煤礦礦井通風(fēng)安全管理與智能化應(yīng)用

馬瑞

摘? 要：現(xiàn)階段國內(nèi)煤炭行業(yè)相關(guān)單位從事的煤礦井下作業(yè)的開采作業(yè)危險系數(shù)比較高，這種情況的主要原因是煤炭挖掘工作一般要在非常深的地表以下進行開采作業(yè)，現(xiàn)場工作條件非常險惡，另外因為相關(guān)現(xiàn)場操作者安全意識淡薄等人為原因，嚴重影響并威脅到了現(xiàn)場操作者的人身生命財產(chǎn)安全。為此，加強相關(guān)安全管控措施是有關(guān)煤礦行業(yè)單位無法規(guī)避的重要工作，常規(guī)的通風(fēng)安全管理系統(tǒng)一般是依靠相關(guān)工作人員手動操作管控，極易造成安全管理漏洞與安全生產(chǎn)事故，然而通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的智慧化、可視化將大幅度提高通風(fēng)安全管理系統(tǒng)的可靠性，能夠最大限度地降低安全生產(chǎn)事故發(fā)生的幾率及安全管理成本的消耗。

關(guān)鍵詞：煤礦礦井;通風(fēng)安全管理;智能化應(yīng)用

中圖分類號：TD724? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）23-0184-02

Abstract： At the present stage， the risk coefficient of coal mining operations engaged in by relevant units in the domestic coal industry is relatively high. The main reason for this situation is that coal mining work is generally carried out below the very deep surface， and the on-site working conditions are very sinister. In addition， relevant on-site operators' lack of safety awareness， as well as other artificial factors， seriously affects and threatens the personal life and property of the on-site operators. For this reason， strengthening the relevant safety management and control measures is an important work that cannot be avoided by the relevant coal mine industry units. Conventional ventilation safety management systems generally rely on manual operation and control by relevant staff， which can easily cause safety management loopholes and safety production accidents. However， the intelligence and visualization of the ventilation safety management system will greatly improve the reliability of the ventilation safety management system， thereby can minimize the probability of production safety accidents and the consumption of safety management costs.

Keywords： coal mine; ventilation safety management; intelligent application

引言

伴隨著礦井開采延續(xù)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)務(wù)必要引起高度重視，近年來，發(fā)生煤礦通風(fēng)事故屢屢在目，對于礦井通風(fēng)管理需要引起相關(guān)工作人員重點關(guān)注，引入高新技術(shù)與智慧化管控方式，改進煤礦井下安全通風(fēng)的條件，加強對煤礦井下通風(fēng)安全管控的檢查與防控力度，保證煤礦井下作業(yè)生產(chǎn)的安全性和可靠性。

1 煤礦井下通風(fēng)安全管控的重要性

1.1 保障煤礦井下作業(yè)的安全性和可靠性

煤礦井下搭建通風(fēng)安全系統(tǒng)的目的即為采用把礦井內(nèi)部的有害氣體、廢氣等有害氣體實行行之有效去除，進而提升煤礦井下生產(chǎn)作業(yè)的安全性和可靠性。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)是確保煤礦生產(chǎn)安全的一個主要分支，不僅能夠確保井下相關(guān)作業(yè)人員的人身生命財產(chǎn)安全，也能夠確保煤礦井下作業(yè)的危險系數(shù)減少，降低煤礦井下發(fā)生爆炸的幾率。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)能夠在一定程度上增加礦井內(nèi)部的氧氣流通，促使礦井內(nèi)部的有毒有害氣體與礦井外面的新鮮空氣實現(xiàn)互換，使得礦井內(nèi)部的空氣能夠獲得更加優(yōu)良的品質(zhì)，提升了礦井空氣內(nèi)部的氧氣含量，確保礦井下能夠安全可靠的進行開采作業(yè)，保障煤礦井下的相關(guān)工作人員能夠安全平穩(wěn)地進行煤炭開采作業(yè)。

1.2 第一時間去除有毒有害氣體

在礦井內(nèi)部開采作業(yè)進程中，伴隨著生產(chǎn)作業(yè)時間的增加，礦井下的空氣中將會存在諸多有毒有害氣體，其中包含瓦斯這樣的易爆易爆氣體，在放出相關(guān)有毒有害顆粒的情況下，同時也會對礦井內(nèi)部空氣中含有的氧氣有相當(dāng)程度的損耗，對礦井內(nèi)部的常規(guī)開采作業(yè)產(chǎn)生極其嚴重的影響。假如相當(dāng)長一段時間內(nèi)沒能對煤礦井下內(nèi)部空氣實施交換，極易產(chǎn)生相關(guān)作業(yè)施工人員瓦斯中毒的安全事故，假如礦井內(nèi)部空氣中瓦斯氣體百分比含量較高，甚至可能造成爆炸這樣的惡性安全事故，相當(dāng)大程度的影響著全部煤礦礦井的安全生產(chǎn)。煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)能夠把礦井內(nèi)部的有毒有害氣體第一時間去除到礦井外部，并且第一時間完成內(nèi)外空氣輪換，促使礦井內(nèi)部空氣質(zhì)量非常安全穩(wěn)定，降低礦井內(nèi)部有毒有害氣體的真實含量，使井下作業(yè)施工能夠更加安全可靠的穩(wěn)步推進。

1.3 提供新鮮氧氣

現(xiàn)階段絕大多數(shù)煤礦企業(yè)所屬礦井距離地表深度非常大，這種情況造成煤礦井下氧氣非常稀薄。在此類情況下實行煤炭資源挖掘作業(yè)，不但將會出現(xiàn)很多數(shù)量的有毒有害粉塵與瓦斯氣體，與此同時還能造成氧氣在礦井下空間內(nèi)的含量減少。這樣就對井下通風(fēng)安全系統(tǒng)提出了非常高的規(guī)定。在現(xiàn)階段煤礦井下通風(fēng)安全管控作業(yè)中，必須對于相關(guān)的井下現(xiàn)場作業(yè)狀況的通風(fēng)系統(tǒng)進行合理管控，以此來保證礦井下通風(fēng)的適宜性，為井下提供充足的氧氣，為作業(yè)人員的人身安全起到重要的保障，同時也能夠保證井下作業(yè)的安全、有序進行。

2 煤礦井下通風(fēng)安全管控進程中出現(xiàn)的安全漏洞

2.1 煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)存在安全隱患

現(xiàn)階段，國內(nèi)大量煤礦井下的通風(fēng)安全管理系統(tǒng)安全可靠性都比較低，這種狀況是目前煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)存的一個最為直觀和最緊要的安全生產(chǎn)問題。當(dāng)中，總體通風(fēng)量不夠是很多煤礦井下通風(fēng)安全管理系統(tǒng)可靠性不高的顯著特征之一?！翱傦L(fēng)量不足”是指井下作業(yè)安排的采掘任務(wù)太多等導(dǎo)致風(fēng)量不足以支撐采掘工作的現(xiàn)象。有的礦井在微風(fēng)或者無風(fēng)的情形下依然不顧一切地進行采掘工作，這樣的通風(fēng)系統(tǒng)一定是達不到安全指標(biāo)的。顯然，煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)通風(fēng)補償還需要從系統(tǒng)搭建這個根源上尋找探索原由。

2.2 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)管控水平非常落后、相關(guān)企業(yè)監(jiān)督、監(jiān)管不力

礦山井下通風(fēng)管理系統(tǒng)現(xiàn)存的另外一個亟待解決的問題是通風(fēng)系統(tǒng)管控水平非常落后、相關(guān)企業(yè)管理人員監(jiān)督、監(jiān)管不力。除此以外，一些規(guī)模較小、資金周轉(zhuǎn)速度不快的煤礦企業(yè)受到巷道斷面過于狹窄的局限，把通風(fēng)設(shè)備安裝在回風(fēng)巷里或離風(fēng)口太近的地方，常引發(fā)吸循環(huán)風(fēng)的惡果。

2.3 煤礦井下通風(fēng)裝置布局不科學(xué)、可靠性較低

現(xiàn)階段某些煤礦企業(yè)出現(xiàn)理論上需要搭建密封區(qū)域的情況沒能切實構(gòu)建而是使用風(fēng)門作為替代，導(dǎo)致煤礦井下風(fēng)門數(shù)量提高，有些風(fēng)門布置在重要進風(fēng)巷道與回風(fēng)巷道中間，由于兩端的壓力差比較大造成漏氣現(xiàn)象比較嚴重，從而引起一系列的危害。

2.4 煤礦井下重要通風(fēng)設(shè)備運作效率差

因為采用的裝備自身效率值較低，亦或通風(fēng)設(shè)備性能和煤礦井下通風(fēng)環(huán)境阻力情況不匹配，通風(fēng)設(shè)備運行效率值一般情況下不高，與此同時也產(chǎn)出電量的不必要的損耗。

2.5 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量不夠

某些煤礦井下因為整個礦區(qū)或者挖掘面供風(fēng)量不夠或者供風(fēng)通道串聯(lián)節(jié)點使用頻率過高，通常會出現(xiàn)某些區(qū)域瓦斯氣體集中、礦井內(nèi)部粉塵濃度超出限定值范圍，對煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)產(chǎn)生重大的安全隱患。

2.6 煤礦井下漏氣點較多

把足量的、滿足品質(zhì)需求的空氣量輸送到用氣區(qū)域，漏氣少、有效空氣量占比高，是通風(fēng)系統(tǒng)有效性表現(xiàn)之一，也是保證礦井安全生產(chǎn)的主要措施。可是，有的礦井外部漏風(fēng)或內(nèi)部漏風(fēng)較大，導(dǎo)致有效風(fēng)量率低的現(xiàn)象發(fā)生。

3 現(xiàn)代礦井通風(fēng)管理的新技術(shù)

我們從適應(yīng)煤炭行業(yè)發(fā)展新趨勢、加快推進企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的角度，提高對“智能化開采”建設(shè)重要性的認識，進一步增強責(zé)任感、使命感和緊迫感，我們也清醒認識到“ 智能化開采” 建設(shè)既是煤炭行業(yè)發(fā)展必然趨勢，也是企業(yè)發(fā)展的必然選擇之路。

4 煤礦通風(fēng)智能化在礦井中應(yīng)用

近年來我們緊緊圍繞智能化建設(shè)總體目標(biāo)，制定了年度規(guī)劃，成立了專項小組、明確路線圖、進度表和時間節(jié)點，定期召開智能化建設(shè)推進會，樹立專業(yè)配合、部門協(xié)作、上下聯(lián)動的“一盤棋”思想，密切配合，在各自分管范圍內(nèi)積極主動的推進“智能化”建設(shè)，形成強大工作合力，實施周通報、月考核、年評比，有力推進智能化開采循序漸進。

首先引進主扇風(fēng)機無人化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由五大單元組成：集中控制單元、傳動單元、控制單元與下層數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)傳輸，集中控制部分一般實行對系統(tǒng)的遠距離操控與系統(tǒng)參數(shù)的即時監(jiān)控，在安全管理及智能化方面主要有以下優(yōu)點：（1）通風(fēng)風(fēng)機無人化管理自動化系統(tǒng)在施工作業(yè)現(xiàn)場使用以后，因為優(yōu)化了風(fēng)機設(shè)備的控制策略和風(fēng)機送風(fēng)能力，提升了煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性;（2）降低了通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的送風(fēng)量損失，提升了設(shè)備的工作效率;（3）大量降低了煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)的用電損耗;顯著地改進了設(shè)備起動時電流對電動機設(shè)備的沖擊，最大限度地減少了現(xiàn)場相關(guān)操作者的作業(yè)強度;（4）降低由于操作者手動作業(yè)可能產(chǎn)生的錯誤操作。其次我們正在積極洽談煤礦井下通風(fēng)管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般是采用現(xiàn)代計算機技術(shù)的三維立體可視化解決方案，搭建煤礦井下通風(fēng)安全管理系統(tǒng)參數(shù)化數(shù)據(jù)庫，把沒有具體形象的煤礦井下通風(fēng)安全數(shù)據(jù)實行彩色三維立體投影，把煤礦井下全部巷道的通風(fēng)信息數(shù)據(jù)和通風(fēng)安全系統(tǒng)圖像和數(shù)據(jù)實行交互。在常規(guī)二維平面圖像的前提下實施改造，采用多維空間建模與分析功能強大的GIS技術(shù)為基礎(chǔ)平臺，能夠?qū)ΦV井進行三維模型創(chuàng)立，還原巷道的真實形狀。采用分層管理方式實現(xiàn)對系統(tǒng)中巷道、構(gòu)筑物和風(fēng)機的分要素層管理。為煤礦井下通風(fēng)管控系統(tǒng)搭建巨大的參數(shù)處理數(shù)據(jù)庫，切實解決實際煤礦挖掘生產(chǎn)作業(yè)中煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)管控操作難度大的現(xiàn)象。

5 煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃的智慧化分析

煤礦井下通風(fēng)智慧化一體化解決方案能夠使操作者與計算機相互配合，其特點是操作簡便，伴隨著國內(nèi)參數(shù)化科技的進步，煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃愈發(fā)朝著智慧化方向發(fā)展。降低礦山開采過程中的人為因素，并將其轉(zhuǎn)換為可靠的設(shè)備工作成果。礦產(chǎn)開采技術(shù)的系統(tǒng)化、整體化及智能化取代傳統(tǒng)的人工人機簡單配合模式，形成以計算軟件、自動檢測智能通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)計生產(chǎn)的成套化系統(tǒng)。煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)規(guī)劃智慧化程序的搭建分析相關(guān)模塊的進程：（1）煤礦井下通風(fēng)安全系統(tǒng)基礎(chǔ)輸出和3D動畫輸出模塊;（2）礦井中風(fēng)機工作狀況和通風(fēng)構(gòu)筑物的檢測模塊;（3）數(shù)據(jù)分析和處理模塊;（4）技術(shù)經(jīng)濟計算模塊與專家系統(tǒng)模塊。

6 結(jié)束語

綜上所述，考慮到煤礦井下通風(fēng)安全管控系統(tǒng)的重要作用，在煤礦井下挖掘開采作業(yè)過程中需要強化對通風(fēng)管控系統(tǒng)的重視程度，常規(guī)的通風(fēng)管控系統(tǒng)一般是操作者手動管控，極易引發(fā)煤礦作業(yè)安全管理問題與重大安全生產(chǎn)隱患，然而通風(fēng)管控系統(tǒng)的智慧化、可視化有益于加強煤礦井下通風(fēng)管控系統(tǒng)工作，可以減少安全事故和管理成本的投入，礦井通風(fēng)安全管理措施已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的粗放式管理模式，進而進入智能化、可視化管理時代。

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