矿井通风系统可靠性分析与评价

摘 要：矿井通风系统是实现矿井有效通风的前提条件，矿井通风系统可靠性的分析研究对确保矿井安全生产，实现煤炭工业可持续发展尤为重要。该文确定了影响其可靠性的自然因素及通风安全管理因素，在此基础上，建立了符合实际的可靠性评价指标体系。

关键词：矿井通风系统；可靠性；指标体系；

一、矿井通风系统可靠性分析

（一）矿井通风系统可靠性主要自然影响因素

1.通风方式

矿井进、回风井的相对位置的布置方式即为矿井通风方式。矿井通风方式包括中央式、对角式、分区式、混合式4种；矿井通风方法有抽出式、压入式、混合式。通风方法的选择直接影响矿井通风的漏风率大小。

2.通风动力

矿井的通风动力包括机械动力和自然动力两大类。

机械动力包括主扇风机、辅助扇风机和局扇风机。然而主扇风机对矿井通风系统可靠性的影响最大、最直接。主扇风机分离心式和轴流式，它通过机械为矿井通风提供动力，一般为负压通风。局扇风机在井下通风部分改动困难、采取其它方法不能满足需要时，由于局扇风机在通风网络的某个分支上加上了一定的动力，明显改变网络中风流的分布状况，影响矿井通风系统的可靠性。

3.通风网络

空气在进行生产或通风及其它特殊用途而掘出的井巷中流动，满足生产和安全的需要。空气流过的井巷与通风构筑物就组成了矿井通风系统的通风网络。通风巷道按其位置在网络中的相互关系可分为并联巷道、串联巷道和角联巷道。

矿井通风网络属于大型复杂网络，对于这样一个具有上百条分支的大型复杂网络，存在许多角联分支。不仅风网中的角联网络存在着风流稳定性问题，而且其它风路中也不同程度地存在着风流稳定性问题。可见，通风网络中风流流动方向及风量大小持续稳定地满足用风点的需要对于矿井通风系统的可靠性起着决定性作用。

4.通风设施

矿井通风设施是指设置在通风巷道中用于控制风流方向和大小的通风构筑物，包括永久性和临时性风门、风窗、风桥、风墙。通风设施的质量与布置的合理性，直接关系到矿井通风系统的可靠性。构筑物设施的可靠性程度，对风流的稳定性有很大的影响，甚至造成风流静止，甚至反向，因此通风网络中通风构筑物的设置及管理对矿井通风系统的可靠性及防灾抗灾能力有很大影响。

（二）矿井通风安全管理因素

1.建立健全矿井通风管理组织机构；2.制定矿井通风管理制度；3.建立矿井通风系统的计算机安全管理体系；4.及时处理矿井通风事故隐患。

二、矿井通风系统可靠性评价指标体系

本文将评价指标定为四个层次，指标层（C）再细分为24个指标。

（一）通风系统环境（H）

1.矿井通风网络结构合理性（H1）。矿井通风网络的复杂程度与矿井通风方式、生产布局和井下用风地点的多少及分布有关，它影响着井下风流的稳定性和井下风量的可调性。

2.矿井风量供需比（H2）。矿井实际供风量满足需风要求是保证让井下各作业地点有足够风量的前提条件，也是改善劳动环境和安全生产的基础。

3.有效供风率（H3）。矿井有效供风率越高表明通风系统的主扇风机、通风方式和结构、巷道状况越良好，是一个反映风量的综合指标。

4.风速合格率（H4）。《煤矿安全规程》第105条规定：矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。

5.矿井漏风率（H5）。《煤矿安全规程》第121条规定：装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15%。

6.风质合格率（H6）。风流质量是井下作业人员生命安全和满足用风需求的保障。要求各用风地点的风流质量必需满足要求。

7.工作面配风合格率（H7）。工作面的配风直接影响工人呼吸及机械设备用风状况。

8.通风等积孔大小（H8）。

（二）通风设备设施（S）

9.主扇风机运转稳定性（S1）。主扇风机运转稳定性是指风机工况点是否在合理的范围内，各风机之间是否相互干扰。

10.主扇风机综合效率（S2）。主扇风机的综合效率包括电动机效率、传动效率、主扇风机效率。

11.局扇安装情况（S3）。如果某一分区风路的风阻过大，主扇风机不能供给其足够风量时，需在井下安设局扇风机。

12.通风构筑物合理性（S4）。通风构筑物布置合理与否直接影响到井下风流的稳定性。

13.通风巷道维护状况（S5）。通风巷道是构成通风网络的基础，巷道的畅通保证了井下风流正常流动；巷道的障碍则可能阻断、减弱风流，降低用风点的风质等。

14.通风仪表配备（S6）。依据通风仪表配备数量和通风仪表完好率确定隶属度。

（三）防灾抗灾能力（F）

15.通风方式和方法合理性（F1）。

16.监测系统利用率（F2）。采用通风监测利用率即实际完好利用的监测探头的数量与应设监测探头的数量之比来评判指标。

17.避灾路线合理性（F3）。当井下一旦发生事故，避灾路线是井下人员进行逃生的必经之路，所以避灾路线的合理选择对于矿井抗灾能力有重大影响。

18.防灾设施合格率（F4）。防灾设施是指隔爆水棚或岩粉棚、防火门、防爆门（盖）等设施的总称，是矿井通风系统安全保障体系的物质基础。

19.反风系统灵活性（F5）。为了防止进风系统发生火灾时产生的有毒有害气体进入作业地点需要进行全矿井或局部巷道反风，有时为了适应救护工作也需要进行反风。

（四）通风安全管理（G）

20.管理机构建设情况（G1）。管理机构的建设是矿井安全生产的重要要求之一。管理机构是否健全或按要求设置，直接影响着矿井的安全生产。

21.人员素质水平（G2）。人具有主观性，为保证安全必须对工作人员进行安全培训，做到持证上岗。

22.安全投入情况（G3）。安全投入是矿井投入到安全生产的必须资金，安全投入成本与矿井生产能力的百分比必须合理。

23.安全管理措施（G4）。安全管理措施是保障人员、设备设施、工作环境等处于安全状态而制定的措施。主要包括：应急救援预案，防灾预灾措施等安全管理措施。

24.安全管理规章制度（G5）。安全管理制度是矿井安全生产的制度保障，必须做到安全规章制度健全完善。

参考文献：

［1］薛河.矿井局部通风系统可靠性定额的确定[J].煤炭工程师，1996,(5).

［2］程远国,王德明.矿井通风系统可靠性研究[J].太原理工大学学报,1998,(4).