礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價方法探討

羅理

（貴州林東煤業(yè)發(fā)展有限責任公司龍鳳煤礦，貴州 畢節(jié) 551800）

0 前言

煤炭資源被稱為“黑色的金子”，廣泛分布在我國山西、河南、貴州、內(nèi)蒙古、新疆、陜西等省份，是重要的戰(zhàn)略資源。隨著中國經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)對煤炭資源的需求越來越多。但由于煤層埋藏、構(gòu)造等地質(zhì)情況的復雜多變性，煤礦生態(tài)的復雜性、動態(tài)性，煤炭生產(chǎn)一直受瓦斯、透水、火災、有害氣體、粉塵、以及巖層松動、巖層位移等頂板可能的災害威脅，致使我國煤炭生產(chǎn)安全問題突出，嚴重影響煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展也造成了不利影響。礦井通風是礦井安全工作的基礎，可有效地排出井下的粉塵、有害氣體，為井下的工作人員提供良好工作環(huán)境的同時有效抑制煤炭自燃和火災的發(fā)生，降低安全事故率（李潤求等，2008）。評價礦井通風系統(tǒng)安全性的目的在于及時發(fā)現(xiàn)礦井通風系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患，調(diào)整和改造系統(tǒng)；優(yōu)化通風設計，指導通風安全管理。因此，準確地對礦井通風系統(tǒng)作出科學合理的評價、發(fā)現(xiàn)存在的事故隱患并及時處理可以減少或防止通風系統(tǒng)事故發(fā)生，是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵[2-3]。筆者希望在總結(jié)前人研究成果的基礎上，通過本文的研究，對礦井通風系統(tǒng)安全可靠性綜合評價的方法進行梳理和總結(jié)，對選擇科學合理的方法評價礦井通風系統(tǒng)提供一定的參考。

1 礦井常用通風技術(shù)

礦井常用的通風技術(shù)有局扇通風技術(shù)、均壓通風技術(shù)、B 型通風模式等幾種常用通風技術(shù)。局扇通風技術(shù)是采用礦用軸流式局部通風設備（簡稱“局扇”）進行礦井通風，采用該技術(shù)要求必須采用功率大、效率高、風壓高、堅固性好、防爆級別高的局扇，保證礦井具有良好的風壓和風量，達到迅速稀釋有害氣體和粉塵的目的[4]。均壓通風技術(shù)指合理控制通風區(qū)兩端壓差，利用壓強，確保風機與風窗之間處于均壓、穩(wěn)定狀態(tài)，控制井下礦井的通風，將作業(yè)現(xiàn)場瓦斯氣體和粉塵排出或者稀釋到安全濃度以下[1]。B 型通風模式指在井下采掘作業(yè)面的進回風系統(tǒng)中設置一條通風聯(lián)絡巷，使通風聯(lián)絡巷和采掘作業(yè)面形成一條并聯(lián)的通風網(wǎng)絡。通過在回風巷增大阻力、在聯(lián)絡巷調(diào)壓的方法，阻止瓦斯溢出，可有效防瓦斯、防火和防塵[4]。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，礦井通風技術(shù)向多種技術(shù)聯(lián)合應用方向發(fā)展，如采取分區(qū)通風系統(tǒng)、多風機多級機站通風系統(tǒng)、多風機多級機站通風系統(tǒng)、統(tǒng)一主扇通風系統(tǒng)等[5]。

2 礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價方法

隨著經(jīng)濟水平的提高和礦業(yè)的發(fā)展，安全生產(chǎn)越來越受到國家、企業(yè)和人民的重視。礦井通風是礦井安全工作的基礎，因此對礦井通風系統(tǒng)進行安全可靠性評價顯得尤為重要。礦井通風系統(tǒng)包括通風網(wǎng)絡、通風機、通風建構(gòu)筑物以及人員管理體制等構(gòu)造的一個動態(tài)的、非線性、隨機的、復雜的系統(tǒng)[2]，要科學合理地對礦井通風系統(tǒng)進行評價，必須抓住重點指標，比如主風機的有效程度、風路風量的合理性等，要選取適量的可以確定真實反應礦井通風系統(tǒng)實際狀況參數(shù)，賦予這些參數(shù)指標不同的權(quán)重。對礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價可采用傳統(tǒng)的安全檢查表和專家打分法[2]，但這兩種方法均存在主觀性、局限性，無法全面、客觀、定量的對系統(tǒng)安全可靠程度進行評價，致使結(jié)果無法令人信服。近幾年，國內(nèi)外學者提出了模糊綜合評價法、層次分析法、未確知測度評價法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡評價法等多種礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價方法。

模糊數(shù)學綜合評價法是指對多個涉及模糊相關(guān)因素影響的事物或方案進行總評決策的方法，基于建立評價指標集、構(gòu)造判斷矩陣，定量的對各個指標重要性進行單獨評價和綜合評價，但也存在因素權(quán)重的主觀性、信息重復等問題。層次分析法是建立在系統(tǒng)工程理論基礎上，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，將復雜的影響因素根據(jù)重要程度的不同劃分為不同的層級，然后利用較少的定量信息，把決策的思維過程數(shù)學化，從而達到定性和定量結(jié)合評價礦井通風安全可靠性的目的[2]?；诘V井通風系統(tǒng)安全評價中存在模糊信息、不確定信息、未確定信息和未知信息，未確知測度理論的評價方法在礦井通風系統(tǒng)安全性評價中得以應用。未確知測度理論的評價方法是要建立評價指標集、評價等級集和評價權(quán)重集，確定單指標未確知測度、多指標綜合測度評價向量、置信度評價等級，在充分尊重實測數(shù)據(jù)的同時，利用一切可利用的先驗信息來構(gòu)造未確知測度函數(shù)，達到對礦井通風系統(tǒng)安全性評價的目的?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡的礦井通風系統(tǒng)安全評價方法，就是利用工程技術(shù)手段模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)與功能，充分運用了人腦神經(jīng)處理復雜信息的能力以及神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性、實時處理等特點，解決礦井通風系統(tǒng)安全評價的非結(jié)構(gòu)性問題。除此之外，還有邏輯模型法、概率統(tǒng)計回歸法、灰色多目標綜合評價模型法、主扇和通風網(wǎng)絡串聯(lián)模型法、可靠性再分配法、通風網(wǎng)絡可靠度不交化算法等方法。

通風系統(tǒng)的安全可靠性有多項決定指標，且各指標的重要性不同，又可分為多個層次，因此就需要多層次綜合評判。而上述的方法存在信息量不全、單一數(shù)學模型的缺陷，因此，隨著研究的深入，目前有許多將上述兩種或兩種以上的方法加以綜合改造、梳理、合并應用的綜合評價方法，比如將層次分析法、模糊理論與灰色理論結(jié)合的方法，模糊理論、粗糙集理論與人工神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的方法。綜合評價方法可以考慮到更多的評價因素和信息，達到更高的評價水平和精度，使評價結(jié)果更科學客觀。

3 結(jié)論

（1）準確地對礦井通風系統(tǒng)作出科學合理的評價、發(fā)現(xiàn)存在的事故隱患并及時處理可以減少或防止通風系統(tǒng)事故發(fā)生，是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

（2）礦井常用的通風技術(shù)有局扇通風技術(shù)、均壓通風技術(shù)、B 型通風模式等幾種。

（3）目前常用的礦井通風系統(tǒng)安全可靠性評價方法有模糊綜合評價法、層次分析法、未確知測度評價法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡評價法等方法，但隨著研究的深入，目前多以上述兩種或兩種以上的方法加以綜合改造、梳理、合并應用的綜合評價方法。