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      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其可靠性評價(jià)

      2012-01-27 20:43:25田野
      中國科技信息 2012年14期
      關(guān)鍵詞:系統(tǒng)可靠性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)手段

      田野

      琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司板石煤業(yè)分公司,吉林 琿春 133300

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其可靠性評價(jià)

      田野

      琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司板石煤業(yè)分公司,吉林 琿春 133300

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是采礦業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分,尤其是煤炭開采業(yè)。其系統(tǒng)可靠性關(guān)乎企業(yè)生產(chǎn)成敗、礦工生命及國家財(cái)產(chǎn)安全。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性評價(jià)經(jīng)歷了由定性向定量的發(fā)展階段。本文首先介紹了礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成及其作用,其次綜述了該系統(tǒng)可靠性評價(jià)的經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)模擬手段,希望為企業(yè)安全生產(chǎn)貢獻(xiàn)一份微薄之力。

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò);可靠性;評價(jià)

      1 前言

      我國能源結(jié)構(gòu)的組成中,煤炭占有舉足輕重的地位,煤炭也為我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了豐富的原材料。煤炭資源一般采用礦井開采形式,開采時(shí)極易出現(xiàn)的瓦斯、煤粉塵等易燃易爆物為煤炭資源的安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是煤炭開采的重要組成部分,其可靠性關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)成敗、礦工及國家的生命和財(cái)產(chǎn)安全。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可有效降低瓦斯?jié)舛龋サV井中的粉塵,降低井下溫度。

      2 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成及其作用

      2.1 組成

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般由管路網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)源設(shè)備及總控設(shè)備組成,其主要職責(zé)是為井下作業(yè)提供安全、清潔、舒適的空氣。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體組成一般是:管路網(wǎng)絡(luò),主要有送、回風(fēng)管道,具體施工點(diǎn)的風(fēng)路及二者之間的連接管路;風(fēng)源設(shè)備,主要包括風(fēng)機(jī)及其配套設(shè)施;通風(fēng)總控設(shè)備,主要由傳感器及復(fù)雜的電子設(shè)備組成。

      2.2 作用

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是煤炭等以礦井為開采形式的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)實(shí)際的重要組成部分,這個(gè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行直接關(guān)系到礦難事故的發(fā)生率,是礦工生命及國家財(cái)產(chǎn)安全的保護(hù)傘。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的直接作用有:

      (1)降低瓦斯及煤粉塵的濃度 瓦斯和煤粉塵濃度過高時(shí)容易引起爆炸及火災(zāi)等災(zāi)害,礦工長期在高煤粉塵濃度的環(huán)境中工作也易罹患塵肺病等職業(yè)病。礦井通風(fēng)是降低二者濃度最有效、最簡單的方法,依據(jù)具體礦井情況改變通風(fēng)速率、濕度等參數(shù)可更好的降低二者濃度。

      (2)改善礦井內(nèi)溫度、濕度 礦井溫度與埋深具有正相關(guān)關(guān)系,埋深加大、溫度升高,同時(shí)由于井下作業(yè)設(shè)備、人員等向外釋放熱量,井下溫度、濕度一般較高,不利于礦工身體健康并威脅安全生產(chǎn)。及時(shí)、充分的通風(fēng)是減低井下溫度、濕度最簡單、最實(shí)惠的生產(chǎn)措施。

      (3)防治廢采區(qū)自燃及瓦斯泄露 廢采區(qū)(一般是采空區(qū))具有開放性強(qiáng)、面積大燈特點(diǎn),由于已經(jīng)廢棄,一般不受重視,從而導(dǎo)致煤自燃及瓦斯泄露。通過通風(fēng)維持廢采區(qū)整體氣壓平衡可以很好的防治自燃及瓦斯泄露的發(fā)生。

      (4)協(xié)助礦難救援 礦難發(fā)生時(shí)可以通過調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)控制礦井中風(fēng)的流向及流速,從而間接地控制井下火勢蔓延、廢棄流向并為井下礦工及救援人員提供新鮮空氣,達(dá)到協(xié)助礦難救援的目的。

      3 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可靠性的評價(jià)方法

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的重要性不言而喻,然而由于礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),如何預(yù)測并提高其可靠性是一個(gè)亟待解決的重要科學(xué)問題。目前常用的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性的評價(jià)方法主要有:

      3.1 經(jīng)驗(yàn)手段

      這一手段以實(shí)際生產(chǎn)中積累起的各中經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),指導(dǎo)正在運(yùn)行系統(tǒng)的可靠性評價(jià)或?yàn)樾碌V井通風(fēng)系統(tǒng)的建立提供建設(shè)性的意見。在礦井通風(fēng)評價(jià)初期階段,經(jīng)驗(yàn)手段發(fā)揮了重要的作用。

      在不斷地發(fā)展過程中,經(jīng)驗(yàn)手段評價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性亦使用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。具體表現(xiàn)形式為:將實(shí)際生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗(yàn)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建立“計(jì)算機(jī)答疑專家信息庫”,這個(gè)信息庫對于具體問題可給出大量定性反饋,從而為評價(jià)礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性服務(wù)。

      隨著采礦業(yè)的發(fā)展,礦井生產(chǎn)面對的環(huán)境日趨惡劣,礦井通風(fēng)系統(tǒng)日益復(fù)雜、精密,其對安全生產(chǎn)的重要性也在增強(qiáng)。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)手段已經(jīng)越來越不能滿足礦井通風(fēng)可靠性評價(jià)要求,先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算手段應(yīng)運(yùn)而生。

      3.2 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算手段

      影響礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性的因素多種多樣,且所占權(quán)重有高有低,計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)具有的多因素綜合分析、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及復(fù)雜關(guān)系運(yùn)算能力等特點(diǎn)使其非常適合用于評價(jià)該系統(tǒng)可靠性。目前常用于礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性評價(jià)的計(jì)算機(jī)模型主要有:

      (1)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)起源于上世紀(jì)八十年代,具有適應(yīng)性強(qiáng)、容錯(cuò)能力高等眾多優(yōu)點(diǎn),是多輸入、輸出體系的優(yōu)秀解決方法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大多以BP算法為基礎(chǔ)構(gòu)建。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型非常適合礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性的評價(jià),但由于其沒有使用恒定的數(shù)學(xué)關(guān)系式,穩(wěn)定性有待提高。

      (2)Fisher判別法模型

      Fisher判別法在分析、掌握現(xiàn)有實(shí)例特征的基礎(chǔ)上,對新的實(shí)例進(jìn)行判別,具有基礎(chǔ)好、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。應(yīng)用Fisher判別法模型評價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性可以較全面的評價(jià)各個(gè)系統(tǒng)因素對整體可靠性的影響,科學(xué)合理、預(yù)測精度高。實(shí)際使用過程中應(yīng)注意將典型性和代表性較高的樣本作為訓(xùn)練樣本。

      (3)模糊綜合評價(jià)模型

      “無故障性”是礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)對可靠性的最基本要求,而對通風(fēng)系統(tǒng)中具體參數(shù)變化的要求不高。模糊綜合評價(jià)模型基于這一原理,對影響系統(tǒng)可靠性的權(quán)重不做量化,對其進(jìn)行模糊化處理,進(jìn)而建立模糊綜合評價(jià)模型。這個(gè)模型以“隸屬度”描述模糊性,對系統(tǒng)的可靠性給出綜合評價(jià)。

      (4)不交化最小路集算法模型

      礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)具有組成復(fù)雜、瞬變性及非線性等特點(diǎn),單一的固定數(shù)學(xué)關(guān)系評價(jià)其可靠性可能存在一定的問題。不交化最小路集算法模型著眼于分析、刻畫通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)流的變化趨勢,探索管網(wǎng)中可靠性影響因素的即時(shí)變化規(guī)律,最終建立定量評價(jià)方法,其較為真實(shí)反映了通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

      4 結(jié)語

      鑒于其在采礦業(yè)安全生產(chǎn)中的重要性,礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性評價(jià)手段日益完善,已由最初的經(jīng)驗(yàn)定性評價(jià)手段發(fā)展到現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)模擬定量評價(jià)手段。常用的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性評價(jià)手段有“計(jì)算機(jī)答疑專家信息庫”、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、Fisher判別法模型、模糊綜合評價(jià)模型及不交化最小路集算法模型等。上述方法各有優(yōu)劣,生產(chǎn)單位應(yīng)在充分了解、分析具體生產(chǎn)實(shí)際的基礎(chǔ)上因地制宜,選擇適合自己的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)評價(jià)方法。

      [1]任世權(quán).礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性最優(yōu)化分析研究[J].西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009,05.[2]史秀志,周健.用Fisher判別法評價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),2010,12.

      [3]陸韜.礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價(jià)方法及其發(fā)展趨勢[J].煤礦開采,2010,08.

      [4]王洪德,劉貞堂.礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可靠性的定量分析與評價(jià)[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,05.

      [5]秦彥磊,陸愈實(shí).基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的礦井通風(fēng)可靠性研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,07.

      10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.017

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