非煤矿山矿井通风系统安全性评价研究

高国兴 集安矿业（安溪）有限公司五阆山石灰岩矿

对于任何企业来讲，其稳定发展和长盛久安的绝对基础是安全生产。近年来，由于我国矿井坍塌事件频发，导致无数家庭分崩离析，引起国家和人民对于采矿工作安全性高度重视。之于非煤矿山生产系统而言，矿井通风系统是其不可或缺的重要组成部分，其对于非煤矿山生产安全起到了保障和维护作用，是现代非煤矿山安全生产必备一环。而且，由于矿井通风系统具有非线性和非渐变的特点，因此对于其的安全性评价一般采取集对分析理论的方法对其进行科学合理的评价。

一、矿井通风系统安全性现状分析

目前，我国非煤矿山矿产开采企业对于矿山通风系统安全性评价常常使用风险概率作为评价指标。具体而言就是对非煤矿山风险评价主要是以危害事故发生的概率乘以所造成危害程度，所得数字代表其风险。但是，在实际测量中，肯定是有所人为因素不可消除的偏差的，这就导致在对于非煤矿山的通风系统安全性评价上面，或多或少都会带有主观色彩，缺乏科学严谨性。与其他行业相比，虽然我国对于非煤矿山通风系统安全性评价研究时间基本一致，但是就其深度、广度和整体而言，我国对于非煤矿山通风系统安全性评价的研究是远远落后于其它行业的，这就造成矿井遇难事故频发。根据实际调查数据来看，虽然近段时间以来，由于矿井通风系统出现安全问题造成矿井工人遇难的事故时常发生，导致国家、大众及社会对其广泛关注，使得行业内部对于矿井通风系统安全性评价研究给予高度重视。因此，综上所述，我们可以看出我国对于矿井通风系统安全性评价的研究还在处于起步阶段，由此还等待研究人员进一步的深入和完善。

二、矿井通风系统安全性评价中应用集对分析理论

我国非煤矿山矿产开采企业针对于矿井通风系统安全性评价可以采取集对分析理论。对于如何处理不确定性问题的系统分析方法，我国一直在做研究。基于问题的不确定性，这就导致处理方法的难度加大。1989年，我国著名学者提出一种新的解决这种不确定性问题的系统分析方法，也就是集对分析理论的由来。集对分析理论的核心所在就是把确定性和不确定性结合在一起，组成一个确定不确定系统来处理。所谓集对，根据字面意思，就是把两个在某些方面有所联系的集合组成对子。在具体应用背景下，具体分析其所具有的特性。然后把分析得到的特性用表达式度量其的同一性、差异性和对立性，即得出表达式u=a+bi+cj。其中，a为同一项，cj为对立项，bi为不确定项。这一表达式利用bi来表示对于事物模糊判断，可以很好的表达出随机性、不完整性等不确定性因素。因此，我们可以尝试在矿井通风系统安全性评价体系建设时，思考集对分析理论运用的可行性。

三、非煤矿山矿井通风系统的重要性研究

我们都知道非煤矿山企业采集矿产资源一般以井下作业为主，工人们在狭窄的矿井下开展采矿作业，此时对于氧气需求较大。矿井通风系统之于矿井下的工人就起到通风作用，为在矿井下劳作的工人们输送氧气。此外，在矿石开采过程中，不可避免的会产生一些有毒有害气体，这些气体会严重危害矿井工人的生命安全，因此，通风系统还起到稀释有毒气体，保障井下作业安全的作用。同时，我们需要承认的是，由于矿石的开采导致地壳不稳定，该地区较之没有矿产开采的地区发生地震等有关地壳运动的灾害多得多。很多时候我们发现只要矿井通风系统的安全性得到保障，则对于矿井工人的安全也是得到更大的保障。现阶段，随着科学技术的飞速发展我国在矿井通风系统的安全性能评价上较之以往更加完善。我坚定的相信，随着研究人员加大对于矿井通风系统及安全性评价的研究力度，我们可以对于矿井工作人员的生命健康安全做出更强有力的保障，避免无数家庭因此而分崩离析。

四、矿井通风系统安全性评价体系的建立

（一）矿井通风系统安全性评价体系建立的基本原则

由于矿井通风系统安全性评价体系建立比较复杂，所以有关人员在建立时要严格按照其基本原则来建立。首先，要严格遵循系统性原则。矿井通风系统是一套完整的系统，绝不可孤立存在。因此，在建立矿井通风系统安全性评价体系时要考虑到矿井通风系统的系统性，建立一套具有层次逻辑的体系，以确保矿井通风系统的平稳运行，避免矿井工人遇到本可以避免的危险而由于系统安全性评价体系的疏忽导致的不可控事件。第二，严格遵循可量化原则。众所周知，矿井通风系统较之其它比较复杂，矿井里面也许会有不可控因素。因此，在矿井通风系统安全性评价体系的建立时，要严格对指标进行量化分析，保证矿井通风系统的安全性良好，在大局上避免矿井坍塌等恶性事件的发生。第三，严格遵循客观性原则。只有在矿井通风系统安全性评价时得到的数据指标是真实客观有效的，才可以集中反映非煤矿山矿井通风系统安全性。因此，在矿井通风系统安全性评价体系建立之初，就要明确各个数据指标所代表的具体含义，避免因为含义交叉而导致当日值班的是新成员而未能及时发现数据所代表的危险含义，未能及时发出预警而导致本可以避免的事故发生。[1]

（二）矿井通风系统安全性评价体系的建立

非煤矿山矿井通风系统并不是他们想象的那样简单，只由一个空气输送设备组成，而是由许多复杂的系统有机组合，相互配合而成的一个完备的矿井通风系统。为了更加全面科学合理的对于矿井通风系统的安全性做出评价，我们认为其安全性指标主要可以分为三个方面：技术、可靠性、经济。首先，从技术指标来分析，可细分为负压量、风阻、通风方式、风量、风量供需比，这五个指标可以衡量矿井通风系统的整体技术、而之于可靠性指标上，可细分为风量供需比、隔爆装置完备程度、风机运转稳定性、调节设备合理性、反风系统灵活程度，这五个指标可以检测出矿井通风系统的可靠性。至于经济指标，基于非煤矿山各方面经济开支以及企业的利益最大化，这就要求矿井通风系统在做到功能完备的同时，也要兼顾经济效益，争取做到双赢的局面。其具体可以参考机械设备维修成本、人工成本以及工程成本。非煤矿山矿井通风系统安全性评价体系就要基于这三大指标进行建立，兼顾功能、可靠、经济三大方面，建立健全矿井通风系统安全评价体系。

五、矿井通风系统优化措施

（一）完善通风网络的建设

通风网络的建设是矿井通风系统中最为重要的一个环节，因此在矿井通风系统的设计过程中，要重视对于通风网络的完善，确保通风系统的正常品平稳运行。通风网络一般有简单通风网络和复杂通风网络之分。一般矿井通风网络都会选择简单通风网络，以便于操作的简便性。而就算是要选择复杂的矿井通风网络都会将其中的角联风路进行相应的简化，以确保通风顺畅。此外，由于矿区发生地震等自然灾害的可能性远远大于其他地区，因此这就要求矿井通风系统有极强的抗灾能力。因此，为了确保生命安全，在某部分非煤矿山矿井通风系统遭受不可扭转的损害之后，可以用其他部分的通风系统完成矿井通风，为矿井下的工作人员争取宝贵的逃生时间。所以，一定要对于非煤矿山矿井通风系统采取分区管理方式，以避免某一区域矿井通风系统造成损害之后，导致矿井通风系统全面瘫痪。

（二）选择合理的通风方式

就我国目前矿井通风系统发展而言，有三种行之有效的通风方式供给人们选择：压入式通风、抽出式通风和混合式通风。一般情况而言，如果矿井深度不深其距离地面较近，则压入式通风方式是我们首先选择的通风方式。至于其他情况一般采取抽出式通风方式和混合式通风方式都是可以的。所以，矿井通风系统要根据实际情况因地制宜选择经济科学合理的通风方式，以确保矿井通风系统正常平稳运行，保障矿井工作人员的生命健康安全。[2]

（三）对通风设施布置方式进行创新优化

通风设施的布置方式在一定程度上会对矿井通风系统安全性造成影响，因此在矿井通风系统的布置上，要积极发现旧有的系统的缺点，对其做出改正与创新，优化矿井通风设施的布局，满足矿井作业工作人员的工作需求。此外，企业应该积极结合实际经济情况与实际工作需要，采购具备生产合格标签的矿井通风系统设备，杜绝采购工人在这件事情上吃回扣，导致矿井通风设施出现质量不合格现象而出现矿井事故。其次，在矿井通风设施的布局上，要严格控制设施的布置数量。矿井通风设施的布置，不是说越多越好，而是要数量合理布置得当，才可以有效降低在通风设施中的漏风率，争取做到将有效风量达到80%，满足工人工作需求。

（四）科学合理的调节通风量

通风量不是简单的越多越好，这样会大大增加成本消耗，于企业的利益不相符。通风量是要满足工人工作的氧气需求，又要将矿井中的有毒有害气体稀释到规定的安全标准以下，目的是为了保证生产过程中矿井工人的生命健康安全。因此，在进行通风系统通风量设计时要充分结合非煤矿山的地理地质情况，科学合理的调节通风量。此外，在矿井中切记不要忘记装备科学可靠的反风和控风系统，以此来加强矿井通风系统的防灾抗灾能力，为矿井工人争取宝贵的逃生时间。[3]

六、利用现代信息技术，对矿井通风系统安全性做出评价

随着时代的发展，科学技术水平在以前所未有的速度发展着。在多年前，我们用人力无法做到的风险评估，完全可以使用计算机进行模拟，科学评估矿井通风系统的安全性。现如今，我们有许多计算机系统和软件可以做到。

（一）Ventsim矿井通风软件简介

Ventsim软件是来源于澳大利亚，其在三维矿井通风仿真中走在世界科技前沿，具备其他软件所没有的高计算机精确度和灵敏度。它可以做到对矿井通风系统反风模拟、粉尘监控、风路规模优化、污风循环监控。它具备可视化和操作简便的优点，即使是新人也可以做到上手快速，满足矿井通风系统安全性评价需要。其在软件中应用到了风量配比的基本定律，主要包括：通风阻力定律、风量平衡定律、风压平衡定律。它的出现解决了矿井通风系统的重要问题，是非煤矿山矿井通风系统改革变更的重要里程碑。

（二）基于fluent的独头巷道通风系统

随着我国对于矿产资源开发技术的革新，我国对于矿井的独头巷道的压入式通风有了新的突破。针对于独头巷道的矿井通风由于其井下地热显著增加，导致散热通风成了其的技术难点与技术重点。其一般采取局部通风的方式，将新鲜气流派送到工作地区，再利用掘进的巷道将炮烟、矿尘以及有害气体一氧化碳等排出。

七、结束语

在非煤矿山矿产采集过程中，一般会利用到炮等工具，这时不可避免的产生一些矿尘、炮烟、释放出有毒有害气体，因此矿井通风系统可以称得上是矿井工人的生命安全线。所以，非煤矿山矿产开采企业应该充分重视矿井通风系统的建设，创建矿井通风系统安全性评价体系，采取科学合理的评价体系以及利用现代发达的信息技术，为无数矿井工人筑起一道生命的安全红线，做一个负责有良心的现代好企业。