矿井通风安全监测监控系统研究

张景明

摘 要：在矿井生产过程中，地下通风的主要目的是为工作面提供足够的新鲜风流，从而有效稀释巷道中的粉尘以及有毒有害气体。其中，矿井安全监测监控系统是确保整个矿井安全生产的前提，本文结合生产经验对矿井的安全监测监控系统进行综合分析，并提出对应的改进措施，以期有效提升整个矿井通风系统的安全性。

关键词：通风系统;监测监控;预防措施

0 引言

在矿井通风系统中，风流的主要作用是对巷道中的空气进行合理控制。当通风效率较低时，整个矿井工作效率也会明显降低，导致事故发生率增加。新鲜空气能够有效降低污染物浓度，因此，实际生产过程中应当进行严格监管，特别是矿山生产过程中粉尘产生量以及污染物排放量都应按照相关的法规定期监测。为了保证整个矿井通风效果的优良，应当在矿井中沿其风流方向布置工作设备，且主通风机系统应当布置在新鲜风流进入矿井的线路中，线路中应包含排气口，整体风流较为畅通。通风机一般安装在主气轴上，有进入和返回两条线路。

1 通风类型[1]

在矿井生产过程中，流通通风是主要的通风路线。空气通过井筒进入到矿山内部，在其内部进行循环，流量调节器完成各巷道的风流分配任务。同时，风扇调节风向，辅助通风系统从流通系统中获取空气，经过排风扇处理后经钢管等分配到矿山的各个工作场所，其中，辅助风扇以及风道大多是强迫性通风，这种系统中，新鲜风流被动抽入巷道中，使污染的空气能够被有效排出。

为保证矿井能够达到理想的通风效果，需要有足够的新鲜空气流量，风扇也要达到额定的电力，能够通过变速控制系统优化整体通风效果。在矿山实际生产过程中，只要需要人员工作的区域，其氧气含量都应高于19%，且二氧化碳浓度低于0.5%，从而避免有毒有害气体浓度超标而威胁到工人的人身安全。此外，矿井的回风气体中总可燃气体含量应当低于0.75%。

2 矿井主通风系统

关于通风系统的设计，主要有以下两个方面的要求：首先，风路应沿主风道传输至矿井外部，从而实现整个工作面的通风以及风流的反流。其次，应当设计工作面通风系统，有效利用工作区域内的空气来清除其存在的粉尘，同时稀释有毒有害气体。当通风系统设计不合理时，矿井生产周期将会被显著延长，风压损失量也会增加，最终导致其整体经济效益降低。

根据矿井地质结构的差异，整体通风系统可以分为U型管系统以及通流式系统两种。在U型管系统中，空气经过工作区域沿相邻通道返回，同时含有一定的岔口，在入口处与出口处之间相互连通，这种布置方式适用于长壁式开采以及房柱式开采。通流式系统中矿井的风流吸入量以及排出量与巷道之间有明显的连接，巷道的特征较为单一。这种通风形式适用于地质条件较为特殊的区域，有时还需要配合空气调节器以及助推器完成通风工作。关于常见的气流通风形式如下：

长壁系统。在长壁通风系统中，瓦斯及气体控制、机械化长壁岩石破碎率两个因素均会对通风系统的稳定性产生显著影响。通风不合理时，将会导致粉尘量增加，有毒有害气体含量增加。特别是在在断层存在较多的区域，当较厚以及瓦斯含量较高时，整个系统的布局会变得更加复杂。为有效处理上述问题，一般需要将工作面缩短，以适应特殊的地质条件需求。

支柱系统。在定向系统中，气道一般位于巷道中央区域且在两侧布置有回风道。在进气以及回风的中间为主也需要布置传送轨道，末端布置调节风窗以实现风流的改变。在矿井中，风流的改变一般需要上级领导批准。同时，正常情况下，这种风流形式并不适用于通风工作的管理。支柱系统的优势主要体现在：气流能够在整个巷道的末端进行划分，一半进入操作空间，另一半返回原有的气道。但其缺点在于通风机的停机次数相对于单向通风来说会高于其两倍，且漏风量也会增加。

3 矿井通风安全监测监控系统

为了实现矿井的安全高效生产，需要建立健全的矿井安全监测监控系统，如何做好监测，监控系统可以从如下方面进行入手。

制定对应的检测监控标准，在矿山监测监控系统中，首先应当设计合理的监控方案，对于不合理的通信协议以及物理层协议进行整改，解决反复购置问题，避免系统与矿井实际情况的不兼容。选用的安全监测监控系统的应当保证其信息的使用较為广泛，且运用组态软件技术。关于组态软件技术，这种技术是一种通用型的监控系统技术，不需要进行复杂编程且系统本身的工具便可以实现自动通信、控制、存储，设备功能性较强，通用性较广，实用性较广泛，能够有效避免设备之间不兼容的情况。

加强监测监控系统安全管理，在保护区域以及矿井中心控制站区之间应当加装安全保护栏，运用安全栏分解电路上多余的电能，通过安全栏将瞬间的高电压降低，从而实现整个线路的安全保护，避免由于高电压而出现设备的不可逆损坏。

提高传感器的使用寿命以及可靠性。在研究阶段应当加强研究力度，从而实现传感器可靠性的提升，延长其使用寿命。生产过程中可以通过设计传感器故障诊断软件以保证设备出现问题之后能够在第一时间识别并处理。在传感器的端部应当配置瓦斯探头且包含小钢瓶，规范其生产过程中的校准工作，实现整体探测准确性的提升。

加强人员的培训。在矿井实际生产过程中，安全监测监控系统对于工作人员综合素质要求较高。主要原因为，监测监控系统由于其包含的知识种类较多，硬件较为复杂，涉及的专业知识面较广，只有通过加强人员的综合能力管理才能够有效实现整个矿井监测监控系统的高效运行。

参考文献：

[1]佚名.郭屯煤矿安全监测监控系统升级改造经验及未来展望[J].山东煤炭科技，2018，219（11）：86-89+91.