统，主斜井强力皮带运输，新建地面35kV变电站供电系;改造地面压风系统，建立了地面集中瓦斯抽放泵站，新建安装2#、3#主通风机房，建立地面洗选系统。安装完善两台强排泵系统;综采工作面采空区为两套防灭火系统注氮系统防灭火系统;掘进工作面局扇供电配备专用变压器、开关和线路，以满足生产中的基本供电要求，风机与电源可实现自动切换，并与本工作面非本安型设备供电实现风电、瓦电闭锁。

在标准化管理上完成了，综采工作面顺槽皮带推广使用永磁驱动电动机;井下1010大巷辅助运输系统改变以往架线电机车，采用蓄电池电机车;改造井底中央配电室25面矿用一般型配电柜，为防爆型高压配电装置及高压软启;更换井底中央水泵房5台矿用一般电机为防爆型电动机;淘汰了启动开关JDB保护为PIR型智能保护装置;淘汰了钢丝绳牵引耙岩机，更新为履带式装岩机;1010延伸掘进巷使用变频调速局部通风机。

未来，全面落实“十三五”规划，以提能改造为中心，积极投入适应地质条件复杂的新工艺和新装备，为建设平安、和谐、富强、振兴的新轩煤，谱写轩煤新篇章。具体生产项目如表1所示：

3 判断矩阵、计算权重向量

矿井矿山系统工程的基本评价，对信息量相对较小、复杂型通风系统的队列极为适用。问题定性、定量化以及重要性排序。基于此，为进一步提高通风系统安全性，故针对性处理措施及其问题矩阵判断和权重法解决的通风系统流程如下：

通风网络复杂度f与通风网络节点数m、普通分支数n及角联分支数n0间的关系为f=lg[m（n+n0）]，f值越小越好。

3.1 解决人为问题造成的安全性问题

矿井矿山通风系统控制中，充分发挥人的主观能动性，解放人的思维，提升矿井矿山系统通风质量。综合应用多维系统培训方法，落实矿井矿山井下工作人员专业技术、职业道德素养等系统性培训;强化作业人员的自我保护和相互保护观念和意识。

具体问题具体分析，基于影响矿井矿山通风系统安全稳定法的因素，严格《矿井矿山安全规程》进行安全问题解决;通风工作环境上，建立一整套完善、健全、良好的安全通道;以矿井矿山质量标准化工作安全作为管控环节的重中之重，切实提高作业人员辨识风险能力，时刻将人身安全作为头等大事夯实。具体评价方法如表2所示：

3.2 客观层面处理方法

矿井矿山通风系统安全稳定性控制中，将环境作为不可控客观因素加以研究并建模后计其权重，最终就其问题采取针对性措施加以处理;主要内容包括排查矿井矿山灾害潜在隐患、大气状态危险程度和软、硬环境等内容，将防范措施做于作业之前，进一步杜绝矿井矿山灾害事故发生。

具体做法为：以现代化科技手段为安全稳定性层次的重中之重，对主客观因素、相关运行参数、井下环境等进行科学管理，严格管控方案及其计划是否可行，采取相应措施加以控制和防范，从根本上杜绝矿井矿山灾害事故。作业环节，对机械设备实施有序化管理，综合整治瓦斯、煤尘;强化对通风机的管理工作，保证作业环节风量充足、矿井矿山开采符合既定安全性要求;防尘系统水源充足;本次综采环节中，通过建一整套完善的瓦斯抽放系统，最终通过独立回风巷、专用回风道完成开采要求。监控系统及检测设备的全面运行，以对瓦斯、粉尘、一氧化碳等危险、有害物质进行监测控制;全面落实具体参数的获取及其矿井内作业环境的检测，一旦发生问题，及时报备并采取针对性措施最短时间内解决，以保障矿井矿山开采工作的顺利进行。

4 结束语

矿井矿山通风系统是矿井矿山企业安全生产的有机组成部分之一，其作用对于矿井矿山企业而言至关重要。矿井矿山通风系统的安全评价中，从层次分析法入手，对其通风系统的稳定性和安全性进行客观、合理的评价，并就评价后的问题进行隐患问题处理和解决。综合评估各环节后进一步采取预防措施，以为矿井矿山企业长远运行提供有效借鉴。

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作者简介：

左超红，男，2008.07毕业于山西省雁北煤炭工业学校矿井通风与安全专业，2008年9月参加工作，2017.07毕业于重庆大学采矿工程专业，2008.9-2010.8轩煤公司焦家寨矿生产科技术员，2010.9-2014.8轩煤公司焦家寨矿通风区 技术员，2014.09-2015.05 轩煤公司安监局五人小组科员，2015.06-至今，同煤集团安全监管五人小组管理部轩煤分部二组组长科长，在山东煤炭科技独立发表矿井通风系统可靠性评价方法研究与实际。