煤矿矿井通风安全管理与智能化应用.pdf

2020 年 23 期科技管理 科技创新与应用 Technology Innovation and Application 煤矿矿井通风安全管理与智能化应用 马瑞 （陕西旬邑县旬东煤业有限责任公司长安煤矿， 陕西 咸阳 711300） 引言 伴随着矿井开采延续， 矿井通风系统务必要引起高度重 视， 近年来， 发生煤矿通风事故屡屡在目， 对于矿井通风管理 需要引起相关工作人员重点关注，引入高新技术与智慧化管 控方式， 改进煤矿井下安全通风的条件， 加强对煤矿井下通风 安全管控的检查与防控力度，保证煤矿井下作业生产的安全 性和可靠性。 1 煤矿井下通风安全管控的重要性 1.1 保障煤矿井下作业的安全性和可靠性 煤矿井下搭建通风安全系统的目的即为采用把矿井内 部的有害气体、 废气等有害气体实行行之有效去除， 进而提升 煤矿井下生产作业的安全性和可靠性。煤矿井下通风系统是 确保煤矿生产安全的一个主要分支，不仅能够确保井下相关 作业人员的人身生命财产安全，也能够确保煤矿井下作业的 危险系数减少， 降低煤矿井下发生爆炸的几率。 煤矿井下通风 系统能够在一定程度上增加矿井内部的氧气流通，促使矿井 内部的有毒有害气体与矿井外面的新鲜空气实现互换，使得 矿井内部的空气能够获得更加优良的品质，提升了矿井空气 内部的氧气含量， 确保矿井下能够安全可靠的进行开采作业， 保障煤矿井下的相关工作人员能够安全平稳地进行煤炭开采 作业。 1.2 第一时间去除有毒有害气体 在矿井内部开采作业进程中， 伴随着生产作业时间的增 加， 矿井下的空气中将会存在诸多有毒有害气体， 其中包含瓦 斯这样的易爆易爆气体， 在放出相关有毒有害颗粒的情况下， 同时也会对矿井内部空气中含有的氧气有相当程度的损耗， 对矿井内部的常规开采作业产生极其严重的影响。假如相当 长一段时间内没能对煤矿井下内部空气实施交换，极易产生 相关作业施工人员瓦斯中毒的安全事故，假如矿井内部空气 中瓦斯气体百分比含量较高，甚至可能造成爆炸这样的恶性 安全事故， 相当大程度的影响着全部煤矿矿井的安全生产。 煤 矿井下通风安全系统能够把矿井内部的有毒有害气体第一时 间去除到矿井外部， 并且第一时间完成内外空气轮换， 促使矿 井内部空气质量非常安全稳定，降低矿井内部有毒有害气体 的真实含量， 使井下作业施工能够更加安全可靠的稳步推进。 1.3 提供新鲜氧气 现阶段绝大多数煤矿企业所属矿井距离地表深度非常 大， 这种情况造成煤矿井下氧气非常稀薄。在此类情况下实行 煤炭资源挖掘作业， 不但将会出现很多数量的有毒有害粉尘与 瓦斯气体，与此同时还能造成氧气在矿井下空间内的含量减 少。 这样就对井下通风安全系统提出了非常高的规定。 在现阶 段煤矿井下通风安全管控作业中， 必须对于相关的井下现场作 业状况的通风系统进行合理管控， 以此来保证矿井下通风的适 宜性， 为井下提供充足的氧气， 为作业人员的人身安全起到重 要的保障， 同时也能够保证井下作业的安全、 有序进行。 2 煤矿井下通风安全管控进程中出现的安全漏洞 摘要 现阶段国内煤炭行业相关单位从事的煤矿井下作业的开采作业危险系数比较高， 这种情况的主要原因是煤炭挖掘工作一 般要在非常深的地表以下进行开采作业， 现场工作条件非常险恶， 另外因为相关现场操作者安全意识淡薄等人为原因， 严重影响并威 胁到了现场操作者的人身生命财产安全。为此， 加强相关安全管控措施是有关煤矿行业单位无法规避的重要工作， 常规的通风安全管 理系统一般是依靠相关工作人员手动操作管控， 极易造成安全管理漏洞与安全生产事故， 然而通风安全管理系统的智慧化、 可视化将 大幅度提高通风安全管理系统的可靠性， 能够最大限度地降低安全生产事故发生的几率及安全管理成本的消耗。 关键词 煤矿矿井； 通风安全管理； 智能化应用 中图分类号院TD724文献标志码院A文章编号院2095-2945渊2020冤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 作者简介 马瑞 （1985-） ， 男， 大专， 助理工程师， 研究方向 煤矿通风与安全。 184-- 2020 年 23 期科技管理 科技创新与应用 Technology Innovation and Application 2.1 煤矿井下通风安全系统存在安全隐患 现阶段， 国内大量煤矿井下的通风安全管理系统安全可 靠性都比较低，这种状况是目前煤矿井下通风系统现存的一 个最为直观和最紧要的安全生产问题。 当中， 总体通风量不够 是很多煤矿井下通风安全管理系统可靠性不高的显著特征之 一。 “总风量不足” 是指井下作业安排的采掘任务太多等导致 风量不足以支撑采掘工作的现象。有的矿井在微风或者无风 的情形下依然不顾一切地进行采掘工作，这样的通风系统一 定是达不到安全指标的。 显然， 煤矿井下通风安全系统通风补 偿还需要从系统搭建这个根源上寻找探索原由。 2.2 煤矿井下通风系统管控水平非常落后、相关企业监 督、 监管不力 矿山井下通风管理系统现存的另外一个亟待解决的问 题是通风系统管控水平非常落后、 相关企业管理人员监督、 监 管不力。除此以外， 一些规模较小、 资金周转速度不快的煤矿 企业受到巷道断面过于狭窄的局限，把通风设备安装在回风 巷里或离风口太近的地方， 常引发吸循环风的恶果。 2.3 煤矿井下通风装置布局不科学、 可靠性较低 现阶段某些煤矿企业出现理论上需要搭建密封区域的 情况没能切实构建而是使用风门作为替代，导致煤矿井下风 门数量提高， 有些风门布置在重要进风巷道与回风巷道中间， 由于两端的压力差比较大造成漏气现象比较严重，从而引起 一系列的危害。 2.4 煤矿井下重要通风设备运作效率差 因为采用的装备自身效率值较低， 亦或通风设备性能和 煤矿井下通风环境阻力情况不匹配，通风设备运行效率值一 般情况下不高， 与此同时也产出电量的不必要的损耗。 2.5 煤矿井下通风系统送风量不够 某些煤矿井下因为整个矿区或者挖掘面供风量不够或 者供风通道串联节点使用频率过高，通常会出现某些区域瓦 斯气体集中、 矿井内部粉尘浓度超出限定值范围， 对煤矿企业 的安全生产产生重大的安全隐患。 2.6 煤矿井下漏气点较多 把足量的、 满足品质需求的空气量输送到用气区域， 漏气 少、 有效空气量占比高， 是通风系统有效性表现之一， 也是保 证矿井安全生产的主要措施。 可是， 有的矿井外部漏风或内部 漏风较大， 导致有效风量率低的现象发生。 3 现代矿井通风管理的新技术 我们从适应煤炭行业发展新趋势、 加快推进企业高质量 发展的角度， 提高对 “智能化开采” 建设重要性的认识， 进一步 增强责任感、 使命感和紧迫感， 我们也清醒认识到 “ 智能化开 采”建设既是煤炭行业发展必然趋势，也是企业发展的必然 选择之路。 4 煤矿通风智能化在矿井中应用 近年来我们紧紧围绕智能化建设总体目标，制定了年度 规划， 成立了专项小组、 明确路线图、 进度表和时间节点， 定期 召开智能化建设推进会， 树立专业配合、 部门协作、 上下联动 的 “一盘棋” 思想， 密切配合， 在各自分管范围内积极主动的推 进 “智能化” 建设， 形成强大工作合力， 实施周通报、 月考核、 年 评比， 有力推进智能化开采循序渐进。 首先引进主扇风机无人化管理系统。该系统一般由五大 单元组成 集中控制单元、 传动单元、 控制单元与下层数据收 集及数据传输，集中控制部分一般实行对系统的远距离操控 与系统参数的即时监控，在安全管理及智能化方面主要有以 下优点（1） 通风风机无人化管理自动化系统在施工作业现场 使用以后， 因为优化了风机设备的控制策略和风机送风能力， 提升了煤矿井下通风系统的安全可靠性；（2） 降低了通风系统 设备的送风量损失， 提升了设备的工作效率；（3） 大量降低了 煤矿井下通风安全系统的用电损耗；显著地改进了设备起动 时电流对电动机设备的冲击，最大限度地减少了现场相关操 作者的作业强度；（4） 降低由于操作者手动作业可能产生的错 误操作。其次我们正在积极洽谈煤矿井下通风管理视频监控 系统。该系统一般是采用现代计算机技术的三维立体可视化 解决方案， 搭建煤矿井下通风安全管理系统参数化数据库， 把 没有具体形象的煤矿井下通风安全数据实行彩色三维立体投 影，把煤矿井下全部巷道的通风信息数据和通风安全系统图 像和数据实行交互。 在常规二维平面图像的前提下实施改造， 采用多维空间建模与分析功能强大的 GIS 技术为基础平台， 能够对矿井进行三维模型创立， 还原巷道的真实形状。 采用分 层管理方式实现对系统中巷道、构筑物和风机的分要素层管 理。 为煤矿井下通风管控系统搭建巨大的参数处理数据库， 切 实解决实际煤矿挖掘生产作业中煤矿井下通风系统管控操作 难度大的现象。 5 煤矿井下通风系统规划的智慧化分析 煤矿井下通风智慧化一体化解决方案能够使操作者与 计算机相互配合， 其特点是操作简便， 伴随着国内参数化科技 的进步， 煤矿井下通风系统规划愈发朝着智慧化方向发展。 降 低矿山开采过程中的人为因素，并将其转换为可靠的设备工 作成果。 矿产开采技术的系统化、 整体化及智能化取代传统的 人工人机简单配合模式， 形成以计算软件、 自动检测智能通风 构筑物设计生产的成套化系统。煤矿井下通风系统规划智慧 化程序的搭建分析相关模块的进程（1） 煤矿井下通风安全系 统基础输出和 3D 动画输出模块；（2） 矿井中风机工作状况和 通风构筑物的检测模块；（3） 数据分析和处理模块；（4） 技术经 济计算模块与专家系统模块。 6 结束语 综上所述， 考虑到煤矿井下通风安全管控系统的重要作 用，在煤矿井下挖掘开采作业过程中需要强化对通风管控系 统的重视程度， 常规的通风管控系统一般是操作者手动管控， 极易引发煤矿作业安全管理问题与重大安全生产隐患，然而 通风管控系统的智慧化、可视化有益于加强煤矿井下通风管 控系统工作， 可以减少安全事故和管理成本的投入， 矿井通风 安全管理措施已经摆脱了传统的粗放式管理模式，进而进入 智能化、 可视化管理时代。 参考文献院 [1]成和平.煤矿通风安全管理及通风事故防范措施探讨[J].煤炭与化 工， 2015 （07） 131-133. 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