談煤礦礦井通風安全管理與智能化
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摘要：現階段國內煤炭行業相關單位從事的煤礦井下作業的開采作業危險系數比較高，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，現場工作條件非常險惡，另外因為相關現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場操作者的人身生命財產安全。為此，加強相關安全管控措施是有關煤礦行業單位無法規避的重要工作，常規的通風安全管理系統一般是依靠相關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事故，然而通風安全管理系統的智慧化、可視化將大幅度提高通風安全管理系統的可靠性，能夠最大限度地降低安全生產事故發生的幾率及安全管理成本的消耗。
引言
伴隨著礦井開采延續，礦井通風系統務必要引起高度重視，近年來，發生煤礦通風事故屢屢在目，對于礦井通風管理需要引起相關工作人員重點關注，引入高新技術與智慧化管控方式，改進煤礦井下安全通風的條件，加強對煤礦井下通風安全管控的檢查與防控力度，保證煤礦井下作業生產的安全性和可靠性。
1煤礦井下通風安全管控的重要性
1.1保障煤礦井下作業的安全性和可靠性
煤礦井下搭建通風安全系統的目的即為采用把礦井內部的有害氣體、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作業的安全性和可靠性。煤礦井下通風系統是確保煤礦生產安全的一個主要分支，不僅能夠確保井下相關作業人員的人身生命財產安全，也能夠確保煤礦井下作業的危險系數減少，降低煤礦井下發生爆炸的幾率。煤礦井下通風系統能夠在一定程度上增加礦井內部的氧氣流通，促使礦井內部的有毒有害氣體與礦井外面的新鮮空氣實現互換，使得礦井內部的空氣能夠獲得更加優良的品質，提升了礦井空氣內部的氧氣含量，確保礦井下能夠安全可靠的進行開采作業，保障煤礦井下的相關工作人員能夠安全平穩地進行煤炭開采作業。
1.2第一時間去除有毒有害氣體
在礦井內部開采作業進程中，伴隨著生產作業時間的增加，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，在放出相關有毒有害顆粒的情況下，同時也會對礦井內部空氣中含有的氧氣有相當程度的損耗，對礦井內部的常規開采作業產生極其嚴重的影響。假如相當長一段時間內沒能對煤礦井下內部空氣實施交換，極易產生相關作業施工人員瓦斯中毒的安全事故，假如礦井內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，相當大程度的影響著全部煤礦礦井的安全生產。煤礦井下通風安全系統能夠把礦井內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外空氣輪換，促使礦井內部空氣質量非常安全穩定，降低礦井內部有毒有害氣體的真實含量，使井下作業施工能夠更加安全可靠的穩步推進。
1.3提供新鮮氧氣
現階段絕大多數煤礦企業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，不但將會出現很多數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的含量減少。這樣就對井下通風安全系統提出了非常高的規定。在現階段煤礦井下通風安全管控作業中，必須對于相關的井下現場作業狀況的通風系統進行合理管控，以此來保證礦井下通風的適宜性，為井下提供充足的氧氣，為作業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的安全、有序進行。
2煤礦井下通風安全管控進程中出現的安全漏洞
2.1煤礦井下通風安全系統存在安全隱患
現階段，國內大量煤礦井下的通風安全管理系統安全可靠性都比較低，這種狀況是目前煤礦井下通風系統現存的一個最為直觀和最緊要的安全生產問題。當中，總體通風量不夠是很多煤礦井下通風安全管理系統可靠性不高的顯著特征之一。“總風量不足”是指井下作業安排的采掘任務太多等導致風量不足以支撐采掘工作的現象。有的礦井在微風或者無風的情形下依然不顧一切地進行采掘工作，這樣的通風系統一定是達不到安全指標的。顯然，煤礦井下通風安全系統通風補償還需要從系統搭建這個根源上尋找探索原由。
2.2煤礦井下通風系統管控水平非常落后、相關企業監督、監管不力
礦山井下通風管理系統現存的另外一個亟待解決的問題是通風系統管控水平非常落后、相關企業管理人員監督、監管不力。除此以外，一些規模較小、資金周轉速度不快的煤礦企業受到巷道斷面過于狹窄的局限，把通風設備安裝在回風巷里或離風口太近的地方，常引發吸循環風的惡果。
2.3煤礦井下通風裝置布局不科學、可靠性較低
現階段某些煤礦企業出現理論上需要搭建密封區域的情況沒能切實構建而是使用風門作為替代，導致煤礦井下風門數量提高，有些風門布置在重要進風巷道與回風巷道中間，由于兩端的壓力差比較大造成漏氣現象比較嚴重，從而引起一系列的危害。
2.4煤礦井下重要通風設備運作效率差
因為采用的裝備自身效率值較低，亦或通風設備性能和煤礦井下通風環境阻力情況不匹配，通風設備運行效率值一般情況下不高，與此同時也產出電量的不必要的損耗。
2.5煤礦井下通風系統送風量不夠
某些煤礦井下因為整個礦區或者挖掘面供風量不夠或者供風通道串聯節點使用頻率過高，通常會出現某些區域瓦斯氣體集中、礦井內部粉塵濃度超出限定值范圍，對煤礦企業的安全生產產生重大的安全隱患。2.6煤礦井下漏氣點較多把足量的、滿足品質需求的空氣量輸送到用氣區域，漏氣少、有效空氣量占比高，是通風系統有效性表現之一，也是保證礦井安全生產的主要措施。可是，有的礦井外部漏風或內部漏風較大，導致有效風量率低的現象發生。
3現代礦井通風管理的新技術
我們從適應煤炭行業發展新趨勢、加快推進企業高質量發展的角度，提高對“智能化開采”建設重要性的認識，進一步增強責任感、使命感和緊迫感，我們也清醒認識到“智能化開采”建設既是煤炭行業發展必然趨勢，也是企業發展的必然選擇之路。
4煤礦通風智能化在礦井中應用
近年來我們緊緊圍繞智能化建設總體目標，制定了年度規劃，成立了專項小組、明確路線圖、進度表和時間節點，定期召開智能化建設推進會，樹立專業配合、部門協作、上下聯動的“一盤棋”思想，密切配合，在各自分管范圍內積極主動的推進“智能化”建設，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。首先引進主扇風機無人化管理系統。該系統一般由五大單元組成：集中控制單元、傳動單元、控制單元與下層數據收集及數據傳輸，集中控制部分一般實行對系統的遠距離操控與系統參數的即時監控，在安全管理及智能化方面主要有以下優點：（1）通風風機無人化管理自動化系統在施工作業現場使用以后，因為優化了風機設備的控制策略和風機送風能力，提升了煤礦井下通風系統的安全可靠性；（2）降低了通風系統設備的送風量損失，提升了設備的工作效率；（3）大量降低了煤礦井下通風安全系統的用電損耗；顯著地改進了設備起動時電流對電動機設備的沖擊，最大限度地減少了現場相關操作者的作業強度；（4）降低由于操作者手動作業可能產生的錯誤操作。其次我們正在積極洽談煤礦井下通風管理視頻監控系統。該系統一般是采用現代計算機技術的三維立體可視化解決方案，搭建煤礦井下通風安全管理系統參數化數據庫，把沒有具體形象的煤礦井下通風安全數據實行彩色三維立體投影，把煤礦井下全部巷道的通風信息數據和通風安全系統圖像和數據實行交互。在常規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技術為基礎平臺，能夠對礦井進行三維模型創立，還原巷道的真實形狀。采用分層管理方式實現對系統中巷道、構筑物和風機的分要素層管理。為煤礦井下通風管控系統搭建巨大的參數處理數據庫，切實解決實際煤礦挖掘生產作業中煤礦井下通風系統管控操作難度大的現象。5煤礦井下通風系統規劃的智慧化分析煤礦井下通風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，伴隨著國內參數化科技的進步，煤礦井下通風系統規劃愈發朝著智慧化方向發展。降低礦山開采過程中的人為因素，并將其轉換為可靠的設備工作成果。礦產開采技術的系統化、整體化及智能化取代傳統的人工人機簡單配合模式，形成以計算軟件、自動檢測智能通風構筑物設計生產的成套化系統。煤礦井下通風系統規劃智慧化程序的搭建分析相關模塊的進程：（1）煤礦井下通風安全系統基礎輸出和3D動畫輸出模塊；（2）礦井中風機工作狀況和通風構筑物的檢測模塊；（3）數據分析和處理模塊；（4）技術經濟計算模塊與專家系統模塊。
6結束語
綜上所述，考慮到煤礦井下通風安全管控系統的重要作用，在煤礦井下挖掘開采作業過程中需要強化對通風管控系統的重視程度，常規的通風管控系統一般是操作者手動管控，極易引發煤礦作業安全管理問題與重大安全生產隱患，然而通風管控系統的智慧化、可視化有益于加強煤礦井下通風管控系統工作，可以減少安全事故和管理成本的投入，礦井通風安全管理措施已經擺脫了傳統的粗放式管理模式，進而進入智能化、可視化管理時代。
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作者：馬瑞 單位：陜西旬邑縣旬東煤業有限責任公司長安煤礦
