矿井通风安全监测监控系统的运行分析

＊郭亚雄

（山西省兰花集团莒山煤矿有限公司 山西 048000）

引言

随着我国经济的快速发展，我国矿井开采工作越发复杂，虽然通过运用新型技术以及通风安全监测监控系统降低了开采过程中的危险系数，但是对近年来山西煤矿开采情况进行分析可以发现，通风监测系统在长期运行中存在很多的问题，如果工作人员没有重视监测系统的维护保养，那么通风安全监测系统就无法发挥出作用，因此本文将先对系统运行原理进行分析，进而对通风系统的组成和相关问题展开讨论，最后就如何确保系统稳定运行提出相应的措施，以期推动我国经济进一步发展。

1.矿井通风安全监测监控系统的运行原理

矿井通风安全系统主要是将外界新鲜空气通过一个或者多个滚降轴、漂移物或者是其他表面连接件进入到整个系统中，然后再按照气道引导进入开采工作区域中，将大部分污染物如灰尘、易燃气体等进行吸收混合，最后被污染的空气会重新沿着气道排出到地面，在整个通风安全系统的稳定运行中要求工作人员不能进入系统的所有部位，尤其是返回气道决定不允许在运行过程中有工作人员进入，并且对于污染物的浓度我国也有严格的阈值限制，返回的空气中存在大量的污染物，必须经过多个滚降轴返回地面，同时还要做好对污染空气的后续处理工作，减少对生态系统的破坏[1]。

2.矿井通风系统的组成部分

(1)风扇

在整个矿井通风系统的运行过程中风扇是必不可少的组成部分，风扇不管是单独或者是组合使用都能将系统中的空气按照设计排出，一般来说风扇会固定在地面上或者是连接到向下的竖井强制空气进入系统进行通风。因为矿井开采工作会产生很多的有毒气体以及粉尘，如果通风系统无法安全稳定运行，很容易发生爆炸危害甚至让整个矿井出现坍塌。所以矿井通风的规章制度比其它地下设施更加严格，对于主要通风风扇的使用目前许多国家都是选择放置在地面，确保矿井开采的安全，同时风扇与井道以及漂移物之间不能处于同一条线，还要配备合适的面板保护主要通风风扇，确保现场工作人员的生命安全不会受到威胁。

(2)填塞物和密封

在进行煤矿开采工作前必须要确保进气与返回之间建立阻塞，因为有时矿井内部可能因为一些特殊原因不需要通风，这时候就要用阻塞物来防止气流短路，在阻塞物的选择上我国一般是选择防火木块或者混凝土块等不易燃的物体，也可以选择特制的钢塞，而阻塞物必须要将其锁定在地板或者侧面，通过运用密封剂材料进行涂抹防止堵塞时出现气体泄露，如果煤矿开采是处于弱化学活性地层中就只需要将密封剂涂抹在岩石表面位置即可，目前我国所有煤矿对于阻塞物的选择上强调必须防火，同时高温条件下不应该产生有毒烟雾。其中我国部分煤矿在顶煤、侧面和地板上也会选择采取耐火窗帘作为一个短期的解决措施，也是一个十分不错的方法，值得作为一种创新思路展开研究。如果在煤矿开采工作中需要将矿区的废弃区域与现存的通风基础设计进行隔离，要求工作人员在二者之间的连接通道入口处做好密封件摆放，部分矿井在阻塞物的选择上还需要具备防爆能力，那么就需要准备两个或者多个阻塞物，每个阻塞物之间的距离控制在5m-10m，间隔空间中运用沙子、压缩的非易燃岩石废料或者人造材料等，在顶煤和地板上就要添加钢梁提高整个结构强度，避免因为爆炸导致矿井坍塌等现象发生[2]。

3.矿井通风安全监测监控系统运行过程中存在的问题

(1)使用寿命较短

目前在矿井通风安全监测监控系统中需要配备甲烷传感器以及一氧化碳传感器，这两种设备可以很好地预测矿井中煤炭自燃灾害，因此需要受到煤矿开采工作人员的重视，但是在进行实际应用中很容易发现虽然系统主机、使用软件等已经进行了升级处理，可是在传感器上依旧是通过载体催化元件，因为载体催化元件的存在导致设备的使用寿命会受到一定的影响。除此之外，国家曾经在《煤矿安全规程》中提出必须要对甲烷传感器每7h进行一次调校，因此频繁的调校会缩短传感器的使用寿命，还会让载体催化元件的使用寿命以及工作稳定性无法得到保障，这就给矿井通风安全监测监控系统实现稳定运行带来一定的影响。在传感器方面，国内所使用的传感器仍然处于落后的状态，其主要体现在以下几方面：

一是，不具有抗毒性能。在煤矿开采过程中，会产生含量较高的硫化氢气体，这种气体是一种易燃的酸性气体，同时具有毒性。硫化氢气体会附着在元器件的表面，二者会发生一定的反应，从而降低元器件的灵敏度。二是，传感器的制作工艺较差，同时与载体催化元件的同步性较差。在我国，对于甲烷最常采用的是载体催化元件，在矿井中甲烷的含量较大，同时还含有大量的可燃性、爆炸性的气体。这些气体的存在对传感器的正常工作造成了严重的影响。三是，抗冲击性能较差。在矿井巷道中，如果出现大量的瓦斯，元件的状态会非常的活跃。较为活跃的元件零件开始进行移动，此时传感器的准确度大大降低。传感器感应到的数值，也无法准确的反映出现场的瓦斯情况，给相关人员的判断造成了一定的影响，所以元器件的抗冲击性能较差。与此同时也会影响元器件的使用寿命，降低其稳定性。

另外，矿井中部分工作人员的专业水平并不符合相关标准，所以在对设备进行检查维修时很容易因为一些人为操作给零件仪器造成损坏，造成经济损失，同时还会留下安全隐患，影响矿井内部有毒气体的检测工作顺利完成。

(2)系统之间不兼容

在对矿井安全通风监测监控系统进行广泛应用中因为国家没有强制要求，所以导致目前现有的生产厂家之间通风监控系统所使用的通信协议有所不同，不同的系统之间无法形成兼容，这种现象的存在并不利于我国通风安全监控系统的创新研发工作，因为不同的厂家产品之间缺少互动性以及互操作性，不利于系统功能的多样化发展，很容易造成资源浪费。通过对山西煤矿通风安全监控系统运行情况进行调查可以发现尽管有部分工作人员曾针对系统进行升级改造，可是因为核心问题即通信协议的不同导致无法实现各个系统之间的资源共享，不仅会影响煤矿的工作效率，还会因为各个系统之间的不兼容无法形成统一，很容易因为一个环节的失误给整个矿井运行带来影响[3]。

(3)工作人员没有树立安全意识

在煤矿开采过程中，需要做好对工作人员的安全培训工作，定期举行讲座等活动帮助工作人员扩展知识容量，提高专业水平，防止工作人员在日常工作中因为自身操作问题导致煤矿开采产生安全事故，因为对目前煤矿进行调查可以发现很多工作人员的专业水平不达标，他们对于平时的通风监控系统以及监测设备的检查都比较懈怠，没有良好的工作素养同时没有意识到自身工作的重要性，很容易产生突发事故，造成严重的经济损失，因此需要企业以及政府部门重视对工作人员的管理培训工作，尽可能降低人为操作带来的经济损失。

(4)安全通风监控系统的管理、维护力度欠缺

对煤矿安全通风监控系统的管理和维护力度不够，不能够达到相关的制度要求。在监控系统或者类似工程验收与审核过程中，未能按照相关的质量检查标准进行严格细致的相关工作。在实际的监控系统建设中，传感器的安装数量与设计数量存在较大差异，安装数量严重不足，因此导致后期进行监控系统使用时，相关人员无法全面了解矿井中的实际情况。另外，在煤矿安全监测监控系统的维护过程中，存在售后服务不到位，维护工作不能满足相关规定的情况。主要存在的问题是相关人员在进行传感器调校时，未能按照有关的规定进行操作，因此，导致混挂或者误挂的情况出现。同时传感器出现故障时，对其进行维修不及时，会造成一段时间内传感器无法正常工作的情况，对该系统的正常使用造成了一定的影响。

4.矿井通风安全监测监控系统稳定运行的相关措施

目前我国矿井通风安全监测监控系统在实际应用中存在着较多的问题没有及时得到解决，接下来将提出相应的解决措施，希望可以有效提高通风安全监测系统使用过程中的安全系数。

(1)制定科学完善的煤矿通风安全监测的标准

对矿井安全监测监控系统实际运行进行深入的了解分析，促使该系统能够良好的发挥出应有的功能，从而有效的解决不兼容等问题的发生，可以通过制定并完善煤矿安全监测的标准，从而有效的预防以上问题的发生。同时针对系统中的不足之处，在设计监测系统时可以适当的引进先进的技术。

同时对于元件的选择方面，要对其动态性和通用性进行关注，在一定程度上避免系统语言不兼容的问题，让煤矿通风安全监测监控系统在使用中不断完善系统的功能，从而真正的实现通风检测系统的控制、监测和维护多方面的工作，使该系统更具有通用性和实用性。制定并完善煤矿通用安全检测的标准可以使系统更加的完善，从而更好地为用户提供帮助。

(2)对传感器质量予以高度重视

矿井通风安全监测监控系统在日常的运行过程中载体催化元件以及传感器的存在是必不可少的，对于工作人员而言要确保传感器的质量符合国家所颁布的相关标准，尽可能降低安全事故的发生概率，从而提高煤矿开采的工作效率，防止给现场工作人员的生命安全带来威胁。所以对于负责材料采购的管理人员而言要意识到自身工作的重要性，对于货物的质量以及性能进行严格的检查管控，尤其是在对传感器以及载体催化元件的选择上更要时刻秉持着质量第一原则，才能从根源上让传感器的质量以及性能符合使用标准。比如像矿井中的瓦斯传感器在展开安装运行之前工作人员要对其所有重要性能进行分析对比，各个指标符合要求后才可以进行大规模生产，这样才可以让整个采矿工作实现低风险运行。

(3)对技术创新予以高度重视

随着社会经济的快速发展，我国各个行业都在不断加强创新力度，从而更好的跟上时代发展速度，避免被时代所淘汰。而对于矿井开采工作而言同样需要意识到技术创新的重要性，尽管目前我国煤矿开采对于安全通风监控监测系统已经实现了大规模应用，但是依旧会受到很多来自外界因素的影响，所以在未来的发展建设中很多矿井企业都需要根据自身实际情况建立起完善的科研小组，针对自身企业运行过程中存在的问题以及缺陷进行调整优化，比如说像防雷层就必须要进行有效的升级优化，工作人员可以选择在保护区域和中心站两个设备之间选择一个更加安全的位置实行避雷措施，减少煤矿开采过程中的雷击事故发生概率。

除此之外科技人员也要与现场施工人员进行沟通，根据实际情况选择一些比较重要的问题先进行解决，防止造成更加巨大的经济损失。

(4)制定维护计划

各类设备的运维养护同样是必不可少的，常规设备运维会对各类设备应用周期产生直接的影响，所以对于通风安全检测设备的维护工作，如果工作人员只是偶尔进行检查保养，那么就无法保证设备时刻处于最佳运行状态，而针对这一问题就需要工作人员与管理人员进行沟通交流，制定出合适的维护计划实现定期保修，确保设备的每一个零件部位都能够符合使用标准，避免留下安全隐患。比如垫圈以及密封件就要控制好维护频率，对于出现损坏的部件要求工作人员不能存在侥幸心理，要立马展开更换维修，通过有效维护通风安全监测设备，将延长其使用寿命并提高性能，防止安全事故的发生，造成人员伤亡。

(5)开展安全检测培训活动

在煤矿通风安全监测监控系统中，所涉及的知识较为广泛，同时操作人员所要掌握的知识类型也呈现多样化。其中具体包括机械设备、软件升级改造技术、计算机网络技术以及软硬件技术等知识内容。在系统建设的过程中，对操作人员的技术水平要求较高，不但要拥有丰富的实践经验，还要拥有扎实的理论知识，否则无法使煤矿通风安全监测系统的效果真正发挥出来。

因此，在系统建设的过程中，应当对相关人员积极开展相关的培训活动，让技术人员和相关操作人员提升自身的技术操作水平，增强他们的理论知识，同时结合实践培训来丰富他们的实践经验，让其建设出完善的通风安全监测系统。同时让管理人员清楚了解该系统的应用效果以及系统使用中的注意事项，避免人为原因造成操作失误的问题发生。同时让二者进行相关的配合，使之系统发挥出自身的优势。

另外，系统在运行管理的时候，要严格遵守各类规章制度，从而实现精细化的管理工作，这在一定程度上保证了矿井的安全以及人员的安全，发挥出安全监测培训工作的真正价值。

5.结束语

综上所述，对于矿井通风安全监控监测系统运行过程中存在的问题进行分析研究可以发现，目前我国在对系统的使用上存在一定的问题，但与此同时工作人员不能只关心系统存在的问题，还要针对设备仪器进行维护保养工作，而对于政府部门以及制造厂家而言，就要协调行业中各个企业之间互相进行沟通交流，选择使用同一种通信协议，确保系统之间实现兼容，让通风安全监控系统的作用得到最大化发挥，并且我国在煤矿开采过程中都会有机械事故，针对这一问题，一般是因为工作人员专业水平不到位以及没有做好维护工作所引起的，因此要求工作人员意识到自身工作岗位的重要性，确保我国矿井开采的稳定运行。